散乱 類語。 レイリー散乱

レイリー散乱とミー散乱のちがいが分かりません。

散乱 類語

自然界における様々な発色現象の内、今回は「光の散乱」を原理とするものを採り挙げてみましょう。 晴れた日の昼間は気持ちの良い青空が広がり、所々に白い雲が浮かんだりしています。 また、日没が近づくと、西の空は真っ赤な夕焼けに染まります。 私たちが当たり前に経験してきたことなのですが、なぜこのような色に見えるのでしょうか。 これらの色は、全く異なる色に見えるのですが、その原因は、いずれも「 光の散乱」という物理現象によるものなのです。 同じ原因なのに、条件の違いによって真っ青に見えたり真っ赤に見えたりするのです。 無味乾燥とも思われる物理現象の結果が、こんなにも異なった結果をもたらし、人の情感に強く訴えかける力を持つことに、大自然のいたずらを越えた壮大なロマンを感じずにはいられません。 その「散乱現象」とはどのような現象なのか、また、「条件の違い」とはどんな違いなのでしょうか? 光の散乱現象 光は均質な媒質中では基本的に直進する性質を持っていますが、媒質が均一でない場合は進行方向が変化することがあります。 一般に、光の行く手に存在する微粒子等によって光の進行方向が不規則に変化する現象を「 光の散乱」と呼んでいます。 光には、波動性と粒子性の二面性があることは既に本連載ので触れましたが、「散乱」という現象は、光を粒子性と波動性を併せ持った「波連 wave train 」(参照)のイメージで考えると理解し易いかと思います。 光子(こうし)すなわち波連は、電磁波としてのエネルギーの塊(粒子性)が振動(波動性)しながら飛来してくるものです。 光の進路に微粒子が存在すると、波連の振動する電場・磁場と、その微粒子を構成する分子や原子の電場・磁場との間に相互作用が起こり、波連と微粒子との間に反発・吸引力が働き、その結果、波連の進行方向が様々に変化します。 これが「散乱」です。 太陽光が大気層に突入してくると、大気中の空気分子や様々な微粒子群によって散乱を受けます。 大気中の微粒子群の内、太陽光の波長よりもずっと小さい微粒子では、波長の4乗に逆比例する レイリー散乱が起こり、短い波長ほど多く散乱されます。 散乱された光はその周辺の微粒子により更にまた何度も散乱が繰り返され(多重散乱)、空一杯に散乱光が広がっていきます。 波長の長い光は散乱を受けにくいため、大気中への散乱による広がりは短波長光よりずっと少なくなります。 晴天真昼の場合、太陽光が通過する大気層中の距離が短いため、可視域の長波長光成分(赤~橙色に見える)の散乱量は少なく、専ら可視域の短波長光成分(紫~青色に見える)が散乱して空一杯に広がるため、空全体が青く染まって見えることになります。 一方、夕方や明け方の場合は、太陽光が通過する大気層中の距離が真昼より格段に長くなるため、短波長光成分は真昼よりも更に散乱され続け、地表に到達した時(観察者の眼に入る時)には、短波長成分は残り僅かの状態になってしまいます。 それに対して、散乱されにくい長波長光成分は、それでも長い距離を通過するにつれて、或る程度の量が散乱され、太陽光の進路の周辺に広がりますが、空全体に広がるまでには至りません。 結局、太陽から直接人間の目に到達する光は、短波長成分が非常に少なく、長波長成分は一部散乱されつつもまだかなりの量が残っている状態になっていることになり、太陽自体は真っ赤に見え、また、太陽方向の周辺の空に散乱された長波長光成分が広がり、赤く染まって見えることになります。 このように、日中晴天が青く見えるのも夕焼けが赤く見えることも、原因は全く同じレイリー散乱という現象なのです。 ただ、その散乱現象を観察する条件が、真昼と夕方(明け方)とで異なるだけで、あれほど鮮やかな色の違いとして現れる訳で、自然の演出には改めて驚かされます。 太陽光の進路と地球を取り巻く大気層の関係 大気中には、様々な大きさの粒子が浮遊していますが、その中で比較的大きな粒子は水滴です。 雲の正体は大気中に浮かんだ水滴群であることはよく知られています。 この水滴群がなぜ白く(無彩色に)見えるのでしょうか? これも、散乱の理論で説明されます。 雲を形成する水滴は、太陽からの光(可視光)の波長に比べて同程度ないしはそれより大きい粒子になっています。 従って、このような水滴に光が当たると、ミー 散乱が起こります。 ミー散乱では、可視光のどの波長も同じように散乱されますので、観察者の眼に入ってくる雲からの散乱光は、どの波長の光もほぼ均等に入ってくることになり、その結果、無彩色に見えることになります。 雲にも色々種類がありますが、例えば入道雲は真っ白く見えるのに、雨雲は暗い灰色に見えます。 いずれも無彩色ですが、なぜ、このように違って見えるのでしょうか? 雨雲の場合は、観察者の頭上に厚い雲があり、その向こうに太陽がある、という位置関係になります。 太陽からの光は雲の水滴群でミー散乱を受けますが、観察者方向に散乱された光は、その行く手にまだまだ厚い水滴群の層があるため、多重散乱および吸収を受け、雲の水滴群層を突き抜けて観察者の眼に到達する光は非常に少なくなってしまい、その結果、非常に暗く見える(黒く見える)ことになります。 一方、入道雲が見えるのは、観察者が入道雲に正対していて、太陽が観察者の背後あるいはそれに近い方向(少なくとも横方向)から雲を照らしている状態です。 太陽の光が水滴群でミー散乱を受けますが、観察者方向に散乱された光は、多重散乱や吸収をあまり受けずに、観察者の眼に飛び込んできます。 つまり、太陽光は雲の水滴群によってあまり減衰せずに観察者の眼に到達しますので、明るく見える(白く見える)訳です。 巨視的に表現すれば、雨雲の場合は、雲の透過散乱光を見ており、入道雲の場合は、雲の反射散乱光を見ていることになります。 従って、入道雲であってもその真下に観察者が居る場合には真っ白には見えず、暗い雨雲として見えることになりますし、また、雨雲の上を飛ぶ飛行機からは、雨雲であっても真っ白に見えます。 これらの用語の定義の違いは JIS においても明確にされておらず( JIS Z 8120:2001 光学用語 01. 47)、世の中ではかなり重複した概念で使用されているようですが、実際の使用のされ方としては、大雑把には以下のような使い分けの傾向があるように思われます。 「散乱」は、障害物を構成する分子・原子あるいはそれに準じた微粒子と光との相互作用にまで着目した微視的考察を背景にした場合に多く使用されるようです(レイリー散乱、ミー散乱、ラマン散乱、ブリルアン散乱、等々)。 それに対して、「拡散」は、そのような微粒子レベルにまでは踏み込まずに、光の進行方向の変化を障害物による屈折・回折・散乱などの諸現象の結果としての様々な方向への反射・透過と捉えた巨視的考察を背景にした場合に多く使用されるようです(拡散反射、拡散透過、拡散照明、等々)。 光と微粒子の相互作用の過程で、エネルギーのやり取りが発生しない場合を「弾性散乱」と呼び、散乱された光の波長は変化しません(レイリー散乱、ミー散乱等)。 真夏の日中は木陰にいても日焼けするのは散乱された紫外放射の影響が大きいと考えられています。

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「散見」の意味と使い方、類語、対義語、英語表現

散乱 類語

入射光と散乱光の波長が等しいものを弾性散乱といいます。 入射光と散乱光の波長が違うものを非弾性散乱といいます。 トムソン散乱とレイリー散乱は弾性散乱です。 (アンチ)ラマンストークス散乱とコンプトン散乱は非弾性散乱です。 トムソン散乱とレイリー散乱の違いについては、専門家の人には怒られてしまうかもしれませんけど、「入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長と同じくらいかそれよりも長いときに起こる弾性散乱のことをレイリー散乱と呼び、入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長よりも十分に短いときに起こる弾性散乱のことをトムソン散乱と呼ぶ」というくらいの認識でいいんじゃないかと私は思います。 原子や分子やイオンでは、電子遷移を起こす波長というのは紫外線や可視光線の波長ですから、 可視光線を試料に照射したときに起こるのがレイリー散乱と(アンチ)ラマンストークス散乱で、 X線を試料に照射したときに起こるのがトムソン散乱とコンプトン散乱である、 と考えていいです。 つまり励起光と入射光は同じものです。 X線回折実験では、散乱光(散乱X線)が互いに干渉することにより回折光(回折X線)ができます。 回折光(回折X線)のことを反射光(反射X線)ということもあります。 トムソン散乱は干渉性散乱なので回折が起こりますけど、コンプトン散乱は非干渉性散乱なので回折が起こりません。 ですので、コンプトン散乱により出てきた光のことを反射光(反射X線)と呼ぶのは、間違いとまではいいませんけど、避けたほうが無難でしょう。 トムソン散乱により出てきた光を反射光(反射X線)または回折光(回折X線)と呼ぶことは、まったく問題ありません。 これらをふまえると、 入射光と散乱光の波長が等しいものがレイリー散乱、 入射光と散乱光の波長が違うものが(アンチ)ラマンストークス散乱、 入射X線と散乱X線の波長が等しいものがトムソン散乱、 入射X線と散乱X線の波長が違うものがコンプトン散乱。 ということになります。 入射光の運動量+試料中のある一個の電子の運動量=散乱光の運動量+弾き飛ばされた電子の運動量 左辺の第二項(試料中のある一個の電子の運動量)は、他の三項に比べると無視できるほど小さいので、 入射光の運動量=散乱光の運動量+弾き飛ばされた電子の運動量 になります。 参考URL: A ベストアンサー そう単純には言えません。 光りの散乱で有名なラーマン散乱は一般的に非弾性で干渉性、 ミー散乱は弾性で干渉性と言われています。 ドイツのWikiに簡潔にまとめられていたので訳して紹介します。 wikipedia. 9F (動画が見られます) 弾性衝突 2つの物体が、エネルギを例えば熱や変形エネルギの様な内部エネルギに 転換することなく衝突すること。 エネルギ保存則によれば、衝突前の運動エネルギ (力学的エネルギ)の和は衝突後の力学的エネルギ(運動エネルギ)の和に等しい。 同じ事は運動量のベクトル和に対いても運動量保存則として成りたつ。 散乱 素粒子物理学、原子物理学、核物理学、または光子が関与している場合は散乱と呼ばれる。 ここでも同じように、非弾性散乱(非弾性衝突)は力学的エネルギがそのものとして 保存されるのでは無く、部分的に例えば励起エネルギとして使われるか、または結合の 切断に使われる。 ある一つの光子が非弾性散乱に関与する場合は一般的にはその波長が変化する。 wikipedia. 弾性散乱(弾性衝突も参照)では力学的エネルギの 和は衝突以前のそれと同じ大きさである。 非弾性散乱ではこれに対して、例えば既に有る 力学的エネルギの一部がある原子の励起エネルギに転化したり、またはある結合を切る イオン化過程で使われたりする。 狭い意味では非弾性散乱は入射された粒子が衝突後に、エネルギは減少しても、まだ存在し しており、広い意味では吸収過程(入射粒子が「消滅」する過程)も非弾性散乱過程に 含まれている。 波の散乱では、干渉性散乱と非干渉性散乱が区別される。 干渉性散乱では入射波と散乱波の 間には確かな位相関係があり、非干渉性散乱には無い。 干渉性光線が干渉的に散乱されると、 散乱光は相互に干渉する。 これは特にレントゲン線(X線)回折に応用される。 そう単純には言えません。 光りの散乱で有名なラーマン散乱は一般的に非弾性で干渉性、 ミー散乱は弾性で干渉性と言われています。 ドイツのWikiに簡潔にまとめられていたので訳して紹介します。 wikipedia. 9F (動画が見られます) 弾性衝突 2つの物体が、エネルギを例えば熱や変形エネルギの様な内部エネルギに 転換することなく衝突すること。 エネルギ保存則によれば、衝突前の運動エネルギ (力学的エネルギ)の和は衝突後の... A ベストアンサー コンプトン散乱の場合、入射するX線と散乱されたX線を比較すると波長が変化していますのでX線に注目する場合には非弾性散乱としています。 同じX線の散乱でも、トムソン散乱のように波長が変わらない散乱は弾性散乱と呼ばれます。 電子が束縛されているエネルギーが小さい場合でも、はじき出される電子が持つエネルギーが大きいとX線の波長は大きく変わりますのでこの場合は非弾性散乱として取り扱わないといけません。 別の見方をすると、通常の物と物との衝突において、弾性衝突とは運動エネルギーの和が保存されますが、非弾性衝突では運動エネルギーの和が保存されません。 物質の変形や熱の形に運動エネルギーが変換されるため このロジックで行けば、コンプトン散乱はエネルギーが保存されているため"弾性"衝突とみなせます。 そういう意味で弾性・非弾性を使い分けている場合もあります。 A ベストアンサー 「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。 なぜわざわざ逆数にするの? という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。 大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。 特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。 すなわち立方晶の 111 面の法線ベクトルは 1,1,1 ですし、 100 面の法線ベクトルは 1,0,0 です。 法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。 さて hkl 面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。 0,0,0 を通る平面で法線ベクトルは h,k,l です。 これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。 点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。 原点Oから法線ベクトル h,k,l の方向に進み、平面 2a とぶつかった点をA p,q,r とします。 OAの長さは面間隔dにほかならないので、 3 式が得られたことになります。 bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。 例えば 111 面とは言いますが 222 面なる表現は使いません。 37aや5aにならないのは何故か は以下のように説明されます。 この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。 その点を x0,y0,z0 とします。 h,k,lはミラー指数の定義から整数です。 すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。 このことは次の命題と等価です。 p, 2p, 3p,... , q-1 pをqで順に割った際の余りを考えてみる。 pをqで割った際の余りをr[1] 整数 とする。 同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。 よって命題は成り立つ。 ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。 207. 「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。 207. なぜわざわざ逆数にするの? という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。 大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。 特に立方晶であれば法線ベ... ・回答者 No. 1 ~ No. 3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。 0E-1 1. 0E-2 1. 0E-3 1. ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。 ・よって、『2. 43E-19』とは? 2. 0000000000000000001だから、 0. 000000000000000000243という数値を意味します。 ・E-数値は 0. 1、0. 01、0. 001 という小さい数を表します。 ・数学では『2. wikipedia. wikipedia. ・回答者 No. 1 ~ No. 3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。 0E-1 1. 0E-2 1. 0E-3 1. ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた... A ベストアンサー 私も詳しい計算ルールは知らないのですけど、原子核の殻模型を使えば計算できるみたいですね。 kutl. kyushu-u. phy-astr. gsu. ANo. 2の方の回答にある経験則も、この殻模型できれいに説明できます。 原子の殻模型で使うフント則とは反対に、原子殻の殻模型では、スピン量子数をできるだけ小さくするように核子の角運動量を合成するようです。 私も詳しい計算ルールは知らないのですけど、原子核の殻模型を使えば計算できるみたいですね。 kutl. kyushu-u. phy-astr. gsu. と番号付けすることのほうが多いと思います) 質量数16の酸素原子核は陽子8個、中性子8個ですので、エネルギー準位の... A ベストアンサー ちょっとうろ覚えなんですが。。。 X線は、フィラメント(主にタングステン(W)が用いられている)から電子を取り出し(加熱で)、それをX線を発生するターゲット(アルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)や銅(Cu))などに電子を衝突させて発生させます。 ターゲットとなる材料の電子軌道はそのエネルギ-準位がとびとびでかつ元素によって特有の値を持ちます。 電子衝突によって飛び出した電子が仮にK殻の電子であったとします。 K殻は他の殻(LやM)に比べて低いエネルギーにあるので、L殻やM殻の電子は安定した状態を保とうと、K殻へ落ち込みます。 このとき(K殻のエネルギー)-(L殻のエネルギー)に相当するエネルギーがあまるので、これがX線となりこのエネルギーをもつX線が発生します。 ちょっとうろ覚えなんですが。。。 X線は、フィラメント(主にタングステン(W)が用いられている)から電子を取り出し(加熱で)、それをX線を発生するターゲット(アルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)や銅(Cu))などに電子を衝突させて発生させます。 ターゲットとなる材料の電子軌道はそのエネルギ-準位がとびとびでかつ元素によって特有の値を持ちます。 電子衝突によって飛び出した電子が仮にK殻の電子であったとします。 K殻は他の殻(LやM)に比べて低いエネルギーにあるので、L殻や... A ベストアンサー >線質があ どちらをさしているのか. 文面から読み取れませんでした。 かんきゅうのいんか電圧の違いによって. 発生するx線の波長が変化します。 波長によって. AgBrの分解が早い場合と遅い場合があります。 x線のフィルターの関係で. 1点からきれいな放射状に広がる場合と. ある程度大きな面から放射状にひろがる場合があります。 後者の場合. 輪郭がぼやけて. 結果的にコントラストが下がります。 医療の場合には. AgBrを直接攻撃するのではなく. 印画紙の前後にけいこうざいを塗り. けいこうざいをXせんが攻撃して蛍光を発し. この蛍光を保存する場合があります。 波長が多少AgBrとは異なります。 波長によっては. 透過する場合・散乱する場合があります。 散乱すると輪郭がぼやけて 例. 良い写真は乳房等脂肪と大気の協会がきれいに移る しまい. コントラストが下がります。 波長を示しているのか. 絞りをしめしているのか. 文面から読み取れませんでした。 透過撮影は. 私の場合には. カウンターを使うことしかしていません。

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レイリー散乱とミー散乱の違い

散乱 類語

散乱に付いて質問を受けましたのでその違いを簡単に記載します。 青空が青いのも太陽光が微細な粒子に当たり、青い光が赤より折り曲げられて地上で見る人には、晴天の空を青く見せます。 これをレイリー散乱(Rayleigh scattring と呼んでいます。 もし 粒子が波長より充分大きい場合、光は粒子に当っても波長依存性がないため白く見えるのです。 霧やスモックが白く見える現象です。 これは便宜的にミー散乱(Mie と呼ばれています。 大気中の水滴のほか、媒質中の粒子などによる散乱の解析に用いられています。 また これらの中間の大きさは共鳴領域と呼ばれて光学設計時に充分、検討が必要な領域です。 詳しくは これから実施する当社主催の光学設計講座でお教えします。 関連する書籍のご紹介.

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