Radiacion: Esparcimiento

Esparcimiento

Cuando una onda electromagnética incide en un átomo o molecula interactua con la nube electronica ligada, impartiendo energía a el átomo. El efecto puede ser imaginado como si el estado base del átomo fuese puesto a vibración. Los electrones en movimiento a su ves radia in distintas direcciones ya que una onda acelerada puede mitir ondas electromagneticas. Este proceso de reradiación es conocido como esparcimiento .

Esparcimiento por electrones libres

Un manifestación hermosa de esparcimiento por electrones libres es la corono solar. La corona una tenue atmosfera exterior de el Sol.

Figura 1.Corona solar

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Para calcular la cantidad de luz esparcida, comenzaremos por considerar un solo electron de carga q y masa m. Este es estacionario, escepto en la medida en que vibra bajo la influencia de un onda plana monocromática cuyo campo eléctrico esta dado por

• $E_{x}=E_{0}\cos \left(\omega t-kz\right)$Asumimos que la carga esta en el origen z=0 y experimenta una aceleración

• $a_{x}={\frac {q}{m}}E_{0}\cos \left(\omega t\right)$L a mplitlud E_{0}de la onda incidente es tomada tal que sea lo suficientemente pequeña tal que la carga nunca tenga velocidades relativistas, debido a que la carha

L a potencia total radiada por una partícula cargada acelerada no relativista es obtenida por la integración del flujo de Poynting sobre el area de una esfera cuyo origen coincide con la posición instanntanea de q

${\overrightarrow {S}}={\frac {{\overrightarrow {E}}{\mbox{X}}{\overrightarrow {B}}}{\mu _{0}}}$\overrightarrow{P}(t)=\frac{q^{2}a^{2}}{6\pi\epsilon_{0}c^{3}} watt

Error al representar (función desconocida «\intop»): P(t)=\intop_{0}^{\pi}|\overrightarrow{S}(\overrightarrow{r},t)|2\pi r^{2}\sin\theta d\theta Error al representar (función desconocida «\intop»): P(t)=\intop_{0}^{\pi}|\overrightarrow{S}(\overrightarrow{r},t)|2\pi r^{2}\sin\theta \overrightarrow{P}(t)=\frac{q^{2}a^{2}}{6\pi\epsilon_{0}c^{3}}\intop\sin^{3}\theta</math>

L aintegral sobre es igual a \frac{4}{3}tal que

${\overrightarrow {P}}(t)={\frac {q^{2}a^{2}}{6\pi \epsilon _{0}c^{3}}}watt$Note que es independiente del radio de la esfera

${\overrightarrow {P}}(t)={\frac {q^{4}}{6\pi \epsilon _{0}m^{2}c^{3}}}E_{0}^{2}\cos ^{2}\left[\omega \left(t-{\frac {r}{c}}\right)\right]$L asegunda forma de la ecuación viene de la sutitución de la aceleración. Esta es la fórmula para potencia esparcida por un electron