Rayleigh Saçılması Boyutları, dalga boyundan önemli ölçüde daha küçük olan molekül veya molekül yığınlarının oluşturduğu saçılmaya Rayleigh saçılması adı verilir.Şiddeti ise dalga boyunun dördüncü kuvvetinin tersine, saçan parçacıkların boyutuna ve parçacıkların kutuplanabilme ölçüsünün karesine bağımlıdır.

Boyut Parametresi “” Geometrik saçılma: a >> 1 Mie saçılması: a ~ 1 Rayleigh saçılması: a << 1

Saçılma Tipleri Parçacık tipi Parçacık Çapı (μm) Saçılmanın Tipi Gözlenen Olay Hava molekülleri 0.0001–0.001 Rayleigh Mavi gökyüzü Kırmızı günbatımı Kirleticiler 0.01–1,0 Mie Kahverengimsi sis Bulut damlacıkları 10–100 Geometrik Beyaz bulutlar

Gökyüzünde çoğunlukla görünen rengin mavi olması, havanın uzun dalga boyu ışığa göre tercihen kısa dalga boylu ışığı saçmasından kaynaklanmaktadır. Bu sebeple en kısa dalga boylu ışınlar atmosferin üst tabakalarında saçılmaya uğrayıp gökyüzünün mavi görünmesini sağlarken, daha uzun dalga boylu ışınlar saçılmak için daha büyük bir parçacık bulana kadar yollarına devam ederler.

Atmosfersiz bir ortamda saçılma olmadığından gökyüzü siyah, güneş beyaz görünür. Mehtaplı bir günde gökyüzü siyahtır. Saçılan mavi ışık çok zayıftır.

Bireysel hava moleküllerinin büyüklüğü, bulut damlacıklarından ve görünür ışığın dalga boyundan çok daha küçüktür. Her bir O2 ve N2 molekülü seçici saçıcıdırlar. Bu moleküller görünür ışığın kısa dalga boylarını, uzun dalga boylarına göre daha etkin olarak saçılmaya uğratırlar. Bu seçici saçılma olayı Rayleigh saçılması olarak adlandırılır.  Güneş ışığı atmosfere girdiğinde mor, mavi ve yeşil gibi görünür ışığın kısa dalga boyları, sarı, turuncu ve özellikle kırmızı gibi uzun dalga boyundaki ışığa göre daha fazla saçılmaya uğrarlar. Çünkü Rayleigh saçılmasının şiddeti, λ dalga  boyu olmak üzere 1/ λ4 şeklinde değişir. Dolayısı ile mor ışık kırmızı ışıktan 16 kat daha fazla saçılır. Gökyüzüne baktığımız zaman, görünür ışığın mor, mavi ve yeşil dalga boylarındaki saçılmış ışık bütün yönlerde gözümüze ulaşır. Bu dalga boylarındaki saçılmış ışığın birlikte oluşturduğu etki mavi ışık olarak algılanır. Bu nedenle gökyüzü mavi olarak görünür. Dünyamız renkli atmosfere sahip tek gezegen değildir. Örneğin toz fırtınaları nedeniyle Mars, öğle vakti kırmızı, günbatımında ise mor bir renk alır.

Örneğin 3 MHz’de çalışan bir sonar dönüştürücüsünün ürettiği ultrasonun dalgaboyu 0,5 mm ’dir. Sudaki mikroorganizmaların ve yabancı parçacıkların boyutlarının çok daha küçük olduğu düşünülürse ultrasonun suda Rayleigh saçılmasına uğradığı söylenebilir. Bu olay; beyaz güneş ışığının atmosfere girdiğinde toz parçacıklarına çarparak saçılması, daha çok da yüksek frekansa sahip mavi ışığın saçılmaya uğraması sonucu gökyüzünün mavi görünmesi olayına benzer.

Işık sinyali, fiber kablo içinde herhangi bir düzensiz bölgeye gelirse saçılıma uğrar ve saçılıma uğramış sinyal o bölge tarafından emilerek ilerlemesi engellenebilir. Rayleigh saçılması, bilinen en önemli saçılım şeklidir. Fiber içindeki ışık, fiberi oluşturan cam atomları ile etkileşir. Işık dalgaları atomlarla esnek çarpışma yapar ve ışık dalgası saçılıma uğrar. Eğer ışık saçılımdan sonra tam kırılması sağlayan açıdan daha büyük bir açıyla çepere çarparsa, fiber kabloyu terk eder ve kaçar.

Elektromanyetik ışınımın dalga boyundan çok daha küçük çapa sahip olan çok küçük parçacık ve moleküller Rayleigh saçılmasına sebep olmaktadır. Bu parçacıklar, küçük toz zerreciği ya da nitrojen ve oksijen molekülleridir. Rayleigh saçılması, enerjinin daha kısa dalga boylarının daha uzun dalga boylarına göre çok daha fazla saçılmasına neden olur. Rayleigh saçılması atmosferin üst kısımlarında meydana gelen baskın saçılma mekanizmasıdır. Dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır. Kısa dalga boyları, uzun dalga boylarından çok daha fazla etkilenmektedir. Mavi ışık ( 400-500nm) kırmızı ışığa göre (600-700nm) daha güçlü bir şekilde yansıtılacaktır. Bu, gökyüzünün mavi görünmesinin sebebidir. Güneş doğuşu ve batışında ışık atmosferde gün ortasındakinden daha uzağa yol almaktadır, daha kısa dalga boylarının saçılması daha fazladır, bu; daha uzun dalga boylarının büyük bir kısmını atmosfere nüfuz etmesi sağlar.

HAZIRLAYAN YÜCEL ARSLAN