Scattering   산란

(2020-02-22)

1. 산란 (Scattering)파동입자와의 충돌로 인해 주변으로 흩어지는 현상

  ※ (실제로, 산란은 여러 복합적 현상 임)
     - 개구(Aperture)에서  `회절(Diffraction)`,`흡수(Absorption)`, 그리고
       진동자(Oscillator)에 의한 `재방출`  모두를 포함하는 개념

  ㅇ (산란의 거시적 현상은?)
     - 마이크로 미터(㎛) 이하 크기의 산란에 대한 거시적 표현 => 투과, 반사, 굴절 등의 현상


2. 의 산란현상 종류

  ㅇ 미 산란
     - 입자 크기가 파장 보다 큼. 약 10 배 정도. (≒1㎛).  
     - (例) 구름 등
        . 구름 물방울의 크기가 다양하여 가시광선 영역의 모든 파장들이 전부 산란
          되어 합해지면서 결국 하얗게 보임
     * Gustav Adolf Feodor Wihelm Ludwig Mie (1869~1957) : 독일 물리학자

  ㅇ 틴들 산란
     - 입자 크기가 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
     - 입자 크기가 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]입자충돌에 의한 산란 ☞ 탄성산란/비탄성산란 참조

  ㅇ 광통신에서, 산란현상                                                ☞ 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



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