光散乱とは

眼球の奥にある網膜は、1億個以上の光を感知する細胞で構成されている。そのため、光がないと、これらの細胞は何も感知することができず、その結果、暗闇で見ることができないのである。

日常生活で遭遇する光の散乱には、空が青く見える現象などがある。これは、太陽光に含まれる7つの成分のうち、大気中の粒子が青色を最も散乱させるためである。

光の散乱は、光線がほこりやガス分子、水蒸気などの障害物にぶつかって方向を変えるときに起こる。この現象は、ティンダル効果や日の出や日没時の赤い色合いの出現など、さまざまな驚くべき現象につながる。

通常、弾性光散乱と非弾性光散乱の2つのカテゴリーに分けられる。弾性光散乱にはレイリー散乱とミー散乱が含まれ、非弾性散乱にはラマン散乱、X線非弾性散乱、コンプトン散乱、ブリルアン散乱が含まれる。

レーザー実験で実証されたように、雲のしずくや氷の結晶は光を散乱するのに効果的である。ただし、雲のしずくや氷の結晶は空気分子よりもかなり大きいため、すべての色が等しく散乱されることに注意することが重要である。

赤い光は最も散乱されにくく、青い光は最も散乱される。

光の散乱がないと、空は青く見える。同様に、光の散乱がなければ、危険信号は赤色に見えない。さらに、光の散乱がないと、虹ができない。

虹彩は瞳孔を収縮させることで、目に入る光の量を調節している。これにより、網膜が過剰な刺激を受けないように保護し、視界がぼやける原因となる光線の散乱を防ぎます。

溶液中の光散乱を検出するには、2つの方法が採用されます。最初の方法はネフェロメトリーと呼ばれ、サンプルを通過する入射光から離れた角度での光強度をモニターして、溶液中の光散乱種を測定します。2つ目の方法は、濁度測定と呼ばれ、溶液中の光散乱種を同定するために使用されます。