struka(e): fizika
Rayleigh, John William Strutt
engleski fizičar
Rođen(a): Langford Grove kraj Maldona, 12. XI. 1842.
Umr(la)o: Tarling Place kraj Withama, 30. VI. 1919.
ilustracija
RAYLEIGH, John William Strutt

Rayleigh [rẹi'li] (Strutt [strʌt]), John William, engleski fizičar (Langford Grove kraj Maldona, 12. XI. 1842Tarling Place kraj Withama, 30. VI. 1919). Diplomirao je na Sveučilištu u Cambridgeu 1868., gdje je radio kao asistent Henryja Cavendisha i profesor fizike (1879–84). Bio je profesor filozofije prirode na Royal Institution u Londonu (1887–1905).

Kako je bio iz bogate plemićke obitelji (1873. naslijedio je naslov baruna Rayleigha), imao je privatni laboratorij na svom imanju u Terling Placeu u kojem se bavio eksperimentima te teorijskom fizikom. U glavnom djelu Teorija zvuka (The Theory of Sound, I–II, 1877–78) spojio je svoj doprinos i prethodna znanja u području akustike. Otkrio je i izdvojio argon iz atmosfere (1895), za što je 1904. dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

Bio je član (od 1873), tajnik (1885–96) i predsjednik (1905–08) Royal Society, a od 1908. počasni rektor Sveučilišta u Cambridgeu. Bio je član francuske Akademije znanosti (od 1890) i Nacionalne akademije znanosti SAD-a (od 1898). Dobio je počasni doktorat norveškoga Sveučilišta kralja Fridrika (1902). Po njem su nazvani krateri na Mjesecu i na Marsu (Rayleigh) te planetoid (22740 Rayleigh).

Rayleighovo raspršenje jest raspršenje elektromagnetskoga zračenja na česticama kojima je promjer manji od 1/10 valne duljine zračenja; jakost zračenja pod nekim kutom θ razmjerna je s 1 + cos²θ, a obrnuto razmjerna četvrtoj potenciji valne duljine λ:

I = I0(1 + cos²θ/2R²)(2π/λ)4 [(n² – 1)/(n² + 2)]²(d/2)6,

gdje je I0 jakost upadnog zračenja, I jakost raspršenoga zračenja, R međusobni razmak čestica, θ kut raspršenja, n indeks lomad promjer čestica. Po tom zakonu raspršuje se npr. svjetlost na molekulama zraka u atmosferi. Budući da Rayleighovo raspršenje obrnuto razmjerno ovisi o valnoj duljini na četvrtu (I ~ λ–4), svjetlost manjih valnih duljina (ljubičasta, 380 do 450 nm, i plava, 450 do 495 nm) više se raspršuje od svjetlosti većih valnih duljina (crvena, 620 do 750 nm). Nebo je plave boje jer plava Sunčeva svjetlost ne dolazi u ljudsko oko pravocrtno, nego se, nakon velikoga broja elastičnih sudara s molekulama zraka, pojavljuje sa svih strana neba. (→ nebesko plavetnilo; optika atmosfere)

Rayleigh-Jeansov zakon određuje količinu energije zračenja crnoga tijela u nekom intervalu valnih duljina. Polazeći od pretpostavki klasične statističke mehanike i elektrodinamike, Rayleigh i Jeans Hopwood Jeans su proračunali energiju izračenu u intervalu valnih duljina između λ i λ + dλ, dakle:

dEλ = 2πck(T/λ4) dλ,

gdje je c brzina svjetlosti, k Boltzmannova konstanta, T termodinamička temperatura tijela koje zrači. Eksperimentalno je dokazano da zakon vrijedi samo za velike valne duljine. – Povijesno je značenje Rayleigh-Jeansova zakona veliko, jer je njegovo neslaganje s eksperimentom upozorilo na neprikladnost klasičnih pojmova u tumačenju atomskih procesa, a to je pridonijelo stvaranju kvantne mehanike.

Rayleighovi valovi (R-valovi), valovi kakvi se npr. pojavljuju na površini vode, tj. šire se tako da slijede površinu (površinski valovi). Čestice titraju longitudinalno i transverzalno, tj. eliptično na slobodnoj površini sredstva, u ravnini koju određuju pravac gibanja i okomica na površinu. Energija se dobro prenosi površinom, a prema unutrašnjosti se titranje brzo prigušuje. Na dubini jednakoj četvrtini valne duljine površinskoga vala jakost se smanjuje na polovicu vrijednosti koju ima na površini, a na dubini od jedne valne duljine titranje praktički prestaje. Brzina širenja valova približno je 90% brzine širenja transverzalnoga vala u istom sredstvu. U seizmologiji su to valovi površinskoga širenja potresa.

Citiranje:

Rayleigh, John William Strutt. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2013. – 2024. Pristupljeno 24.7.2024. <https://www.enciklopedija.hr/clanak/rayleigh-john-william-strutt>.