Streuung elektromagnetischer Wellen
Die Streuung elektromagnetischer Wellen tritt auf, wenn diese Wellen auf Hindernisse oder Partikel in ihrem Weg treffen, wodurch sie ihre Richtung ändern, sich ausbreiten oder ihre Energie umverteilen. Diese Streuung spielt eine entscheidende Rolle in vielen Bereichen der Physik, einschließlich Optik, Atmosphärenwissenschaft und Fernerkundung. Je nach Größe der Hindernisse oder Partikel im Vergleich zur Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Wellen gibt es verschiedene Arten der Streuung.
Rayleigh-Streuung
Rayleigh-Streuung tritt auf, wenn die Größe der Partikel oder Hindernisse viel kleiner als die Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Welle ist. Bei der Rayleigh-Streuung ist die Intensität des gestreuten Lichts umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge (I ∝ 1/λ4). Das bedeutet, dass kürzere Wellenlängen (z.B. blaues Licht) effizienter gestreut werden als längere Wellenlängen (z.B. rotes Licht). Rayleigh-Streuung ist verantwortlich für die blaue Farbe des Himmels, da kürzere Wellenlängen des Sonnenlichts stärker in der Erdatmosphäre gestreut werden, während die längeren Wellenlängen direkter durchdringen und das direkte Sonnenlicht erzeugen, das wir sehen.
Mie-Streuung
Mie-Streuung tritt auf, wenn die Größe der Partikel oder Hindernisse vergleichbar mit der Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Welle ist. Mie-Streuung ist weniger abhängig von der Wellenlänge und kann Licht in alle Richtungen streuen. Diese Art der Streuung ist verantwortlich für das weiße oder graue Erscheinungsbild von Wolken, da Wassertropfen in den Wolken das Sonnenlicht in alle Richtungen streuen, ohne eine starke Bevorzugung für kürzere Wellenlängen.
Geometrische oder spiegelnde Streuung
Diese Art der Streuung tritt auf, wenn die Größe der Hindernisse oder Partikel viel größer als die Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Welle ist. In diesem Fall interagiert die Welle mit den Hindernissen gemäß den Gesetzen der geometrischen Optik, wie Reflexion und Brechung. Spiegelnde Streuung ist häufig auf glatten Oberflächen wie Spiegeln, Glas und ruhigem Wasser zu finden, wo der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist.
Mehrfachstreuung
