「レイリー散乱」の版間の差分
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== 理論 ==
散乱波の波長 {{Mvar|λ}} と散乱粒子の[[径|直径]] {{Mvar|d}} に関わるパラメータとして、[[円周率]] {{Mvar|π}} を[[係数]]としたサイズパラメータ
:<math>\alpha=\frac{\pi d}{\lambda}</math>
があり、{{math|''α'' ≪ 1}} はレイリー散乱、{{math|''α'' ≈ 1}} は[[ミー散乱]]、{{math|''α'' ≫ 1}} は[[幾何光学]]近似で表現できる。
===
入射光の[[電磁場]]のうちの[[電場]]が[[粒子|微粒子]]の電場に作用し、粒子内の[[電子]]が強制的に[[振動]]させられて[[双極子|双極子モーメント]]が励起されることによって起こる<ref>[[#jiten|物理小事典]]</ref>。したがって、粒子が[[振動数]] {{Math|''ν''{{Sub|0}}}} の
:<math>I=I_0\frac{8\pi Ne^4\nu^4}{3m^2c^4\nu_0^4}</math>
となる。ここで、{{Math|''I''{{Sub|0}}}} は入射光の強度、{{Mvar|N, m, e}} は振動子の数と[[質量]]および[[電荷]]、{{Mvar|c}} は[[光速]]である{{R|kotobank}}。
また、
:<math>I=I_0\frac{1+\cos^2\theta}{2R^2}\left(\frac{2\pi}{\lambda}\right)^4\left(\frac{n^2-1}{n^2+2}\right)^2\left(\frac{d}{2}\right)^6</math>
ここで、{{Mvar|R}} は粒子までの[[距離]]、{{Mvar|θ}} は散乱角、{{Mvar|n}} は[[屈折率]]である。この式は、粒子の[[体積]] {{Mvar|V}} を用いると
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と表す事も出来る{{R|kotobank}}。
さらに、[[散乱断面積]] {{Math|''σ''{{sub|s}}}} は
:<math>\sigma_\mathrm{s}=\frac{2\pi^5}{3}\frac{d^6}{\lambda^4}\left(\frac{n^2-1}{n^2+2}\right)^2</math>
この式から、波長の短い[[青|青色]]の光が波長の長い[[赤|赤色]]の光よりも多く散乱されることが説明される。[[夕焼け]]や朝焼けは、太陽と観測者の間に大気の存在する距離が日中と比べて長くなり、散乱を受けにくい赤色が届くことによって起こる。一方で、日中には波長が短い青が観測者の方に散乱されることにより、空全体が青く見える。
[[光学]]計測にも用いられ、特徴としては、信号強度が
== 脚注 ==
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* {{Cite book|last1=Siegel|first1=R.|last2=Howell|first2=J.R.|date=December 7, 2001|title=Thermal radiation heat transfer|edition=4th|location=[[ニューヨーク|New York]]|publisher=[[テイラーアンドフランシス|Taylor & Francis]]|asin=1560328398|oclc=907372195|ncid=BA79460245|isbn=978-1560328391|ref=harv}}
* {{Cite book|first1=John H.|last1=Seinfeld|first2=Spyros N.|last2=Pandis|title=Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change|edition=2nd|location=[[ホーボーケン (ニュージャージー州)|Hoboken, N.J.]]|publisher=[[ジョン・ワイリー・アンド・サンズ|John Wiley & Sons]]|date=August 11, 2006|asin=0471720186|ncid=BA78712025|oclc=62493628|isbn=978-0-471-72018-8|ref=harv}}
* {{Cite book|和書|title=物理小事典|edition=第4版|date=2008|origdate=1994-04-01|publisher=[[三省堂]]|page=379|id={{全国書誌番号|94041161}}|isbn=978-4385240169|ncid=BN10774805|asin=4385240167|oclc=675375379|ref=jiten}}
== 関連項目 ==
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