虹と雲 ―光の散乱

 

 

 

散乱による着色

光は様々な性質を持っています。その性質によって色の光が生まれる場合があります。 その性質とは、分散・散乱・干渉・回折の4つです。分散、干渉、回折に関しては「光ってなあに?」の光の波動性で解説されていますので、ここでは散乱について解説いたします。
虹は空気中の水分によって作られています。では、雲はどうでしょう?雲は水滴や氷の粒によって できています。雲はなぜ七色ではなく白いのでしょうか?
水滴があまりに小さくなると光は分散せずに反射してしまいます。雲にあたった光は反射を繰り 返す(散乱)だけなので白く見えるのです。


レイリー散乱とミー散乱

上の場合よりももっともっと小さい粒だとまた話が違ってきます。
光の波長よりもずっと小さい粒なら光は通過してしまいますが、 光の波長と同じくらいの粒だと光が粒にぶつかり、散乱してしまう可能性が高くなります。
太陽光や白色光はさまざまな波長の光が入り混じっているわけですから、 これによって一部の光が遮られて色が見えることもあります。
これを研究したのがイギリスのレイリーで、このような散乱を レイリー散乱といいます。
これより大きい粒子の場合の散乱をミー散乱といい、雲のように白っぽく見えます。


 

 
 

空の青 夕焼けの赤
ダイヤモンドの輝き
 

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