Kaj je Mie Scattering?

Mie sipanje je način, kako sferični delci razpršijo sevanje, ki se odbija od njih. Formule, ki se uporabljajo za opis razprševanja vala sevanja, najbolje delujejo, če so delci po velikosti podobni dolžini vala. Vodne kapljice v ozračju in zdrave živalske celice bodo razpršile elektromagnetno sevanje v skladu z načeli Mie sipanja.

Formule, ki opisujejo Miejevo sipanje, se lahko uporabijo za določitev številnih različnih stvari. Velikost in sestavo delca lahko uporabimo za napovedovanje, koliko sevanja bo razpršeno in v katere smeri bo sevanje potovalo. Nasprotno pa lahko preučevanje obnašanja elektromagnetnega valovanja, ko pride v stik z delcem, da znanstvenikom predstavo o velikosti in sestavi samega sferičnega delca.

Delci velikosti, ki veljajo za formule Miejevega sipanja, razpršijo svetlobo na predvidljiv način. Sevanje je razpršeno po vsej okolici delca, čeprav ga je več razpršenega na strani delca, ki je obrnjena stran od vira elektromagnetnega sevanja. Majhne količine sevanja pa se odbijajo nazaj proti viru sevanja in pod ostrimi koti nanj.

Meteorologija in biološke vede uporabljajo informacije, zbrane pri razprševanju Mie. V meteorologiji lahko vedenje elektromagnetnih valov, ko se odbijajo od delcev, pomaga ugotoviti, kako gosta je trdna snov na nebu. Ti delci lahko vključujejo prah, vodo in cvetni prah ter običajna onesnaževala, kar omogoča oceno kakovosti zraka z uporabo Miejevih enačb sipanja. V biologiji zdrave celice razpršijo svetlobo po principih Miejevega sipanja. Rakave celice razpršijo svetlobo na drugačen način, zaradi česar je razpršitev Mie uporabna pri diagnosticiranju rakov, ki so vizualno podobni zdravim celicam.

Miejevo sipanje je v 1900-ih razvil nemški fizik Gustav Mie. Razvil je svoje formule, da bi bolje opisal obnašanje elektromagnetnih valov okoli delcev, ki so bili približno enake velikosti v premeru kot ena valovna dolžina sevanja. Delce, ki so veliko manjši od ene valovne dolžine, lahko opišemo z nizom formul, ki opisujejo Rayleighovo sipanje. Delci, ki so veliko večji od valovne dolžine sevanja, razpršijo svetlobo na način, ki ga dobro opisujejo formule za Rayleigh-Gans-Debyejevo sipanje.