化学

5分でわかる「チンダル現象」!元家庭教師がわかりやすく解説

空と光の散乱

そもそも散乱とはどんな現象なのでしょうか?光には色々な色があります。その色ごとに波長が決まっていて青は波長が短く、赤は長くなっているのです。そして波長が短いほど強く散乱します。光が進む途中で微粒子にぶつかって進行方向が変化することを光の散乱というのです。

ちなみに、1つの波長からなる光を単色光、さまざまな波長の光を含んだ光を白色光と呼びます。

散乱にはいくつか種類がありますが、今回はチンダル現象と関係があるものを確認していきましょう。

ミー散乱と雲の色

ミー散乱とは光の波長より大きめの粒子によって起きる光の散乱のことで、ミー散乱した時にチンダル現象を観察することができます。分散系に光を通したときにミー散乱が起きるのですが、実はこのミー散乱によって雲は白く見えているのです。

粒子が光の波長よりも大きい場合、すべての色が散乱します。雲を構成する粒子の中で様々な色の光が散乱し、白く見えているのです。

レイリー散乱と空の色

image by PIXTA / 59443885

ミー散乱は光の波長より大きめの粒子によって起きる光の散乱のことでした。それに対してレイリー散乱は光の波長よりも小さい粒子による光の散乱です。

先ほど青の光は波長が短いと説明しましたね。

光の波長の長さは  長 赤>橙>黄>緑>青>藍色>紫 短 となっています。

光の波長は長いほど散乱しづらく、短いほど散乱しやすいのです。ちなみに本来ならより波長の短い紫色の空になるはずなのですが、人の目は紫を感じづらいために空が青色に見えています。

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多くの高校では化学や物理の授業でミー散乱やレイリー散乱について深く学ばないだろう。

しかし、知識として知っていると光の散乱などの現象が理解しやすくなる。なにより、雲はなぜ白いのかといった理由を知ることができるな。

光の進路がくっきりチンダル現象

微小な粒子に当たった光が散乱して通った道筋が見えるチンダル現象。液体だけでなく気体中でも見ることができる、意外と身近な現象です。チンダル現象はコロイドの単元で学びます。現象自体は難しいものではなく、そんなに難解な問題が出題されることはありませんが、どういった時にチンダル現象が観察されるのかしっかりと確認してくださいね。

またちょっと頑張ってミー散乱やレイリー散乱も覚えると、なぜ空が青く雲が白いのかも説明できるようになれます。

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たかはし ふみか