クエリ: 空が青く見える原因でもある、光の波長以下の大きさの粒子による散乱現象を、イギリスの物理学者の男爵名から何という?
文章: レイリー散乱 レイリー散乱とは、光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱である。透明な液体や固体中でも起きるが、典型的な現象は気体中の散乱であり、日中の空が青く見えるのは、レイリー散乱の周波数特性によるものである。レイリー散乱という名は、この現象の説明を試みたレイリー卿にちなんで名付けられた。
文章: ブラウン運動 ブラウン運動とは、液体や気体中に浮遊する微粒子が、不規則(ランダム)に運動する現象である。1827年、ロバート・ブラウンが、水の浸透圧で破裂した花粉から水中に流出し浮遊した微粒子を、顕微鏡下で観察中に発見し、論文「植物の花粉に含まれている微粒子について」で発表した。 この現象は長い間原因が不明のままであったが、1905年、アインシュタインにより、熱運動する媒質の分子の不規則な衝突によって引き起こされているという論文が発表された。この論文により当時不確かだった原子および分子の存在が、実験的に証明出来る可能性が示された。後にこれは実験的に検証され、原子や分子が確かに実在することが確認された。同じころ、グラスゴーの物理学者ウィリアム・サザーランドが1905年にアインシュタインと同じ式に到達し、ポーランドの物理学者マリアン・スモルコフスキーも1906年に彼自身によるブラウン運動の理論を発表した。 数学のモデルとしては、フランス人のルイ・バシュリエは、株価変動の確率モデルとして1900年パリ大学に「投機の理論」と題する博士論文を提出した。今に言う、ランダムウォークのモデルで、ブラウン運動がそうである、という重要な論文であるが、当時のフランスの有力数学者たちに理解されず、出版は大幅に遅れた。 ブラウン運動という言葉はかなり広い意味で使用されることもあり、類似した現象として、電気回路における熱雑音(ランジュバン方程式)や、希薄な気体中に置かれた、微小な鏡の不規則な振動(気体分子による)などもブラウン運動の範疇として説明される。 文章: ウィリアム・トムソン 初代ケルヴィン男爵ウィリアム・トムソン(英: William Thomson, 1st Baron Kelvin OM, GCVO, PC, PRS, PRSE、1824年6月26日 - 1907年12月17日)は、アイルランド生まれのイギリス (当時のグレートブリテンおよびアイルランド連合王国)の物理学者。 爵位に由来するケルヴィン卿(Lord Kelvin)の名で知られる。 文章: ウィリアム・パーソンズ (第3代ロス伯爵) 第3代ロス伯爵ウィリアム・パーソンズは、アイルランドの天文学者・貴族・政治家。一般にはロス卿 の名前で知られている。星雲や銀河の膨大な観測データを残した。1807年から1841年までオクスマントン卿の儀礼称号を使用した。 文章: 限外顕微鏡 限外顕微鏡(げんがいけんびきょう)は特殊な照明装置を用いた、非常に小さな粒子を観察できる顕微鏡。粒子の直径が可視光の波長(約500ナノメートル)近辺もしくはそれ以下の場合、通常の照明装置では粒子を観察できないが、限外顕微鏡法は光の反射ではなく、光の散乱に基づいているため、観察が可能である。 限外顕微鏡では、粒子を液体または気体コロイド(もしくはさらに不均一な懸濁液)などに分散させて観察する。コロイドを遮光容器の中に入れ、一方向から強い光線を照射すると、コロイド粒子に当たった光が散乱する(チンダル現象)。 光線に対して直角に設置した普通の顕微鏡で見ると、個々の粒子が不規則に動くぼんやりとした小さい光として観察できる。光の散乱を使用しているので、光の反射より得られる像が不鮮明になる。 ほとんどの液体や気体コロイド中で、粒子はブラウン運動をしている。 限外顕微鏡は透明の固体やゲルに分散した不透過粒子の観察にも用いることができる。 限外顕微鏡(ultramicroscope)の"ultra"は、可視光の波長よりも直径が短い粒子を観察できることを意味する。これは(可視光より短波長である)紫外線(ultraviolet)に倣って付けられたものである。 文章: ファノ共鳴 物理学において、ファノ共鳴とは非対称な線状になる一種の共鳴散乱現象。背景と共鳴散乱過程の間の干渉により非対称の線が生成される。この名前は、ヘリウムからの電子の非弾性散乱の散乱線形状の理論的説明を行ったイタリア生まれのアメリカ人物理学者ウーゴ・ファノに由来しているが、エットーレ・マヨラナがこの現象を発見した最初の人物であった。これは一般的な波動現象であるため、物理学や工学の多くの分野で例を見つけることができる。 文章: ルイ・ド・ブロイ ド・ブロイは博士論文において、後にド・ブロイ波(物質波)と呼ばれることになる仮説を提起している。これはウィリアム・ローワン・ハミルトン以来の、光学と数学間のアナロジーを継ぐものであった。すでにアルベルト・アインシュタインは1905年の論文において、光電効果について電磁波を粒子として解釈することで説明していた。また博士論文提出前年の1923年にはアーサー・コンプトンが電子によるX線の散乱においてコンプトン効果を発見し、光量子説は有力な証拠を得た。ド・ブロイはこれらに影響を受け、逆に粒子もまた波動のように振舞えるのではないかと自身の博士論文で提案したのである。 すなわち、この仮説は光子だけではなく全ての物質が波動性を持つとするもので、波長λと運動量pが次の式で関係付けられた。 これは、ド・ブロイの方程式と呼ばれる。光子の運動量pをp= E c {\displaystyle {\tfrac {E}{c}}} 、光子の波長λをλ= c f {\displaystyle {\tfrac {c}{f}}} (cは真空中の光速度)とした、アインシュタインの式の一般化である。 文章: メルデの実験 自然界の波動現象は何世紀にもわたり研究され、中には科学史上論争になったテーマもあり、光の波動性についても同様である。17世紀には、アイザック・ニュートンは光を粒子説で説明した。18世紀にイングランドの物理学者トマス・ヤングがニュートンの理論を対比させ、波動論の基礎となる科学的根拠を確立した。19世紀の終わりに第二次産業革命の真っただ中に、技術としての電気の誕生は、波動論に新たな貢献をもたらした。この進歩により、フランツ・メルデは波の干渉や定在波の発生という現象を認識した。後にスコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、光の波動性を研究し、波動と電磁スペクトルを数式で表現することに成功した。 文章: レナード効果 レナード効果(レナードこうか、Lenard effect)は、水が急激に微粒化されると、大きい水粒子は正に帯電して落下し、小さい水粒子は負に帯電して周りの空気を負に帯電させる現象。レーナルト効果ともいう。フィリップ・レーナルトによってこの現象が物理学的に説明された。日本語ではLenardの英語読みからレナード効果と記述されることが多い。 大気電気学では局所的な電離作用の一つ、静電気学では噴霧帯電あるいは分裂帯電と考えられている。 文章: ブリルアン散乱 ブリルアン散乱は光ファイバの歪・温度を検知するのにも用いることができる。 文章: チンダル現象 ミー散乱の強度は粒子径と波長がほぼ等しいときに最大となり、光の入射方向より特に前方側に多く散乱する特徴がある。ミー散乱の強度は波長に特に依存しないので、太陽光の場合は白っぽく見えることになる。 文章: クライン=仁科の公式 クライン=仁科の公式は、量子電磁力学の最低次での、束縛を受けていない自由電子による光散乱の散乱断面積を与える関係式である。可視光など低周波数領域ではトムソン散乱となり、X線やガンマ線などの高周波数領域ではコンプトン散乱となる。1929年にスウェーデンの物理学者であるオスカル・クラインと日本の物理学者である仁科芳雄の2氏により導かれた。これはディラック方程式を用いた量子電磁力学による初期の研究成果であり、相対論と量子論の効果を考慮する事で光散乱の精密な関係式が得られたものである。 文章: 散乱理論 散乱理論は、粒子などの散乱を扱う理論のこと。 物質の微視的な構造を調べるときに最も一般的な方法は、その物体に粒子(または波動)を衝突させて、散乱された粒子の分布の様子を調べることである。現代物理学の実験的研究の結果の多くは量子力学における散乱理論に基づく計算の結果と比較されることになる。 実験では電子、光子(電磁波)、中性子、陽子、イオンなどが、原子、分子、原子核、素粒子などによって散乱される。 通常、量子力学を用いてこれらの散乱を記述する理論のことを散乱理論と言う場合が多いが、古典力学によって扱われる散乱もある。以下は、量子力学の立場による記述である。 文章: GJ 3470 b 3μmの波長による観測では、他の波長による観測と比べ、GJ 3470 b の直径が約6%小さくなる事が判明した。この差は、GJ 3470 b が透明な大気を持つことによる影響と考えられている。GJ 3470 b が通過している際の GJ 3470 からの光は、GJ 3470 b の大気を通過したものが含まれていると考えられる。大気中に含まれる分子によって、GJ 3470 b の大気を通過する GJ 3470 の光は散乱や吸収によって減光するが、その度合いは波長によって変わってくる。ただし、大気中に厚い雲が含まれていると散乱の度合いがどの波長においても同程度になる。1.3μmという特定の波長のみが他の波長と比べて半径に差が生ずるということは、少なくとも GJ 3470 b の大気は透明であり、雲が含まれていないことが分かる。このことから、GJ 3470 b は「晴れの惑星」などと呼ばれる。 文章: 限外顕微鏡 限外顕微鏡(げんがいけんびきょう)は特殊な照明装置を用いた、非常に小さな粒子を観察できる顕微鏡。粒子の直径が可視光の波長(約500ナノメートル)近辺もしくはそれ以下の場合、通常の照明装置では粒子を観察できないが、限外顕微鏡法は光の反射ではなく、光の散乱に基づいているため、観察が可能である。 限外顕微鏡では、粒子を液体または気体コロイド(もしくはさらに不均一な懸濁液)などに分散させて観察する。コロイドを遮光容器の中に入れ、一方向から強い光線を照射すると、コロイド粒子に当たった光が散乱する(チンダル現象)。 光線に対して直角に設置した普通の顕微鏡で見ると、個々の粒子が不規則に動くぼんやりとした小さい光として観察できる。光の散乱を使用しているので、光の反射より得られる像が不鮮明になる。 ほとんどの液体や気体コロイド中で、粒子はブラウン運動をしている。 限外顕微鏡は透明の固体やゲルに分散した不透過粒子の観察にも用いることができる。 限外顕微鏡(ultramicroscope)の"ultra"は、可視光の波長よりも直径が短い粒子を観察できることを意味する。これは(可視光より短波長である)紫外線(ultraviolet)に倣って付けられたものである。 この顕微鏡は、エアロゾルとコロイドの観察、ブラウン運動の研究、霧箱でのイオン化軌道の観察、生物の微細構造の研究などに用いられてきた。 1902年にカール・ツァイスに所属するリヒャルト・ジグモンディとヘンリー・ジーデントップにより開発された。太陽光を当てると、クランベリーガラス(金を含有する赤色ガラス)中の4nmのナノ粒子の大きさを特定することができた。ジグモンディはさらに改良を加え、1912年に浸式限外顕微鏡を発表し、液体中に懸濁したナノ粒子の観察が可能になった。彼は1925年、コロイドと限外顕微鏡に関する研究によりノーベル化学賞を受賞した。 後に電子顕微鏡が開発され、光学顕微鏡では小さすぎて観察できない物体を見るための新たな方法が生み出された。 文章: ジョン・ヘンリー・ポインティング ジョン・ヘンリー・ポインティングはイギリスの物理学者である。電磁場の持つエネルギーの流れの密度を表す電場と磁場のベクトル積であるポインティング・ベクトルや、太陽の放射が宇宙塵に対して働く力ポインティング・ロバートソン効果などで知られる。