Retrodispersión

En física , la retrodispersión es la reflexión de ondas , partículas o señales hacia la dirección de donde provienen. Generalmente es una reflexión difusa debida a la dispersión , a diferencia de la reflexión especular como la de un espejo , aunque la retrodispersión especular puede ocurrir con incidencia normal sobre una superficie. La retrodispersión tiene importantes aplicaciones en astronomía , fotografía y ecografía médica . El efecto opuesto es la dispersión frontal , por ejemplo, cuando un material translúcido como una nube difunde la luz solar , produciendo una luz suave .

La retrodispersión puede ocurrir en situaciones físicas muy diferentes, donde las ondas o partículas incidentes se desvían de su dirección original por distintos mecanismos:

• Reflexión difusa de partículas grandes y dispersión de Mie , que causan resplandor alpino y gegenschein , y que se manifiestan en el radar meteorológico ;
• Colisiones inelásticas entre ondas electromagnéticas y el medio transmisor ( dispersión de Brillouin y dispersión de Raman ), importantes en la fibra óptica, véase más abajo;
• Colisiones elásticas entre iones acelerados y una muestra ( retrodispersión de Rutherford )
• Difracción de Bragg de cristales, utilizada en experimentos de dispersión inelástica ( retrodispersión de neutrones , espectroscopia de retrodispersión de rayos X );
• Dispersión Compton , utilizada en imágenes de rayos X por retrodispersión .
• Retrodispersión estimulada , observada en óptica no lineal y descrita por una clase de soluciones a la ecuación de tres ondas .

En ocasiones, la dispersión es más o menos isotrópica, es decir, las partículas incidentes se dispersan aleatoriamente en diversas direcciones, sin una preferencia particular por la retrodispersión. En estos casos, el término "retrodispersión" simplemente designa la ubicación del detector elegida por razones prácticas.

• En la obtención de imágenes de rayos X, la retrodispersión significa justo lo contrario de la obtención de imágenes por transmisión;
• En la espectroscopia inelástica de neutrones o rayos X, se elige la geometría de retrodispersión porque optimiza la resolución energética;
• En astronomía , la luz retrodispersada es aquella que se refleja con un ángulo de fase inferior a 90°.

En otros casos, la intensidad de dispersión aumenta en la dirección posterior. Esto puede deberse a diferentes razones:

• En el resplandor alpino , la luz roja predomina porque la parte azul del espectro se agota debido a la dispersión de Rayleigh .
• En contraposición , la interferencia constructiva podría desempeñar un papel.
• La retrodispersión coherente se observa en medios aleatorios; para la luz visible, más comúnmente en suspensiones como la leche. Debido a la débil localización , se observa una mayor dispersión múltiple en la dirección posterior.
  • El sistema de coordenadas de alineación por retrodispersión (BSA) se utiliza con frecuencia en aplicaciones de radar.
  • El sistema de coordenadas de alineación por dispersión frontal (FSA) se utiliza principalmente en aplicaciones ópticas.

Las propiedades de retrodispersión de un objetivo dependen de la longitud de onda y también pueden depender de la polarización. Por lo tanto, los sistemas de sensores que utilizan múltiples longitudes de onda o polarizaciones pueden emplearse para inferir información adicional sobre las propiedades del objetivo.

El método de retrodispersión también se emplea en aplicaciones de fibra óptica para detectar fallos ópticos. La luz que se propaga a través de un cable de fibra óptica se atenúa gradualmente debido a la dispersión de Rayleigh . Por lo tanto, los fallos se detectan monitorizando la variación de parte de la luz retrodispersada de Rayleigh. Dado que la luz retrodispersada se atenúa exponencialmente a medida que viaja a lo largo del cable de fibra óptica , la característica de atenuación se representa en un gráfico en escala logarítmica . Si la pendiente del gráfico es pronunciada, la pérdida de potencia es alta. Si la pendiente es suave, la fibra óptica tiene una característica de pérdida satisfactoria.

La medición de pérdidas mediante el método de retrodispersión permite medir un cable de fibra óptica en un extremo sin cortar la fibra óptica, por lo que puede utilizarse convenientemente para la construcción y el mantenimiento de fibras ópticas.

El término retrodispersión en fotografía se refiere a la luz del flash , el estroboscopio o las luces de vídeo que se refleja en las partículas dentro del campo de visión del objetivo, provocando la aparición de puntos de luz en la fotografía. Esto da lugar a lo que a veces se denomina artefactos de orbe . La retrodispersión fotográfica puede ser causada por copos de nieve, lluvia, niebla o polvo en suspensión. Debido a las limitaciones de tamaño de las cámaras compactas y ultracompactas modernas, especialmente las digitales, la distancia entre el objetivo y el flash incorporado ha disminuido, reduciendo así el ángulo de reflexión de la luz hacia el objetivo y aumentando la probabilidad de que la luz se refleje en partículas normalmente subvisibles. Por lo tanto, el artefacto de orbe es común en las fotografías tomadas con cámaras digitales o analógicas pequeñas. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

• Retrodispersión (correo electrónico)
• Rayos X de retrodispersión (en aplicaciones de escaneo de seguridad, por ejemplo, en aeropuertos)
• Dispersión frontal
• Dispersión
• Difracción de electrones retrodispersados