रेले स्कैटरिंग क्या है: स्कैटरिंग ऑफ़ लाइट एंड इट लॉस

लॉर्ड रेले (12 नवंबर 1842) को रेले स्कैटरिंग का पता चला था। हम प्रकाश की घटना को जानते हैं प्रतिबिंब और अपवर्तन । वायुमंडल के कण बिखरे हुए कहलाते हैं क्योंकि जब प्रकाश का वायुमंडल में प्रवेश होता है तो ये कण रोशनी में बिखर जाएंगे। अपवर्तन की इस घटना को प्रकाश का प्रकीर्णन कहा जा सकता है। लोचदार और गैर-लोचदार जैसे दो प्रकार के बिखराव हैं। रेले, मि, और गैर-चयनात्मक बिखरने लोचदार बिखरने वाले हैं और ब्रिल्लू, रमन, इन-इलास्टिक एक्स-रे, कॉम्पटन इन-इलास्टिक बिखरने वाले हैं। इस लेख में, रेले के एक प्रकार के लोचदार बिखरने की चर्चा की गई है।

रेले स्कैटरिंग क्या है?

परिभाषा: रेलेह पृथ्वी के वायुमंडल में गैस द्वारा अणुओं का प्रकीर्णन है। बिखरने की शक्ति प्रकाश तरंग दैर्ध्य पर और कण आकार पर भी निर्भर करती है। संरचनागत भिन्नताओं के कारण, रेले या रैखिक बिखरने का कारण होता है।

प्रकाश का बिखराव

हमने अपने दैनिक जीवन में कुछ अद्भुत घटनाओं को पार किया है, जैसे आकाश का नीला रंग, गहरे समुद्र में पानी का रंग, सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सूर्य का लाल पड़ना, आदि जब प्रकाश की किरण गिरती है। एक परमाणु यह परमाणु में इलेक्ट्रॉन को कंपन करने का कारण बनता है। कंपन इलेक्ट्रॉन, बदले में, यह सभी दिशा में प्रकाश को फिर से उत्सर्जित करता है और इस प्रक्रिया को प्रकीर्णन कहा जाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में वायु के अणु और अन्य छोटे कण होते हैं जब सूर्य का प्रकाश वायुमंडल से गुजरता है, तो यह वायुमंडल में बड़ी संख्या में कणों द्वारा बिखर जाता है। रेले स्कैटरिंग लॉ (RSL) के अनुसार, प्रकीर्णन प्रकाश की तीव्रता ऊंचाई की तरंग दैर्ध्य के चौथे भाग के रूप में भिन्न होती है (1 / h^४) का है। लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य अधिक बिखरे हुए हैं। रैखिक बिखरने का आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

रेले स्कैटरिंग

आरएसएल के अनुसार, नीले रंग का प्रकाश लाल प्रकाश से अधिक बिखरा हुआ है क्योंकि, इस कारण से, आकाश नीले रंग में दिखाई देता है। सूर्योदय और सूरज से सूरज की किरणों के वातावरण के एक बड़े हिस्से की यात्रा करते हैं। इसलिए, अधिकांश नीले प्रकाश दूर बिखरे हुए हैं और केवल लाल प्रकाश पर्यवेक्षक तक पहुंचता है। इसलिए सूरज की रोशनी और सूर्यास्त के समय सूरज लाल दिखाई देता है।

प्रकाश बिखरने के मामले में, लगभग सभी प्रकीर्णन प्रकाश घटना विकिरण के समान आवृत्ति पर मनाया जाता है। इस घटना को इलास्टिक या रेलेइग या लीनियर स्कैटरिंग कहा जाता है, हालांकि, महान भारतीय चिकित्सक डॉ.सी.वी.रमन ने देखा कि प्रकाश के प्रकीर्णन से 1928 में घटना की आवृत्ति के ऊपर और नीचे असतत आवृत्तियाँ होती हैं। रेले या रैखिक प्रकार के अनुप्रयोग सौदा करने के लिए (प्रकाश का पता लगाने और लेकर), मौसम रडार, आदि।

रेले स्कैटरिंग नुकसान

सामग्री के घनत्व और संरचना में सूक्ष्म भिन्नता के कारण ऑप्टिकल फाइबर में बिखरने वाले नुकसान मौजूद हैं। जैसे कि ग्लास आणविक और यादृच्छिक रूप से सिलिकॉन ऑक्साइड, GeO जैसे कई ऑक्साइड से बना है_दोआदि ये संरचना संरचना में उतार-चढ़ाव के प्रमुख उपयोग हैं, इन दो प्रभावों के परिणामस्वरूप प्रकाश के प्रकीर्णन के अपवर्तक और रेलेय प्रकार में भिन्नता होती है।

कोर और क्लैडिंग सामग्री के अपवर्तक सूचकांक में छोटे स्थानीयकृत परिवर्तनों के कारण बिखरने वाली रोशनी। फाइबर के निर्माण के दौरान ये दो कारण हैं। पहला सामग्री के मिश्रण में मामूली उतार-चढ़ाव के कारण होता है और दूसरा कारण घनत्व में थोड़ा बदलाव होता है क्योंकि यह जम जाता है। नीचे दिया गया चित्र रेखीय रूप से रेले की तरंग दैर्ध्य और प्रकीर्णन हानि के बीच के संबंध को दर्शाता है।

बिखरे हुए नुकसान

जब एक प्रकाश किरण इस तरह के क्षेत्रों पर हमला करती है, तो यह सभी दिशाओं में बिखर जाती है, एकल घटक कांच के लिए बिखरने का नुकसान होता है

ए_गोबर= 8 =^३/ ३ /३^४(एन^दो- (1)^दोसेवा मेरे_खटी_चख_टी

जहां n = अपवर्तक सूचकांक

सेवा मेरे_ख= बोल्ट्जमैन का स्थिरांक

ख_टी= इज़ोटेर्मल कम्प्रेसिबिलिटी

टी_च= घर्षण तापमान
आयाम रहित आकार के पैरामीटर के आधार पर, प्रकाश के प्रकीर्णन को तीन डोमेन में विभाजित किया जाता है और इसे परिभाषित किया जाता है

A = pDp / λ

जहाँ Dp = किसी कण का परिक्रमण

λ = घटना तरंग दैर्ध्य विकिरण

रेले और (पी), ए (आर), और आर के लिए आनुपातिक है। गणितीय अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया है

α = α_आर+ α_में+ α_ओह+ α_आईआर+ α_यूवी+ α_में

कहां α_आर= आरएसएल

ए_में= अपूर्णता हानि

ए_ओह= अवशोषण की हानि

ए_आईआर= इन्फ्रारेड अवशोषण हानि

ए_यूवी= पराबैंगनी अवशोषण हानि

ए_में= अन्य अशुद्धियाँ अवशोषण हानि

एक α_आईआर(अवरक्त अवशोषण हानि) गणितीय रूप में व्यक्त किया गया है

ए_आईआर= C ऍक्स्प (-D / λ)

जहां is C ’गुणांक है और D सामग्रियों पर निर्भर है

नुकसान λ के आनुपातिक है^४और पी (आर), ए (आर), और आर के लिए। गणितीय अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया है

ए_आर= 1 / λ^४∫_०^{+ ∞}A (r) P (r) rdr / (_०^{+ ∞}P (r) rdr

जहाँ ए (आर) = रैखिक बिखराव गुणांक

पी (आर) = प्रकाश की तीव्रता का प्रसार

‘आर '= रेडियल दूरी

यह रैखिक बिखरने के नुकसान का सिद्धांत है।

रेले और माई के बिखरने के बीच अंतर

इन दोनों के बीच के अंतर पर नीचे चर्चा की गई है।

ऑप्टिकल फाइबर में रेले स्कैटरिंग

प्रकाशित तंतु वैकल्पिक रूप से शुद्ध सिलिका ग्लास और प्लास्टिक की पतली, लचीली और पारदर्शी है। ऑप्टिकल फाइबर तेज, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए अभेद्य हैं, आग पर नहीं पकड़ सकते हैं और संकेत हानि कम है। जब संकेतों को वहन करने वाली प्रकाश की एक किरण फाइबर ऑप्टिक्स से यात्रा करती है, तो प्रकाश की शक्ति कम हो जाती है, प्रकाश शक्ति के इस नुकसान को आमतौर पर क्षीणन कहा जाता है। फाइबर ऑप्टिक्स के चयन और संचालन पर विचार करने के लिए कई इंजीनियरों के लिए एक क्षीणन एक सर्वोच्च प्राथमिकता होनी चाहिए।

सभी सभी वस्तुएं रोशनी बिखेरती हैं, जिसका अर्थ है कि प्रतिबिंबित प्रकाश जो उन्हें सभी दिशाओं में रोशन करता है। रेले या रेखीय प्रकीर्णन प्रकाश के तरंग दैर्ध्य से छोटे कणों के साथ हस्तक्षेप के कारण होता है। फाइबर के माध्यम से प्रकाश कणों के साथ यात्रा करता है और फिर सभी दिशाओं में बिखर जाता है, यह डेटा ट्रांसमिशन के दौरान ऊर्जा हानि और क्षीणन का कारण बनता है। यह ऑप्टिकल फाइबर में रेले या रैखिक बिखरने का सिद्धांत है।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। रेले या रैखिक बिखरने का कारण क्या है?

रेले या रैखिक बिखरने के कारण हैं, इसका परिणाम क्लैडिंग और कोर में अस्वाभाविकता से होता है। घनत्व और संरचनागत भिन्नता और अपवर्तक सूचकांक में उतार-चढ़ाव ऐसी समस्याएँ हैं जो असमानता के कारण उत्पन्न होती हैं।

२)। रेले स्कैटरिंग की खोज किसने की थी?

जॉन विलियम स्ट्रट की खोज की गई थी।

३)। Rayleigh और Mie के बिखरने में क्या अंतर है?

रेले या रैखिक बिखरने में, बिखरने वाले कणों का आकार विकिरण तरंग दैर्ध्य से छोटा होता है और मेई-बिखरने में बिखरने वाले कणों के आकार और विकिरण की तरंग दैर्ध्य समान होता है।

4)। बिखरने के तीन प्रकार क्या हैं?

बिखरने के तीन प्रकार हैं रेले, गैर-चयनात्मक बिखरना और माई बिखरना।

5)। रेले अनुपात क्या है?

रेलेह अनुपात उस पैरामीटर में से एक है जिसका उपयोग प्रकाश के बिखरने के माप के लिए किया जाता है।

इस लेख में, का अवलोकन रेले स्कैटरिंग या लीनियर स्कैटरिंग , प्रकाश के प्रकीर्णन, बिखरने के नुकसान, और रेले और माई के बिखरने के बीच के अंतर पर चर्चा की जाती है। यहाँ एक प्रश्न है कि माई बिखरने के क्या कारण हैं?