1. 산란 (Scattering)
ㅇ 파동이 입자와의 충돌로 인해 주변으로 흩어지는 현상
ㅇ (실제로, 산란은 여러 복합적 현상 임)
- 개구(Aperture)에서 `회절(Diffraction)`,`흡수(Absorption)`, 그리고
진동자(Oscillator)에 의한 `재방출` 모두를 포함하는 개념
ㅇ (거시적으로, 산란 현상은?)
- 마이크로 미터(㎛) 이하 크기의 산란에 대한 거시적 현상이, => 투과, 반사, 굴절 등임
2. 빛의 산란현상 종류
ㅇ 미 산란 (Mie)
- 입자 크기가 빛의 파장 보다 큼. 약 10 배 정도. (≒1㎛).
- (例) 구름 등
. 구름 물방울의 크기가 다양하여 가시광선 영역의 모든 파장의 빛들이 전부 산란
되어 합해지면서 결국 하얗게 백색으로 보임
* Gustav Adolf Feodor Wihelm Ludwig Mie (1869~1957) : 독일 물리학자
ㅇ 틴들 산란 (Tyndall)
- 입자 크기가 빛의 파장과 비슷. 약 1 λ 정도. (≒10 ㎛).
. 어느정도 큰 공기 물방울은 무색인 백색광을 산란
. 산란 총량이 선형적으로 증가함
* John Tyndall (1820~1893) : 아일랜드 물리학자
ㅇ 레일리 산란 (Rayleigh)
- 입자 크기가 빛의 파장 보다 작음. 약 λ/15 보다 더 작음. (≒10 ㎚).
. 레일리 산란 세기는 진동수의 네 제곱에 비례함
.. 파장이 짧을수록 강하게 산란됨
* John William Strutt Rayleigh (1842~1919) : 영국의 물리학자
- (例) 하늘색
. 희박한 공기 및 작은 입자들에 의해 태양 빛이 산란되어,
.. 파장이 짧은 푸른 색이 강하게 산란되어, 하늘색이 파랗게 보임
. 일출,일몰시에는 태양 빛이 경사진 긴 경로를 따르므로,
.. 파장이 짧은 푸른색이 감쇠되고,
.. 파장이 긴 붉은색이 남아 붉게 보임
3. [참고사항]
ㅇ 입자 간 탄성충돌에서, 산란 현상 ☞ 탄성산란/비탄성산란 참조
ㅇ 광통신에서, 산란현상의 종류 ☞ 광통신 산란 참조
- 광섬유내를 도파하는 광선이 코어 내에서 직진하지 못하고, 사방으로 흩어져 버림
. 선형 산란 : 레일리히 산란
. 비선형 산란 : Ramman 산란(SRS), Brillouin 산란(SBS)
ㅇ 레이더에서, 산란현상의 정량화 ☞ 레이더 단면적(RCS) 참조