Als , blaues Licht - mit einer kleineren Wellenlänge - sollte eine höhere Energie haben. Allerdings ist es so, dass blaues Licht am stärksten gestreut wird. Warum werden energiereichere Strahlen stärker gestreut?
Im Allgemeinen hängt die Streuung von Licht von einem Objekt davon ab, wie nahe die Wellenlänge des Lichts an der Größe des Objekts liegt.
Um eine Analogie zu machen: Wenn eine Flutwelle mit einer Wellenlänge von mehreren Kilometern auf einen Telegrafenmast mit einem Radius von 15 cm trifft, wird sie nicht sehr stark gestreut. Dagegen werden Wellen mit einer Wellenlänge von wenigen cm, zB wenn Sie einen Stein ins Wasser werfen, stark gestreut.
Wie Sie in Ihrer Frage gesagt haben, hat blaues Licht eine kleinere Wellenlänge als rotes Licht. Angenommen, Sie sprechen über den Himmel, die Streuung erfolgt durch Teilchen, die viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind. Das bedeutet, dass Sie erwarten würden, dass Licht mit der kleineren Wellenlänge stärker gestreut wird, da es näher an der Größe der Objekte liegt, die die Streuung durchführen.
Die von Ihnen zitierte Formel gilt für die Energie eines Photons, dies ist jedoch für die Rayleigh-Streuung nicht relevant.
Um die Diskussion ein wenig zu erweitern, wenn sich die Partikelgröße der Lichtwellenlänge nähert oder sie überschreitet, verschwindet der Unterschied in den Wellenlängen. Betrachtet man die Streuung beispielsweise von einer kolloidalen Suspension mit einer Partikelgröße von einem Mikrometer, so ist die Streuung (meistens) wellenlängenunabhängig.
Wenn "Streuung" um Beugung erweitert werden kann , ist die Wellenlängenabhängigkeit invertiert. Rotes Licht wird stärker gebeugt als blaues Licht.
Ich nehme an, Sie denken in etwa daran, warum der Himmel blau ist?
Das liegt an der Wechselwirkung von Licht mit Materie. In diesem Fall wird die Wechselwirkung als Rayleigh-Streuung bezeichnet.
Die Intensität der Rayleigh-Streuung ist proportional zu
Weitere Informationen finden Sie im Wikipedia-Artikel zur Rayleigh-Streuung:
Die Streuung kann eine winkelförmige Wechselwirkung sein, eher eine Diffusion, die als Funktion der Temperatur variiert, wenn sehr heiße blaue Strahlen emittiert werden, während Abendtemperaturen niedrige orange Strahlen emittiert werden, da sehr niedrige dunkle Strahlen emittiert werden, abhängig von der beteiligten thermischen Temperatur.
Das bedeutet also, dass das Blau des Himmels von dem blauen Licht herrührt, das vom Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird und dann aus allen Regionen des Himmels in unsere Augen eindringt. Der schwarze Nachthimmel, der Ihnen Mond, Planeten und Sterne zeigt, ist auf das Fehlen des Sonnenlichts zurückzuführen.
Das Licht interagiert mit den Molekülen und Partikeln und das blaue Licht wird gestreut. Im Weltraum gibt es keine Luftmoleküle oder Staubpartikel, die die verschiedenen Lichtfarben streuen, sodass die Sonne weiß und der „Himmel“ schwarz aussieht. Der Effekt hätte also eigentlich der Tyndall-Effekt sein sollen, aber Physiker kennen ihn eher als Rayleigh-Streuung – benannt nach Lord Rayleigh … Wenn Sie auf dem Mond wären, der keine Atmosphäre hat, wäre der Himmel sowohl nachts als auch schwarz Tag. Du kannst...
Bei Molekülen können zwei Arten von Streuung auftreten. Die zweite Art der Streuung, die Raman-Streuung, ist ein inelastischer Streuprozess, bei dem das von einem Molekül gestreute Licht mit einer etwas anderen (mehr oder weniger) Energie als das einfallende Licht austritt.
Rayleigh-Streuung ist hauptsächlich elastische Streuung an kleinen Teilchen, deren Größe kleiner als die Wellenlänge des Photons ist. Die Streuung kann an Atomen oder Molekülen erfolgen und bei Molekülen kann die Streuung unelastisch mit einer Änderung der Rotationsenergie des Moleküls sein.
Wenn Photonen von einem Atom oder Molekül gestreut werden, werden die meisten von ihnen elastisch gestreut (Rayleigh-Streuung), sodass die gestreuten Photonen die gleiche Energie (Frequenz und Wellenlänge) wie die einfallenden Photonen haben. Ein kleiner Bruchteil der gestreuten Photonen (etwa 1 von 10 Millionen) wird durch Raman-Streuung unelastisch gestreut.
Sowohl die Rayleigh-Streuung als auch die Raman-Streuung sind Prozesse zweiter Ordnung, der Unterschied besteht nur darin, dass der Endzustand des Atoms/Moleküls mit dem Anfangszustand des Atoms/Moleküls bei der Rayleigh-Streuung zusammenfällt, während bei der Raman-Streuung der Endzustand vom Anfangszustand verschieden ist Zustand. da gibt es viele endgültige
Das Molekül entspannt sich dann entweder auf ein niedrigeres oder höheres Energieniveau (relativ zu seinem ursprünglichen Zustand), indem es ein weiteres Photon emittiert. Gehende Photonen derselben Energie, Frequenz und Wellenlänge können in jede Richtung emittiert werden. Tatsächlich werden Photonen gestreut. Obwohl dieser Prozess ... Spektrum und mehr kann. (Rötliche Farben, die wir bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang am Horizont sehen, werden durch verschiedene optische Effekte verursacht, nicht durch Rayleigh-Streuung.) sondern durch Raman-Streuung. Wie Sie in Ihrer Frage gesagt haben, hat blaues Licht eine kleinere Wellenlänge als rotes Licht.
Angenommen, Sie sprechen über den Himmel, die Streuung erfolgt durch Teilchen, die viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind. Das heißt, Sie würden erwarten, dass Licht mit der kleineren Wellenlänge stärker gestreut wird, weil es näher an ... Da E = hf = hcλ ist, sollte blaues Licht - mit einer kleineren Wellenlänge - eine höhere Energie haben. Allerdings ist es so, dass blaues Licht das Licht streut. Wie Sie in Ihrer Frage gesagt haben, hat blaues Licht eine kleinere Wellenlänge als rotes Licht. Angenommen, Sie sprechen über den Himmel, die Streuung erfolgt durch Teilchen, die viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind. Das bedeutet, dass Sie erwarten würden, dass Licht mit der kleineren Wellenlänge stärker gestreut wird, da es näher an der Größe der Objekte liegt, die am meisten gestreut werden. Warum werden energiereichere Strahlen stärker gestreut?
Um die Diskussion ein wenig zu erweitern, wenn sich die Partikelgröße der Lichtwellenlänge nähert oder sie überschreitet, verschwindet der Unterschied in den Wellenlängen. Betrachtet man die Streuung beispielsweise von einer kolloidalen Suspension mit einer Partikelgröße von einem Mikrometer, so ist die Streuung (größtenteils) wellenlängenunabhängig.
Wenn "Streuung" um Beugung erweitert werden kann, ist die Wellenlängenabhängigkeit invertiert. Rotes Licht wird stärker gebeugt als blaues Licht.
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