散乱と屈折の違いについてPart2

質問

前に散乱と屈折の違いについて質問したことがありますが、補足するのが遅すぎたせいか、なかなか補足回答が寄せられないので改めて質問します。

http://okwave.jp/qa/q6574948.html

この回答によると散乱と屈折は次の違いがあるそうです。

散乱・・・ターゲットとの衝突によって進行方向が変わる
屈折・・・波の速度の違いで進行方向が変わる

それならば、光が空気中から水中やガラスに入って進行方向が変わった場合はどちらになるのでしょうか？
水やガラスと衝突しているから、「ターゲットとの衝突」といえそうだし、空気中と水中だと「波の速度の違い」ともいえそうなので、「散乱」とも「屈折」とも取れる気がするのですが・・・

回答No.1

hitokotonusi · ベストアンサー

屈折というのは幾何光学の範疇の用語で、光線が定義できてその光線が境界面で曲がる現象をさします。曲がる角度は屈折の法則により一意的に決まっています。(図左)

散乱という言葉はいろいろ分野で用いられますが、おおよそ入射粒子・光線などが“同時”に多方向に広がる現象をさします(図右)。広がる原因はさまざまです。粒子衝突ならポテンシャルによる散乱ですし、レイリー散乱などでは外場(入射光)によって振動させられた電子からの双極子輻射になります。

お礼

なるほど、散乱の場合はあちこちに広がるのですね。
図で教えて頂き有難うございました。
分かりやすかったです。

回答No.2

nzw

微視的に見れば、実は散乱も屈折も同じ現象です。より正確には、屈折は散乱の一種です。（屈折ではない散乱もあるので。ただし、その話は今回は省略します。）

　光というのは電磁波といって、空間を電場と磁場の振動が伝わるものです。これが、物質のある所にくると、物質の中の電子を揺さぶります。その結果、揺さぶられた電子が新たな電磁波を発生させます。この電磁波は、もとの電磁波の進行方向以外に、色んな方向にでていきます。光というのは電子に比べて空間的に大きな範囲を揺さぶりますので、一度に沢山の電子が揺さぶられ、沢山の電子から電磁波が発生します。このように発生した沢山の電磁波は、互いに干渉しあいます。このとき、同じ種類の物質がきれいに並んでいると、干渉のせいで特定の方向に進む電磁波だけが残るのです。これが屈折という現象です。一方、並び方が乱雑であったり、あるものの中にぽつぽつと別の物が混じっているような状況だと、色々な方向に光が進むようになります。これが巨視的な意味での散乱です。

　たとえば、透明板ガラスはきれいな直方体の形に物質が並んでいるために、鏡のような反射と、いわゆる屈折を起こす透過成分だけが光の進路として残ります。いっぽう磨りガラスの場合は、表面がきれいに並んでいないため、色んな方向に電磁波がでていきます。そのため、いわゆる散乱が起こって白く見えるのです。

お礼

屈折は散乱の特別な場合だったのですね。
回答有難うございました。