레일리 산란실험 결과에 대한 의문이 있습니다
산란입자의 양에 따른 레일리 산란 실험을 진행했습니다.
물 110미리에 우유를 5방울씩 추가하며 산란되는 빛의 양들을 비교해보았습니다. 우유의 농도가 진해지고 입자들이 많아지는 것은 대기층이 두꺼워져 태양빛을 산란시키는 입자들이 많은 걸 비유했습니다.
"우유의 농도가 진할수록 산란되는 붉은 빛이 많아질 것이다"라는 가설에 맞는 실험결과가 나왔습니다.
산란입자의 양을 초점으로 두고 보면 빛들이 산란을 전체적으로 많이 하게 되어 파장이 짧은 파란빛은 산란 두께가 줄어들고 파장이 긴 붉은빛은 멀리까지도 많이 산란되는게 이해되었습니다.
하지만 산란강도 측면에서는 이해가 잘 되지 않습니다. 레일리 산란의 산란강도는 파장의 네제곱에 반비례하기 때문에 파장이 2배가 되면 산란강도는 1/16배가 될 정도로 파장이 길어질수록 산란되는 정도가 급격히 줄어듭니다. 이 레일리 산란강도 공식에 따르면 우유의 농도가 어떻든 파란빛이 붉은빛보다 산란이 많이 되어야하는게 맞지 않나요? 붉은색이 파장이 더 기니까요.
저에게 이해가 잘되도록 설명해주시면 정말정말 감사하겠습니다ㅜ 중요한 보고서라서요ㅜ... 감사합니다
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
오랫만에 광학 질문이라 반갑네요!
실험하신 결과는 이론에 잘 부합하도록 잘 진행이되었습니다.
질문자님이 약간 헷갈려하시는 부분이 있는것 같습니다. 현재 관찰하는 빛은 ‘산란된 빛’이 아니라 ‘산란되고 남은 빛’입니다. 말씀하신대로 짧은 파장의 빛은 산란되고 긴 파장의 빛은 산란이 잘 되지않기 때문에 긴 파장의 빛이 많이 관측되어 붉은색이 되는 것입니다.
감사합니다.