빛의 산란이란?

안구 뒤쪽에 위치한 망막은 1억 개 이상의 빛에 민감한 세포로 구성되어 있기 때문에 어둠 속에서 볼 수 있는 능력이 제한됩니다. 따라서 빛이 없으면 이러한 세포는 감지할 수 있는 것이 없어 어두운 곳에서 볼 수 없게 됩니다.

일상 생활에서 마주치는 빛의 산란 현상에는 하늘이 파랗게 보이는 현상도 포함됩니다. 이는 대기 중의 입자가 햇빛에 존재하는 7가지 성분 중 파란색을 가장 많이 산란시키기 때문에 발생합니다.

빛의 산란은 광선이 먼지, 가스 분자 또는 수증기와 같은 장애물을 만난 후 방향을 바꿀 때 발생합니다. 이 현상으로 인해 틴달 효과와 일출과 일몰 시 붉은 색조가 나타나는 등 여러 가지 놀라운 현상이 발생합니다.

일반적으로 산란은 탄성 산란과 비탄성 산란의 두 가지 범주로 구성됩니다. 탄성 산란에는 레일리 산란과 미에 산란이 포함되며, 비탄성 산란에는 라만 산란, 비탄성 엑스레이 산란, 콤프턴 산란, 브릴루인 산란이 포함됩니다.

레이저 실험에서 볼 수 있듯이 구름 방울과 얼음 결정은 빛을 산란시키는 데 효과적입니다. 그러나 구름 방울과 얼음 결정은 공기 분자보다 훨씬 크기 때문에 모든 색이 똑같이 산란된다는 점에 유의해야 합니다.

적색광은 산란이 가장 적은 반면 청색광은 가장 많이 산란됩니다.

빛의 산란이 없으면 하늘이 파란색으로 보입니다. 마찬가지로 빛의 산란이 없다면 위험 신호등은 빨간색으로 보이지 않을 것입니다. 또한 빛의 산란이 없으면 무지개가 형성되지 않습니다.

홍채는 동공을 수축시켜 눈에 들어오는 빛의 양을 조절합니다. 이는 망막이 과도하게 자극받지 않도록 보호하고 시력 저하를 유발할 수 있는 광선의 산란을 방지하는 데 도움이 됩니다.

용액에서 빛의 산란을 감지하는 데는 두 가지 방법이 사용됩니다. 첫 번째 기법인 네펠로메트리는 시료를 통과하는 입사광으로부터 떨어진 각도에서 빛의 강도를 모니터링하여 용액에서 산란하는 빛의 종류를 측정합니다. 두 번째 방법인 탁도 측정법은 용액에서 광 산란 종을 식별하는 데 사용됩니다.