散乱

散乱（さんらん, Scattering）とは、光などの波や粒子がターゲットと衝突あるいは相互作用して方向を変えられること。

古典力学での散乱

ラザフォード散乱 大気中の気体分子や粒子などに衝突すると反射されることを散乱という。

量子力学での散乱

詳細は「散乱理論」を参照

量子力学で扱う散乱には以下のようなものが挙げられる。

1. 固体中の不純物による電子の散乱
2. フォノンによる電子の散乱
3. 電子同士の散乱
4. 光、X線のような電磁波や、電子、中性子、イオンなどの粒子線と結晶格子（非晶質や液体、気体との散乱もある）との散乱→散乱実験、構造解析
5. その他（まだ空白）

フォノンによる散乱や、電子同士の散乱は非弾性的散乱であり、弾性散乱（散乱前後で運動エネルギー、内部エネルギーが不変）より理論的な扱いが難しくなる。

いろいろな散乱

• レイリー散乱（空が青いのは、太陽光が大気中の空気分子とレイリー散乱するところが大きい）
• ミー散乱（レイリー散乱より大きい粒子による光の散乱）
• 電磁波の散乱
  • トムソン散乱
  • コンプトン散乱（散乱波の波長が変化する）
  • ラマン散乱（→実験でフォノンバンドやフォノン状態密度が求まる）
• ブリュアン散乱（←非弾性散乱）
• コロイドによる光の散乱（→チンダル現象）

雲が白いのは多重散乱＋ミー散乱による。

牛乳にはレイリー散乱を起こすタンパク質カゼインのミセル(20-150 ナノメートル程度)およびミー散乱を起こす脂肪球(直径1-100 マイクロメートル程度)が存在する。 脂肪分の多い生クリームは脂肪球のミー散乱により白く見える。 無脂肪牛乳はレイリー散乱により青みがかっているが、多重散乱により白く見える。

マイクロ波散乱計

観測対象にマイクロ波をパルス状に照射して反射して来たマイクロ波を受信する事で対象の状態を計測する。

関連項目

• 散乱理論
• 多重散乱理論