レイリー散乱の法則とは？
れいりーさんらんのほうそく
「法則」の用語まとめを見る光の波長よりも小さい粒子による光の散乱強度は波長の4乗に反比例するという法則で、空が青く見える理由を説明します。
レイリー散乱の法則とは、光の波長より十分小さい粒子（原子・分子・微粒子など）に光が当たったとき、散乱される光の強度は波長の4乗に反比例するという法則です。19世紀後半にイギリスの物理学者レイリー卿（ジョン・ウィリアム・ストラット）が理論的に導出しました。
具体的には、波長の短い光ほど強く散乱されます。可視光の中では紫や青が最も波長が短く、赤やオレンジは波長が長い。太陽光が大気中の窒素・酸素分子に当たると、青い光は赤い光の数倍以上強く散乱されて空全体に広がります。これが空が青く見える理由です。夕焼けが赤いのは、太陽光が大気を斜めに長距離通過する際に青い成分が散乱・除去され、赤い光が残るためです。
レイリー散乱が成立するのは粒子サイズが波長よりも十分小さい場合（おおむね1/10以下）に限られます。粒子が大きくなるとミー散乱が支配的になり、雲や霧が白く見えるのはこのためです。
天文観測では、望遠鏡の観測波長を選ぶ際に大気散乱の影響を考慮する必要があります。光ファイバー通信では、ガラス内の微細構造によるレイリー散乱が信号損失の主要因のひとつになっており、材料設計で低減が図られています。
使い方・例文
晴れた日の昼間に空が青く見え、夕方に夕焼けが赤く染まる現象はどちらもレイリー散乱の法則で説明されます。
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