1分で完了!『レイリー散乱』理解度チェッククイズ!

問題 1 / 3
レイリー散乱について述べた次の文のうち、最も正確なものはどれか。
✅ 正解はB。レイリー散乱の定義には、①粒子のサイズと②散乱強度の波長依存性という2つの重要な数値が問われます。散乱を引き起こす粒子は光の波長の10分の1以下の大きさ(大気中の窒素・酸素分子など)であり、散乱の強さは波長の4乗に反比例(∝ 1/λ⁴)します。
Aは粒子サイズと波長依存性の両方が誤り(波長と同程度の粒子はミー散乱)。Cは粒子サイズが逆で、波長依存性が「一定」なのはミー散乱の特徴。Dの雨粒・雲粒はミー散乱の対象であり、べき乗も誤りです。
問題 2 / 3
夕焼けが赤く見える理由として、レイリー散乱の観点から最も正確に説明しているものはどれか。
✅ 正解はD。夕方(朝方も同様)は太陽の高度が低く、太陽光が大気中を斜めに長い距離進みます。レイリー散乱は波長の短い青い光を強く散乱するため、長い光路を進む間に青い光は途中でほとんど散乱し尽くされてしまいます。一方、波長の長い赤い光は散乱されにくく最後まで残るため、私たちの目に届いて空が赤く見えます。
Aは「太陽高度が高くなる」が逆(夕方は低い)。Bの水蒸気による選択吸収は夕焼けの主要メカニズムではなく誤り。Cは「距離が短くなる」が正反対で誤りです。
問題 3 / 3
レイリー散乱とミー散乱の違いについて、最も正確に述べているものはどれか。
✅ 正解はA。レイリー散乱とミー散乱の最大の違いは①粒子サイズと②波長依存性の2点です。レイリー散乱(窒素・酸素分子など極小粒子)は1/λ⁴の強い波長依存性を持ち、青空や夕焼けを生み出します。ミー散乱(ちり・ほこり・雲粒・雨滴などより大きな粒子)はほぼ波長に依存せず全波長をほぼ均等に散乱するため、霧・雲・もやが白く見えます。なお、気象観測ではライダー(LIDAR)が両者を活用して大気中のエアロゾルや雲粒を観測します。
Bはレイリーとミーの粒子サイズが逆。Cは両者の波長依存性が異なるため誤り。Dは電磁波の波長域の区別が誤りで、レイリー散乱は可視光に限らず生じます。

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