산란

요약 파동이나 빠른 속도의 입자선이 분자, 원자, 미립자 등에 충돌하여 운동방향을 바꾸고 흩어지는 일을 가리킨다. 기체, 액체, 고체 내부에서 모두 일어나지만, 고체나 액체에서는 산광이 합성되어 굴절광이나 반사광으로 보이는 경우가 더 많다.

산란된 파동을 산란파라 한다. 빛인 경우에는 산광(散光)이라 하며, 이론적으로는 원자나 분자에 속박되어 있는 전자(電子)가 입사광선(入射光線)의 전자기파(電磁氣波)에 의하여 강제진동을 일으켜 2차적 빛을 내는 현상이며, 단파장(短波長)의 빛일수록 강하게 산란된다. 레일리는 파장에 비하여 작은 미립자에 의한 현상을 연구하여 산광의 세기가 파장의 4제곱에 반비례한다는 것을 발견하고, 청색 빛은 대기 중의 분자나 미립자에 의하여 태양광선이 산란된 것이라고 하였다. 마찬가지로 태양이나 달이 뜰 때(또는 질 때) 등황색 또는 붉은빛을 띠는 것은 두꺼운 공기층을 통과할 때, 태양빛이나 달빛의 단파장 부분이 크게 산란되고 장파장 부분의 빛이 투과되기 때문이다.

뿐만 아니라 고체나 액체 내부에서도 일어난다. 그러나 그것이 반드시 눈에 보이는 산광이 되는 것은 아니고 균질한 물질 내에서는 많은 부분이 간섭 현상에 의하여 상쇄되고 입사광선과 많은 원자(분자)에 의한 산광이 합성되어 반사광선·굴절광선이 된다. 물체 내부에서 산광이 나타나는 것은 밀도나 분자의 방향 배치가 불규칙적인 경우에 한정된다.

대부분의 경우 산광의 파장은 입사광선의 파장과 같지만, 때로는 그 물질에 특유한 양만큼 파장이 다른 빛이 섞이는 일이 있으며, 입사광선과 파장이 다른 산광 부분이 일어나는 것이 라만효과이다. 또 X선이나 γ선의 전자에 의한 산란을 콤프턴산란이라 하며, 그것에 의하여 에너지를 잃는 현상이 콤프턴효과이다. 또 입자선의 산란을 충돌이라고도 하는데, 소립자(素粒子) 사이에 작용하는 힘을 아는 방법으로 원자물리학에서 유력한 실험 수단이다.