[산란(scattering), 라만 산란과 레일리 산란의 차이점]

산란(scattering)에 대해 들어보셨나요?

산란에는 라만 산란과 레일리 산란이 존재합니다. 

오늘은 빛에 관련한 이야기를 해볼까 합니다.

 

우리가 눈으로 사물을 볼 수 있는 이유는 빛이 반사되어 우리 눈에 들어오기 때문입니다.

빛은 반사 이외에도 투과, 산란, 흡수 등 다양한 현상이 나타나는데요.

저는 오늘 산란에 대해 설명드리려고 합니다.

 

산란에서 가장 흔히 발생하는 현상은 바로 무지개 입니다.

무지개는 햇빛이 여러 가지 색으로 갈라질 때 생기는 현상입니다.

빛이 재료를 통과할 때 동일한 프로세스가 발생하여 산란이라고 하는 고유한 색상으로 구분됩니다.

 

어느정도 감이 잡히셨나요? 산란에 대해 좀 더 자세히 설명드리도록 하겠습니다.

 

산란은 빛이나 소리와 같은 것이 물체에 부딪혀 다른 방향으로 반사될 때 발생하는 과정입니다. 마치 벽에 공을 던지면 공이 자신에게 다시 튕기는 것과 같지만 공이 아니라 빛이나 음파와 같은 것입니다.

빛이나 음파가 흩어지면 반사된 물체에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 바위에 손전등을 비춰 빛을 산란시키면 바위가 어떻게 생겼는지, 심지어 무엇으로 만들어졌는지도 볼 수 있습니다!

과학자들은 분자와 같은 작은 입자에서 태양계의 거대한 행성에 이르기까지 모든 종류의 것을 연구하기 위해 산란을 사용합니다. 그들은 빛이나 음파가 충돌할 때 어떻게 흩어지는지를 연구함으로써 이러한 것들에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다.

따라서 산란은 물체에 대해 더 많이 알기 위해 물체에서 "반사"하는 방법과 같습니다. 이것은 과학자들이 우리 주변의 세계를 연구하는 데 사용하는 정말 중요한 도구입니다.

 

산란에는 라만산란과 레일리 산란이 있습니다. 투과된 빛과 동일한 빛이 반사되면 레일리 산란이고 그렇지 않은 경우는 라만산란이라고 합니다. 그 개념에 대해 좀 더 자세히 설명드리겠습니다.

 

라만 산란은 일부 빛이 재료에 흡수되고 일부는 다른 색상으로 방출될 때 발생하는 특정 유형의 산란입니다.

이를 통해 과학자들은 빛에 노출되었을 때 방출하는 색상을 조사하여 물질의 특성을 결정할 수 있습니다.

장난감에 손전등을 비추는 것과 유사하게 재료에서 빛이 반사되는 방식은 구성, 모양 및 움직임에 대해 볼 수 있습니다.

 

레일리 산란	라만 산란
- 산란된 빛 중 원래의 에너지를 유지하면서 산란되는 과정 - 자연계에서 많이 관찰됨	- 에너지를 잃거나 얻으면서 산란되는 과정 - 직접적으로 진동에너지를 측정할 수는 없음

 

 

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글을 마치기 전에 SERS에 대해 간략히 소개해드리겠습니다.

 

SERS(Surface-Enhanced Raman Scattering)는 분자와 같은 아주 작은 물체를 연구하는 데 사용되는 과학 기술입니다. 이 방법은 특정 빛에 노출되었을 때 분자의 밝기를 증폭시키는 독특한 표면의 사용을 포함합니다. 물체에 손전등을 비춰 실제보다 더 밝게 만드는 비유가 여기에 적용됩니다. SERS를 통해 과학자들은 화학적 구성 및 거동을 포함하여 분자에 대한 광범위한 지식을 얻을 수 있습니다. 큰 그림에 힌트를 주는 미세한 퍼즐 조각에 비유할 수 있습니다. SERS는 과학자들이 보이지 않는 작은 입자의 세계를 조사할 수 있게 해주기 때문에 필수적인 도구입니다. 평소에 볼 수 없었던 것을 볼 수 있는 힘이 생긴 것 같은 기분이 들게 됩니다. SERS에 대해 어느정도 이해가 되셨을까요? 다음번에 좀 더 자세하게 설명드려볼게요.

 

다음 시간에는 SERS가 작동하게 되는 원리인 LSPR에 대해 좀 더 자세히 설명드리도록 하겠습니다.