Home | BAC/Teze | Biblioteca | Jobs | Referate | Horoscop | Muzica | Dex | Games | Barbie

 

Search!

     

 

Index | Forum | E-mail

   

Lectia de fizica de la ScoalaOnline va propune sa descoperiti mai bine lumea in care traiti si sa intelegeti fenomenele din jurul vostru. Lectia se adreseaza tuturor celor care sunt interesati de studiul fizicii. Speram sa gasiti multe informatii utile care vor completa cunostiintele voastre si va vor ajuta din plin la orele de studiu.

 

 
 
 
 
 Meniu rapid  Portalul e-scoala | CAMPUS ASLS | Forum discutii | Premii de excelenta | Europa





 

 

 

 

Împrastierea luminii pe particule mari

Fenomenul de împrăștiere a luminii are aplicabilitate în studiul soluțiilor , suspensiilor coloidale și soluțiilor de polimeri . Informații substanțiale despre structura moleculelor , cristalelor , lichidelor , sistemelor coloidale se obțin din studiul luminii împrăștiate în ceea ce privește intensitatea , starea de polarizare , iar compoziția spectrală a luminii reflectă proprietățile mediului împrăștietor .
Prin fenomenul de împrăștiere a luminii se înțelege propagarea ei într-un mediu după direcții diferite de direcțiile date de legile macroscopice din ecuațiie lui Maxwell . Într-un mediu omogen lumina se propagă numai după direcția razei refractate , ca urmare a interferenței undelor luminoase secundare emise de dipolii moleculari excitați de unda incidentă , lumina pe altă direcție decât cea a undei refractate fiind stinsă . Cu alte cuvinte , în medii omogene elemente identice de volum , care conțin același număr de particule , dau unde secundare coerente , care prin interferență se sting una pe alta pe toate direcțiile diferite de direcțiile de reflexie și refracție .
Deci, condiția esențiala care duce la apariția fenomenului de împrăștiere este existența neomogenităților în mediu, care pot fi diferite după caracterul și sensul lor fizic. Cel mai elocvent este cazul mediilor tulburi , medii care conțin particule mari, de ordinul de mărime al lungimii de undă a luminii și care au indicele de refracție diferit de cel al mediului înconjurător. Ele sunt suspensiile, emulsiile. Pe astfel de particule răspândite haotic se produce difracția luminii și ca rezultat apare lumina împrăștiată, așa numitul “fenomen Tyndall” – în cazul sistemelor netransparente (laptele).
Soluțiile coloidale – sisteme transparente, în care particulele au dimensiuni submicroscopice, în lumină transmisă acestea nu diferă cu nimic de soluțiile reale sau pure, lichide omogene sau gaze. Cazul mediului omogen este cel mai interesant, împrăștierea moleculară a luminii este mult mai puțin intensă ca împrăștierea mediilor tulburi. 

Neomogenitățile care fac să apară totuși împrăștierea sunt microscopice ce se traduc în variația constantei dielectrice, deci a indicelui de refracție.
În cazul lichidelor, intensitatea luminii împrăștiate este cu atât mai mare cu cât abaterile de la omogenitatea optică sunt mai pronunțate, adică cu cât variațiile indicelui de refracție sunt mai mari când se modifică densitatea. Dar variațiile de densitate sunt cu atât mai mari cu cât energia de agitație termică ce le provoacă este mai mare. Rayleigh a explicat culoarea albastră a cerului prin împrăștierea luminii de către praful din atmosferă și mai târziu prin structura moleculară.
Împrăștierea luminii pe particule foarte mici comparativ cu lungimea de undă (se consideră particule mici particulele ale căror dimensiune nu depășește λ/20). Ele pot fi considerate ca surse punctiforme de împrăștiere. Câmpul electromagnetic incident, datorită dimensiunilor mici ale particulelor, traversează foarte repede particula, electronii din aceasta intră instantaneu în vibrație cu câmpul electromagnetic și induc în aceasta un moment dipolar. Fiecare electron devine o sursă de lumină secundară care are aceeași frecvență cu unda incidentă. Lumina este reemisă în toate direcțiile.
Când dimensiunile particulelor în soluție ating valori comparabile cu lungimea de undă, oscilatorii care se află în diferite puncte ale acesteia nu vibrează în fază, iar undele împrăștiate de ele interferă, ceea ce duce la micșorarea intensității luminii. Împrăștierea pe astfel de particule și a căror indice de refracție este diferit de cel al mediului înconjurător se numește “împrăștiere Mie” (particule sferice mari, în suspensie într-un solvent). Mărindu-se dimensiunile particulei, unda incidentă are nevoie de un timp pentru a o traversa, timp neneglijabil față de perioada câmpului electromagnetic . Apare astfel un defazaj între undele secundare provenite din diferite puncte ale particulei și care depind de unghiul de împrăștiere.
În cazul particulelor cu indice de refracție mult diferit de cel al mediului înconjurător, suprafețele de undă ale undei incidente sunt deformate în interiorul particulei, iar valoarea câmpului care acționează într-un punct din interiorul particulei este modificată datorită polarizării dielectrice.
Când împrăștierea are loc pe particule mari și cu indicele de refracție apropiat de cel al mediului înconjurător ( împrăștiere 


Rayleigh-Gans) perturbațiile câmpului electromagnetic al undei incidente sunt reduse . Se presupune că fiecare element de volum al 
particulelor acționează independent de celelalte elemente, făcându-se suma tuturor contribuțiilor aduse la împrăștierea totală de o serie de dipoli care radiază ca “împrăștietori Rayleigh”. Dacă diametrul particulei continuă să crească, apar cercuri de maximă și minimă intensitate care înconjoară particula întocmai ca inelele lui Newton. În lumină albă cercurile apar colorate.
Împăștiera luminii pe particule foarte mari in raport cu lungimea de undă este complicată de rezolvat prin metoda vibrațiilor parțiale ale lui Mie, ea poate fi considerată ca o suprapunere de fenomene:
- reflexia luminii care întâlnește suprafața particulei;
- difracția pe marginile acesteia reprezentată ca un disc opac;
- refracția la trecerea luminii prin particula asimilată cu o lentilă groasă.

Bibliografie:
1. Brãtescu Gh. “Opticã electromagneticã”
2. Dezelic “Teoria împrastierii moleculare a luminii”
3. Feynman R. “Fizica modernã”
4. Kastler A. “Difuzia luminii în medii tulburi”

Editor: Profesor, Emilia Mititelu-Rãileanu

 

Home | BAC/Teze | Biblioteca | Referate | Games | Horoscop | Muzica | Versuri | Limbi straine | DEX

Modele CV | Wallpaper | Download gratuit | JOB & CARIERA | Harti | Bancuri si perle | Jocuri Barbie

Iluzii optice | Romana | Geografie | Chimie | Biologie | Engleza | Psihologie | Economie | Istorie | Chat

 

Joburi Studenti JOB-Studenti.ro

Oportunitati si locuri de munca pentru studenti si tineri profesionisti - afla cele mai noi oferte de job!

Online StudentOnlineStudent.ro

Viata in campus: stiri, burse, cazari, cluburi, baluri ale bobocilor - afla totul despre viata in studentie!

Cariere si modele CVStudentCV.ro

Dezvoltare personala pentru tineri - investeste in tine si invata ponturi pentru succesul tau in cariera!

 

 > Contribuie la proiect - Trimite un articol scris de tine

Gazduit de eXtrem computers | Project Manager: Bogdan Gavrila (C)  

 

Toate Drepturile Rezervate - ScoalaOnline Romania