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APUNTES DE M ETEO RO LOG ÍA Y C LIM A TO LO G ÍA PARA EL MEDIOAMBIENTE
Dispersión Rayleigh, dispersión Mié y centros de absorción de ondas
electromagnéticas
Cuando una onda EM atraviesa la materia, el campo eléctrico de la misma
provoca un movimiento de cargas (sobre todo, un movimiento de electrones). A
su vez ese movimiento de electrones da lugar a una radiación en distintas
direcciones, ya que cualquier carga eléctrica acelerada emite radiación
electromagnética. Este proceso de re-radiación se conoce como scattering o
dispersión.
Como resultado de la dispersión, la intensidad de la radiación en la dirección
del rayo incidente disminuye frente a su valor antes de la dispersión , y la
energía perdida en esa dirección se redistribuye en otras direcciones (ángulos)
como luz difusa. Aunque la magnitud de este fenómeno es muy pequeña, es un
fenómeno generalizado en la naturaleza y tiene una importancia considerable
(Figura 2.6).
Figura 2.6. Distribución de la intensidad dispersada Rayleigh respecto a la dirección de
incidencia
Al analizar la luz dispersada por la atmósfera debemos distinguir entre dos
situaciones de interés, teniendo en cuenta la relación entre la longitud de onda
que se dispersa y el tamaño (diámetro) de la partícula dispersora:
a) El centro de dispersión tiene un tamaño menor que un décimo de la
longitud de onda. En estos casos el proceso fundamental es la llamada
dispersión Rayleigh que se aplica sobre todo a la atmósfera libre de
nubes en la que los centros dispersores son moléculas con un tamaño
de aproximadamente 0.1 nm (1 angstrom). También es importante en
los mares de aguas claras, sin sólidos en suspensión.
La luz se dispersa casi en partes iguales en la dirección hacia delante y hacia
atrás respecto a la dirección del rayo; muy poca luz se dispersa en direcciones
perpendiculares a la de incidencia.
La intensidad de la luz dispersada Rayleigh es proporcional a la inversa de la
longitud de onda a la cuarta potencia.
La dispersión de Rayleigh tiene importancia cuando se consideran longitudes
de onda cortas. La luz dispersada está parcialmente polarizada.
Si consideramos las longitudes de onda de los extremos del rango visible 0.39
mieras (violeta oscuro) y 0.76 mieras (rojo oscuro), el primero se dispersará
más que el segundo en una proporción (0.39/0.76)’4 = 14.
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