Izvorni kôd stranice Rayleighovo rasijanje

[[Datoteka:The Coorong South Australia.jpg|mini|desno|250px|Rayleighovo raspršenje uzrokuje plavu nijansu neba u toku dana, i crvenu boju Sunca kod zalaska]]
[[Datoteka:Rayleigh scattering after sunset at 500m altitude-2008.jpg|mini|desno|250px|Rayleighovo raspršenje je jače nakon zalaska Sunca]]
[[Datoteka:Rayleigh sunlight scattering.png|mini|desno|250px|Slika prikazuje veći udio raspršene plave svjetlosti u odnosu na crvenu svjetlost]]
[[Datoteka:Green-lased palm tree (crop).jpg|mini|desno|250px|Zelena [[laser]]ska zraka snage 5 [[vat|mW]], je vidljiva po noći zbog Rayleighovog raspršenja i prašine u zraku.]]
[[Datoteka:Why is the sky blue.jpg|mini|desno|250px|Rayleighovo raspršenje u staklu: sa strane vidimo plavu boju, ali svjetlost koja prolazi kroz staklo je narančaste boje.<ref>[http://www.webexhibits.org/causesofcolor/14B.html] webexhibits.org</ref>]]
Raspršenje nastaje kad se [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetski val]] sudari s česticama u [[Zemljina atmosfera|atmosferi]]. Ako su te čestice manje od [[talasna dužina|talasne dužine]] vala, tada se radi o '''Rayleighovom raspršenju'''. Čestice reflektiraju nešto [[energija|energije]], ovisno o veličini i dielektričnosti. Te čestice mogu biti prašina ili [[Molekula|molekule]] [[dušik]]a ili [[kisik]]a. '''Mie raspršenje''' nastaje kad su čestice u atmosferi otprilike veličine talasne dužine. Te čestice su prašina, [[pelud]], [[vodena para]] i [[dim]], a uvijek su prisutne u nižim slojevima atmosfere, posebice ako ima [[Oblaci|oblaka]]. Postoji i neselektivno raspršenje koje nastaje kad su čestice mnogo veće od talasnedužine ([[Kiša|kišne]] kapi).

Rayleighovo raspršenje uzrokuje [[plava|plavu]] nijansu [[nebo|neba]] u toku dana, i [[crvena|crvenu]] boju [[Sunce|Sunca]] kod zalaska. Dobilo je naziv prema [[Engleska|engleskom]] [[fizičar]]u [[John William Strutt Rayleigh|Johnu Rayleighu]], koji je objasnio tu pojavu.

==Približno računanje Rayleighovog raspršenja==
Ako se uzme da je ''r'' veličina čestica koje raspršuju svjetlost i talasna dužina svjetlosti ''λ'', može se izračunati parametar raspršenja svjetlosti:

:<math> x = \frac{2 \pi r} {\lambda}.</math>

Rayleighovo raspršenje se može odrediti da se javlja u slučaju da je ''x'' puno manji od 1 (''x'' ≪ 1). Ukoliko su čestice sa parametrom ''x'' približno jednake 1, onda se javlja Mie raspršenje. Intenzitet ili jačina Rayleighovog raspršenja je proporcionalan sa šestom [[Potenciranje|potencijom]] veličine čestica i obrnuto proporcionalan sa četvrtom potencijom talasne dužine.

:<math> I = I_0 \frac{ 1+\cos^2 \theta }{2 R^2} \left( \frac{ 2 \pi }{ \lambda } \right)^4 \left( \frac{ n^2-1}{ n^2+2 } \right)^2 \left( \frac{d}{2} \right)^6</math>

gdje je: ''I'' – intenzitet raspršene svjetlosti, ''I<sub>0</sub>'' – intenzitet [[svjetlost]]i, ''R'' – udaljenost do čestica koje raspršuju svjetlost, ''θ'' – kut raspršenja, ''n'' – [[indeks prelamanja]] čestica i ''d'' – promjer čestica.

:<math> \sigma_s = \frac{ 2 \pi^5}{3} \frac{d^6}{\lambda^4} \left( \frac{ n^2-1}{ n^2+2 } \right)^2</math>

gdje je: ''σ<sub>s</sub>'' - gustoća raspršene svjetlosti.

==Rayleighovo raspršenje kod molekula==
Rayleighovo raspršenje se javlja i kod pojedinih molekula. Ovdje se raspršenje javlja zbog molekularne polarnosti ''α'', koje opisuje koliko se [[električni naboj]] kreće u [[Električno polje|električnom polju]]. U tom slučaju, intenzitet Rayleighovog raspršenja za pojedinu molekulu iznosi:<ref>[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html#c2] "Rayleigh scattering" at Hyperphysics</ref>

:<math>I = I_0 \frac{8\pi^4\alpha^2}{\lambda^4 R^2}(1+\cos^2\theta).</math>

Količina Rayleighovog raspršenja za pojedinu česticu se može izraziti sa poprečnim presjekom ''σ''. Na primjer, za [[dušik]] kojeg ima najviše u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]], ima Rayleighov poprečni presjek od 5,1×10<sup>−31</sup> m<sup>2</sup>, kod talasnedužine od 532 [[metar|nm]] (zelena svjetlost). To znači da će se kod [[Atmosferski tlak|atmosferskog tlaka]], dio od 10<sub>−5</sub> svjetlosti, raspršiti svakih 1 [[metar]] puta.

==Plava boja neba==
Dio [[Sunčeva svjetlost|svjetlost]]i koja dolazi sa Sunca se raspršuje zbog molekula i malih čestica u Zemljinoj atmosferi. Ta raspršena svjetlost daje nebu sjaj i boju. Kako je Rayleighovo raspršenje obrnuto proporcionalno s četvrtom potencijom talasnedužine svjetlosti (ili proporcionalno s četvrtom potencijom [[Frekvencija|frekvencije]] svjetlosti), to znači da će se [[plava]] svjetlost puno više raspršiti nego svjetlost sa većom valnom dužinom ([[žuta]] svjetlost, a posebno [[crvena]] svjetlost). Ako gledamo prema Suncu, onda je svjetlost s većom valnom dužinom (žuta svjetlost, a posebno crvena svjetlost) puno bolje vidljiva, nego plava svjetlost koja se više raspršuje. Ako promatramo iz [[svemir]]a, nebo je crno, a Sunce bijelo.

Kod zalaska Sunca ono je crvene ili [[Narandžasta|narandžaste boje]], jer svjetlost mora proći puno veću udaljenost kroz atmosferu, nego kad je u [[zenit]]u. Zbog toga je plava boja svjetlosti gotovo potpuno raspršena, a crvena boja direktno prolazi do promatrača.

U područjima gdje je vrlo malo [[svjetlosno zagađenje]], [[Mjesec (satelit)|mjesečina]] će biti isto plave boje, iz istog razloga kao nebo po danu, jer mjesečina je odbijena [[Sunčeva svjetlost]], sa skoro istom temperaturom kao [[Sunce]]. Za čovjekovo [[oko]] mjesečina nam ne izgleda plave boje, jer po noći vid koristi samo štapiće u [[mrežnica|mrežnici]] oka, koji ne prikazuju [[Boja|boje]] u [[mozak|mozgu]].

==Rayleighovo raspršenje kod optičkih vlakana==
Rayleighovo raspršenje je vrlo važan dio kod raspršenja optičkog signala u [[Optičko vlakno|optičkom vlaknu]]. [[Silikati|Silikatno]] vlakno prestavlja [[Homogenost|nehomogen]] materijal, pa njegova [[gustoća]] se neznatno mijenja. Gubitak [[energija|energije]] zbog raspršenja svjetlosti se određuje slijedećim koeficijentom:<ref>K.Rajagopal: "Textbook on Engineering Physics", PHI, New Dehli 2008., part I, Chapt. 3</ref>

:<math> \alpha_{scat} = \frac{ 8 \pi^3}{3 \lambda^4} (n^8p^2) (k T_f)\beta </math>

gdje je: ''n'' – [[indeks prelamanja]], ''p'' – fotoelastični koeficijent [[staklo|stakla]], ''k'' – [[Boltzmannova konstanta]] i ''β'' – izotermna kompresibilnost. T<sub>f</sub> je zamišljena [[temperatura]], a to je temperatura kod koje je gustoća toka optičkog signala “zamrznuta” u materijalu.

== Također pogledajte ==
* [[Tyndallov efekt]]

== Reference ==
<references/>

[[Kategorija:Atmosfera]]
[[Kategorija:Elektromagnetno zračenje]]
[[Kategorija:Optika]]