sironta


sironta

Selite Sironnassa fotoni näyttää muuttavan suuntaansa matkan varrelle osuneen hiukkasen vaikutuksesta. Lähemmin tarkasteltuna sironnassakin alkuperäinen fotoni tuhoutuu ja välittömästi syntyy toinen samanlainen, joka kuitenkin liikkuu yleensä eri suuntaan. Sironnassa säteilyn aallonpituus ei muutu, mutta osa säteilystä poistuu muihin suuntiin, joten suoraan kohteesta saapuva säteily heikkenee. Toisaalta sironnutta säteilyä näyttää tulevan myös muualta kuin valonlähteen suunnasta.

Sironnan voimakkuus riippuu ennen kaikkea sirottavien hiukkasten koosta suhteessa säteilyn aallonpituuteen.

Kun hiukkaset ovat hyvin pieniä, aallonpituuden kymmenesosan luokkaa tai pienempiä, sironta on kääntäen verrannollinen aallonpituuden neljänteen potenssiin. Hiukkasten muodolla ja koostumuksella ei ole merkitystä, sillä hiukkasiin verrattuna pitkäaaltoinen säteily ei "näe" niiden yksityiskohtia. Tässä tapauksessa puhutaan Rayleigh'n sironnasta. Sirontaa tapahtuu kaikkiin suuntiin, vaikkakin hieman tehokkaammin suoraan eteen- tai taaksepäin.

Taivaan sininen väri johtuu juuri Rayleigh'n sironnasta. Ilman happi- ja typpimolekyylit sirottavat valoa, jota osuu silmiimme kaikista suunnista. Ellei ilmakehää olisi sirottamassa valoa, taivas olisi päivälläkin sysimusta. Lyhytaaltoinen sininen valo siroaa paljon voimakkaammin kuin punainen, joten taivas näyttää siniseltä.

Hiukkasten koon kasvaessa aallonpituusriippuvuus heikkenee, ja samalla sirontakuvion muoto muuttuu: suurempi osa sironnasta tapahtuu suoraan eteenpäin säteilyn kulkusuuntaan. Hiukkasten muoto alkaa vaikuttaa sirontaan, ja täsmällisen jakauman laskeminen käy mutkikkaaksi. Kun hiukkasen koko on samaa luokkaa kuin valon aallonpituus, valon aaltoluonne on otettava huomioon. Täsmällinen Mien sirontana tunnettu sirontateoria on laskettu analyyttisesti vain muutamille yksinkertaisille hiukkasille, kuten palloille. Monimutkaisempien muotojen tapauksessa laskut tulevat hyvin hankaliksi.

Kun hiukkaset ovat paljon valon aallonpituutta suurempia, sironta ei enää juuri riipu aallonpituudesta. Suurin osa sironneesta valosta suuntautuu suoraan eteenpäin. Tästä johtuu, että esimerkiksi ilmassa leijaileva pöly näkyy hyvin katsottaessa vastavaloon, mutta myötävaloon se ei näy juuri lainkaan.

Hiukkasen aiheuttama sironta riippuu siitä, mikä on hiukkasen läpimitan d suhde valon aallonpituuteen (lambda). Kuva esittää Mien teorian mukaista sirontakuviota pallomaisille hiukkasille.

Erikieliset vastineet

scattering

englanti (English)

Käytetyt lähteet

Zubenelgenubi

Alaviitteet

Lähdeviittaus tähän sivuun:
Tieteen termipankki 5.11.2024: Tähtitiede:sironta. (Tarkka osoite: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Tähtitiede:sironta.)

Siirry tarkastelemaan sivun muokkaushistoriaa →