散乱(読み)さんらん(英語表記)scattering

翻訳|scattering

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

散乱
さんらん
scattering

波がその波長に比べて小さい標的に入射するとき,その標的を中心として,外向きの (普通は球面波 ) ができる現象。たとえば光の場合,波長よりはるかに小さい粒子による散乱をレイリー散乱という。波長が短いほど散乱が大きくなるので空は青くみえる。量子力学によれば,すべての物質は粒子性と同時に波動性ももっているから,粒子の衝突の現象は,粒子に対応する波動の散乱の現象として記述できる。散乱を詳しく調べることにより,微視的な世界の様子を知ることができるので,きわめて重要な役を果す。たとえば,原子の構造を決定するのに,ラザフォード散乱が決め手になった。衝突によって粒子自身の内部エネルギーが励起されず,粒子の数も不変である場合を弾性散乱と呼び,粒子数は不変であるが,内部励起を伴う場合を非弾性散乱,その他の場合を反応と呼んで区別している。散乱の起る確率は断面積で表わす。散乱を入射粒子の進行方向に対してある角度をなす方向に分けて表わすとき,断面積は微分断面積と呼ばれ,一般にその角度の関数になる。波または微視的粒子が物質内を通るときに起る現象は,一般に物質を構成する個々の粒子による微視的散乱の総合的効果として説明される。

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デジタル大辞泉の解説

さん‐らん【散乱】

[名](スル)
あたり一面にちらばること。散り乱れること。「ビールの空缶が散乱する」
波動粒子線などが凹凸のある面や微粒子に当たって、いろいろな方向に進路を変えること。
仏語煩悩のために心が乱れて不安定であること。対象(六境)に心を奪われて一時も落ち着かないこと。

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百科事典マイペディアの解説

散乱【さんらん】

光・音・電波等の波動が物体に出会ったときそれを中心としてさまざまな方向に広がっていく現象。電子・陽子・α粒子等の量子力学的粒子の衝突についても,散乱によって表される。たとえば,光が波長に比べて小さい物体によって散乱される場合,散乱光の強さは波長の4乗に反比例する(レーリーの散乱法則)。したがって短波長の光ほど強く散乱され,空の青さ,朝焼け・夕焼けの赤色はこの散乱の差から生じる。普通散乱光の波長は入射光の波長と同じだが,散乱物質に特有な量だけ波長の変わった光が混じることがあり(ラマン効果),X線の散乱ではコンプトン効果が起こる。→ティンダル現象
→関連項目

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世界大百科事典 第2版の解説

さんらん【散乱 scattering】

一般には,波が物体(標的)にあたったとき,それを中心として広がっていく波(一般に球面波)ができる現象をいう。散乱のようすは,波の波長と標的の大きさの関係,波と標的の相互作用の二つの要因で決まり,波の波長に比べて物体の大きさがあまり大きくなった場合はほとんど散乱されない。もう一つの要因である波と標的の間に働く相互作用は,電磁波の場合の標的物体の誘電率とか,音波の場合の標的物体の密度などによって決まる。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

散乱
さんらん
scattering

波が微小な粒子に当たると、その粒子(散乱体)を中心とする球面波を生じ、その波面が周囲に向かって広がる。これを波の散乱という。光波が原子に当たると、光波の振動電場が原子内の電子を強制的に振動させる。振動する電子がその周囲に放つ電磁波の球面波が散乱光波である。

 散乱光(散光)の強度は、光の波長の4乗に逆比例する。青の光は赤の光の約1.4分の1の波長をもつので、青の光は赤の光の約4倍だけ強く散乱される。空が青く見えるのは、太陽からくる白色光に含まれる青の光が地球の周囲の空気層によって強く散乱され、この散乱光が地上に到達するからである。光が散乱されると、直進する光はそれだけ弱くなる。これを散乱吸収という。朝日や夕日が赤く見えるのは、白色光に含まれる青の光が主として散乱吸収され、赤の光はあまり散乱吸収されずに空気層を通過するためである。原子物理学や回折結晶学においては、X線波や電子・中性子などの物質波の散乱が広く利用されている。

[飼沼芳郎]

気象

一般に散乱は、散乱粒子の直径と光の波長の比の大きさによって様相が異なり、その比が10分の1程度以下の場合はレイリー散乱とよばれている。光の波長に対して比較的大きいごみなどによる散乱は、レイリー散乱とはかなり異なったものとなる。この場合の散乱をミー散乱とよぶ。大気中のごみや雲粒などによる太陽光の散乱はこれにあたる。ミー散乱では、微粒子の直径が大きくなるにつれて横方向よりも前方向への散乱光が強くなる。微粒子の直径が光の波長と同程度になると散光はもっとも強くなる。多くの場合散光の波長は入射光の波長と同じであるが、ときにはその物質に特有な量だけずれた波長の光が散光の中に混じることがある。この現象をラマン散乱(効果)という。

[大田正次]

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精選版 日本国語大辞典の解説

さん‐らん【散乱】

〘名〙
① (形動タリ) 散り乱れること。ちらばること。ちらかること。また、そのさま。
※経国集(827)一一・落梅花〈平城天皇〉「飃颻投暮牖、散乱払晨扉
※和漢朗詠(1018頃)上「雪は鵞毛に似て飛んで散乱す 人は鶴氅(かくじゃう)を被(き)て立って徘徊す〈白居易〉」 〔史記‐秦始皇本紀〕
② 仏語。煩悩(ぼんのう)のために心が落ち着かないで、不安定であること。色などの六境(六塵)に心をうばわれて、心が一時も安定しないこと。転じて、気が落ち着かないこと。心を取り乱すこと。
※今昔(1120頃か)一五「智恵朗(あきら)か也と云へども、心散乱して、善根微少也」
※米沢本沙石集(1283)六「凡夫は散乱(サンラン)にして、専ら一の行執し難し」 〔成唯識論‐六〕
③ 波動や高速度で走る粒子線などが物体にあたって、その運動方向を変えて各方面に散ること。

ちり‐みだ・れる【散乱】

〘自ラ下一〙 ちりみだ・る 〘自ラ下二〙 一面に散らばる。特に、葉や花などが散って乱れる。乱れ散る。ばらばらと散る。盛んに散る。
※万葉(8C後)九・一六八五「川の瀬の激(たぎち)を見れば玉かも散乱(ちりみだれ)たる川の常かも」

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化学辞典 第2版の解説

散乱
サンラン
scattering

入射波がその波長に比べてそれほど大きくない物体に当たったとき,それを中心にしてまわりに広がっていく波が発生する現象で,後者の波を散乱波という.散乱波は入射波との干渉性の有無によって,干渉性散乱と非干渉性散乱とに区別される.量子力学では粒子が波動として記述されるので,粒子の衝突も散乱として扱われるが,衝突の前後で粒子の種類や数が変化しない場合のみ散乱とよび,そのほかの場合は反応とよぶのが普通である.粒子の内部エネルギーと系の運動エネルギーがともに変化しない弾性散乱と,両者の間にエネルギー移行が起こる非弾性散乱とに分けられる.とくに点荷電粒子のクーロン力による弾性散乱をラザフォード散乱という.光子コンプトン散乱は非弾性散乱の一種である.量子力学では,散乱の起こる確率は散乱断面積で表され,散乱に関する理論は散乱理論とよばれて量子力学の主要な部分を構成する.

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世界大百科事典内の散乱の言及

【核反応】より

…またaを入射粒子,bを放出粒子,A,Bをそれぞれ標的核,残留核という。とくに,入射粒子aと放出粒子bが同じ場合,すなわちAとBが同じ場合を散乱と呼ぶ。散乱の前後で原子核の状態が変わらず基底状態であるときには,粒子の運動エネルギーも変わらない。…

【衝突】より

…量子力学での粒子の運動は,物質の波動性によって波としての性質ももっている。このために散乱ということばが使われることがある。また衝突する粒子の内部構造が変化する場合,反応ということばが用いられるが,広くは衝突に含まれる。…

【反射】より

…(3)入射波および反射波が境界面の法線となす角をそれぞれ入射角および反射角といい,反射角は入射角に等しい。 波のぶつかる相手が波長よりきわめて小さい微粒子,または原子や分子のとき,波の進行方向が変化する現象を散乱という。この場合,相手が結晶格子のように一定の秩序をもって整列しているなら,散乱波は相互に干渉して特定方向の入射波に対してだけ強くなる。…

※「散乱」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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