Kas ir Mie izkliede?

Formulas, kas apraksta Mie izkliedi, var izmantot, lai noteiktu vairākas dažādas lietas. Daļiņas izmēru un sastāvu var izmantot, lai prognozētu, cik daudz starojuma tiks izkliedēts un kādos virzienos starojums virzīsies. Un otrādi, pārbaudot elektromagnētiskā viļņa uzvedību pēc tam, kad tas nonāk saskarē ar daļiņu, zinātnieki var iegūt priekšstatu par pašas sfēriskās daļiņas lielumu un sastāvu.

Mie izkliedes formulām piemērojamo izmēru daļiņas izkliedē gaismu paredzamā veidā. Starojums ir izkliedēts ap daļiņu, lai gan vairāk tā ir izkliedēta tajā daļiņas pusē, kas ir vērsta prom no elektromagnētiskā starojuma avota. Tomēr neliels starojuma daudzums atgriežas pret starojuma avotu un akūtos leņķos pret to.

Meteoroloģija un bioloģijas zinātnes izmanto informāciju, kas iegūta no Mie izkliedes. Meteoroloģijā elektromagnētisko viļņu uzvedība, kad tie atlec no daļiņām, var palīdzēt noteikt, cik blīvas ir daļiņas debesīs. Šīs daļiņas var ietvert putekļus, ūdeni un ziedputekšņus, kā arī parastos piesārņotājus, kas ļauj novērtēt gaisa kvalitāti, izmantojot Mie izkliedes vienādojumus. Bioloģijā veselas šūnas izkliedē gaismu saskaņā ar Mie izkliedes principiem. Vēža šūnas izkliedē gaismu citādā veidā, kas padara Mie izkliedi noderīgu tādu vēža diagnostikā, kas vizuāli ir līdzīgi veselām šūnām.

Mie izkliedi 1900. gados izstrādāja vācu fiziķis Gustavs Mī. Viņš izstrādāja savas formulas, lai labāk aprakstītu elektromagnētisko viļņu uzvedību ap daļiņām, kuru diametrs ir aptuveni vienāds ar vienu starojuma viļņa garumu. Daļiņas, kas ir daudz mazākas par vienu viļņa garumu, var aprakstīt, izmantojot formulu kopu, kas apraksta Rayleigh izkliedi. Daļiņas, kas ir daudz lielākas par starojuma viļņa garumu, izkliedē gaismu tādā veidā, ko labi apraksta Reilija-Gansa-Debija izkliedes formulas.