Mie spredt
Når Mie-spredning eller Lorenz-Mie-spredning (etter fysikerne Gustav Mie og Ludvig Lorenz ) er definert som elastisk spredning av elektromagnetiske bølger av sfæriske objekter hvis diameter er omtrent bølgelengden som tilsvarer strålingen. Denne spredningen kan beskrives fysisk med Lorenz-Mie-teorien .
beskrivelse
Mie-spredningen skaper Tyndall-effekten . Dette oppstår fra spredning på gjenstander der partikkeldiameteren tilsvarer omtrent bølgelengden.
Sprednings på molekylene av den luft kalles Rayleigh-spredning , de fallende regndråpene og flytende tåke drypper til klassiske spredning og bare de emulgerte fettdråper som Mie-spredning, selv om alle tilfeller er nøyaktig beskrevet av Lorenz-Mie teori vil. I praksis kan disse tilfellene skilles fra hverandre ved forskjellige grader av polarisering og spredningsfordeling:
Type spredning | Avhengighet av bølgelengden |
polarisering | Spredningsfordeling |
---|---|---|---|
Rayleigh | sterk | med vertikal spredning: lineær |
symmetrisk fremover og bakover |
Mie | lys | med vertikal spredning: lett til middels |
litt asymmetrisk til kompleks |
klassisk (geometrisk) på små dråper |
svak | uten | hovedsakelig fremover (synlig gjennom dannelsen av en gårdsplass ), men også kompleks (ikke lenger påviselig ved variasjon av dråpesstørrelsen) |
klassisk (geometrisk) på store dråper |
med gjennomsiktig materiale ( Tyndall-effekt ): | veldig smal og svakt fremover, slik at ingen halo-dannelse oppstår; i tillegg med gjennomsiktig materiale (Tyndall-effekt): i stor vinkel |
|
svak | svak |
Betydning i radioteknologi
Miespredning er også viktig i radioteknologi . På denne måten kan refleksjonen og radartverrsnittet av metalllegemer beregnes hvis omkrets er i størrelsesorden av radiobølgenes bølgelengde. Den effektive reflekterende overflaten til en metallkule med en diameter på en tredjedel av bølgelengden er nesten fire ganger hva man kan forvente i henhold til klassisk spredning. Videre forekommer mindre maksimum med heltallsmultipler av omkretsen til bølgelengden.
litteratur
- Gustav Mie: Bidrag til optikken til uklare medier, spesielt kolloidale metalløsninger. Annalen der Physik , bind 4, bind 25, 1908, s. 377–445, doi: 10.1002 / andp.19083300302 .
- Julius Adams Stratton : Elektromagnetisk teori. McGraw-Hill, New York, NY 1941.
- Milton Kerker: Spredning av lys og annen elektromagnetisk stråling (= Physical Chemistry. Vol. 16, ISSN 0079-1881 ). Academic Press, New York NY et al. 1969.
- Hendrik C. van de Hulst : Lysspredning av små partikler. Uforkortet og korrigert republisering av verket opprinnelig utgitt i 1957. Dover, 1981, ISBN 0-486-64228-3 .
- Craig F. Bohren, Donald R. Huffman: Absorpsjon og spredning av lys av små partikler. Wiley, 1983, ISBN 0-471-29340-7 .
- Peter W. Barber, Steven C. Hill: Lysspredning av partikler. Beregningsmetoder (= Advanced Series in Applied Physics. 2). World Scientific, Singapore 1990, ISBN 9971-5-0832-X .
- Thomas Wriedt: Mie theory 1908, på mobiltelefonen 2008. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 109, 2008, s. 1543–1548, doi: 10.1016 / j.jqsrt.2008.01.009 .