質問: コロイド溶液に横から強い光をあてると、光の散乱のため光の進路が明るく見える現象を何というでしょう?
回答: チンダル現象

タイトル: 光散乱
光散乱(ひかりさんらん)とは、光を物質に入射させた時、これを吸収すると同時に光を四方八方に放出する現象をいう。

タイトル: 蛋白光
レイリー散乱のため、透明な物質は透過白色光では黄色がかった赤色に、透過光に垂直な散乱光では青色に見える。

タイトル: 分散系
分散系は多様な物性を示す。例えば、分散系の粒子径は可視光の波長に相当し光を散乱するために色々な光学的性質を示す。即ち、分散系のレイリー散乱・ミー散乱は朝もや、牛乳の濁りやオパールの光沢として表れる。また、分散系溶液(コロイド溶液、ゾル)の粘性はその分散系の構成により多様な性質を示す。例えば多くのゾルは構造粘性と呼ばれるずれ応力に対して見かけの粘性度が低下する性質を示したり、逆にゲルと呼ばれるような流動性を失い固体様の性質を示したりする。チンダル現象は、分散系に光を通したときに、光の入射方向より斜めより見ると光の通路が見える現象で、主に光がミー散乱により一様に散乱されて生じる。ジョン・ティンダルによって発見されたためこの名がある。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。

タイトル: チンダル現象
チンダル現象(チンダルげんしょう、英: Tyndall effect, Tyndall scattering)は、光の特性によって起こる物理化学的現象の一つ。分散系に光を通したときに、光が主にミー散乱によって散乱され、光の通路がその斜めや横からでも光って見える現象を言う。19世紀にイギリスの物理学者ジョン・ティンダルによって発見されたため、この名がある。太陽が雲に隠れているときに雲の切れ間あるいは端から光が漏れ、光線の柱が放射状に地上へ降り注いで見える薄明光線は身近なチンダル現象の一種である。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。

タイトル: 吸光
通常の場合、紫外・可視・近赤外領域の波長では電子遷移が生じ、赤外領域では分子の振動遷移あるいは回転遷移が生じる。また、物質に白色光を照射し、その一部が吸収された場合、その物質は吸収された光の補色として観察される。

タイトル: ラマン効果
ラマン効果(ラマンこうか)またはラマン散乱は、物質に光を入射したとき、散乱された光の中に入射された光の波長と異なる波長の光が含まれる現象。1928年インドの物理学者チャンドラセカール・ラマンとK・S・クリシュナン(英語版)が発見した。

タイトル: 透明
一般に「透明」とは光(可視光線)に対してのことを言う。そして光は電磁波の一種であるので科学的に一般化して、ある物質がある電磁波に対して「透明である」とは、その物質と電磁波との間に相互作用が起こらず、電磁波の吸収および散乱が生じないということを意味する。ある物質が電磁波を吸収する場合、その物質は吸収した波長の補色に色づいて見える。例えば、葉緑素は赤色に相当する680–700 nmの波長の光を吸収するため、補色の緑色に見える。また、ある物質が電磁波を散乱する場合にも、その物質は色づいて見える。散乱は物質が電磁波の波長と同等の単位構造をもつときに生じる。例えば水は可視光線を吸収しないためまとまった量では透明に見えるが、細かい粒子になると光を散乱するため不透明となる。霧や湯気が白くみえるのはこのためである。

タイトル: 旋光
旋光(せんこう、英: optical rotation)とは、直線偏光がある物質中を通過した際に回転する現象である。この性質を示す物質や化合物は旋光性あるいは光学活性を持つ、と言われる。右に回転させることを右旋性、左に回転させることを左旋性と言う。不斉な分子(糖など)の溶液や、偏極面を持つ結晶(水晶)などの固体、偏極したスピンをもつ気体原子・分子で起こる。糖化学ではシロップの濃度を求めるのに、光学では偏光の操作に、化学では溶液中の基質の性質を検討するのに、医学においては糖尿病患者の血中糖濃度を測定するのに用いられる。

タイトル: 重合体
溶媒に溶解した状態の重合体は温度と組成に関わらず光を強く散乱させる。散乱光の強度は重合体溶液の分子量に比例する。このため、重合体溶液の散乱光強度の測定は、その重合体を構成する高分子の分子量分布を測定する標準的な方法として一般的に用いられている。この方法を光散乱法といい、静的光散乱法と動的光散乱法とがある。

タイトル: コンゴーレッド
強い赤色に示されるように、重要な分光学的性質を持つ。すなわち、低濃度の水溶液はUV/Vis スペクトルにおいて 498 nm 付近に特徴的な高強度のピークを示す。モル吸光係数は約 45,000 L mol cm である。会合によってピークの長波長シフトが起こり、セルロースやアミロイド線維に定着させると短波長シフトが起こる。また、アミロイドに定着させた場合には蛍光活性も示すため、アミロイド症の診断の際に古い複屈折法に代わって用いられる事がある。

タイトル: ブロッケン現象
ブロッケン現象(ブロッケンげんしょう、英: Brocken spectre)とは、太陽などの光が背後から差し込み、影の側にある雲粒や霧粒によって光が散乱され、見る人の影の周りに、虹と似た光の輪となって現れる大気光学現象。光輪(グローリー、英語: glory)、ブロッケンの妖怪(または怪物、お化け)などともいう。

タイトル: 磁気光学効果
透過光の偏光状態が変化し偏光面が回転する現象はファラデー効果、反射光の偏光状態が変化する現象は磁気光学カー効果と呼ばれる。

タイトル: 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。

タイトル: 吸光光度法
吸光光度法(きゅうこうこうどほう)とは、試料溶液に光をあて、その光が試料を反射する際の、対象となる物質による光の吸収の程度、すなわち吸光度を測定することにより、その物質の濃度を定量的に分析する方法である。吸光光度分析法(きゅうこうこうどぶんせきほう)とも呼ばれる。

タイトル: 光散乱
光散乱は光の反射と同じく、入射光によって誘起された電気双極子の振動から2次波が放出されることによるものである。たとえば原子に光が入射すると、電気双極子の振動が誘起され、それから2次波が放出されるが、多くの原子がまばらに、しかもランダムに分布していれば、これからの2次波を任意の方向で観測した場合に、その強度は各原子からの2次波の強度の和になり、これは一般に0にならない。これが光散乱である。これに対して原子が密にあり、その密度が一様であるときには、各原子からの2次波は互いに干渉して特定の方向以外では強度が0になる。干渉の結果で消えない2次波は反射波となり、また入射波と干渉して屈折波ができる。

タイトル: コンプトン効果
コンプトン効果(コンプトンこうか、英: Compton effect)とは、X線を物体に照射したとき、散乱X線の波長が入射X線の波長より長くなる現象である。これは電子によるX線の非弾性散乱によって起こる現象であり、X線(電磁波)が粒子性をもつこと、つまり光子として振る舞うことを示す。また、コンプトン効果の生じる散乱をコンプトン散乱(コンプトンさんらん、英: Compton scattering)と呼ぶ。

タイトル: 霧箱
そのため、放射線の動きに沿って液滴が生成される。この様子を光を当てて撮影することで、放射線の動きが線となって見える。

タイトル: 光散乱
このように光散乱は一般に物質が均一でないことに起因するものであり、これには物質表面が一様でなく、そこでも反射光がいろいろな方向に広がる乱反射も含まれるが、ここでは表面の効果は無視して、物質の内部で起こる光散乱について考える。量子論による扱いでは、光散乱は光と物質の相互作用によって起こる2光子過程の遷移である。定常的な光散乱の基本公式は、クラマース・ハイゼンベルグの分散式(K-H分散式)と呼ばれる。また断熱近似とPlaczek近似により、K-H分散式は分子の分極率テンソルで近似的に表わされる。光の弾性散乱には分極率の平均値が寄与し、これをレイリー散乱という。一方、光の非弾性散乱には分極率のゆらぎが寄与し、これをラマン散乱という。

タイトル: 電気光学効果
電気光学効果 (でんきこうがくこうか、英語: electro-optic effect) とは、光が電場および電場の影響を受けている物質と作用する時に発生する現象の総称である。このとき、典型的には光学定数(吸光度や屈折率など)の変化が観測される。

タイトル: 吸光
吸光とは、物質が電磁波である光を吸収する現象のことである。分析化学における吸光光度法の基本原理である。量子論によると、物質の固有状態(電子の軌道や、分子の振動・回転などの状態)は連続でなく、飛び飛びの値をとる。この状態間のエネルギー差と等しい波長の光が物質に照射されると、そのエネルギーを吸収して状態の遷移が起こり、物質は励起される。(ただし、実際にはスピン禁制など、他の制限がつくため、エネルギー値のみで決まるわけではない。)実際には、物質は光エネルギーを吸収したままなのではなく、すぐに励起状態から基底状態に戻り、この際に吸収したエネルギーを放出する。しかし、エネルギーの一部は無輻射過程を経るため、吸収した光と完全に同じ波長・強度の光として放出されるわけではない。したがって、光の一部は物質に吸収され続けるように観測される。

タイトル: 磁気光学カー効果
磁気光学カー効果とは磁気カー効果とも呼ばれ、直線偏光を磁化した材料の表面にあてると、反射光が楕円偏光となる現象である。大きく分けて以下3種類があるが斜めに磁界をかける場合もあるのでこの限りではない。

タイトル: 薄明光線
薄明光線(はくめいこうせん、英語: crepuscular rays)は、太陽が雲に隠れているとき、雲の切れ間あるいは端から光が漏れ、光線の柱が放射状に地上へ降り注いで見える現象の俗称。通常とは逆に、雲の切れ間から上空に向かって光が出ることもある。おもに、地上から見た太陽の角度が低くなる早朝や夕方に見られる。世界中の人々の間で美しい自然現象と認識されており、写真撮影における人気も高い。

タイトル: 吸光光度法
我々人間が白色光の下において光源でない物質の色を見るとき、その物質の色は、その物質が吸収した光の波長の色の補色である。例えば、赤い物体を見るとき、実際はその物体は赤色の補色である青緑色を吸収しているだけであって、その物体を青緑色の光の下で見れば、光は全て吸収されてしまうから、その物体は黒く見えることになる。また、我々が純粋に見る液体の色は、その液体中の色素によるものであって、例えば何か赤い液体があれば、それは青緑色の波長の光を吸収する物質、すなわち赤い色素が液体中に存在することになる。さらに、その色素の溶液中の濃度が高ければ、その色はより濃く見える。赤色がより濃く見えるというのは、目に入ってくる光の波長のうち、補色である青緑色の波長の光がより少なくなるということである。実際に、均質な媒質を通過する際の光の強度の減少は、ランベルト・ベールの法則によって定式化されている。

タイトル: レイリー散乱
レイリー散乱(レイリーさんらん、英: Rayleigh scattering)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。

タイトル: ダイクロマティズム
ダイクロマティズム(英: dichromatism)あるいはポリクロマティズム(英: polychromatism)とは物体や溶液の色相が色素の濃度や物体・溶液の厚さ(光路長)に依存して変化する現象である。ダイクロマティズムを示さない物質の場合には、色素濃度や物体の厚さが変化しても色相は変化せず明度と彩度のみが変化する。ただしこの場合も人間が微妙な色相の変化を感知出来ないだけであり、実在する色素の場合必ずダイクロマティズムは起きると言える。

タイトル: ダイクロマティズム
ランバート・ベールの法則によればある波長の光の透過率は溶液に含まれる色素の濃度に対して右肩下がりの指数関数の形で減少する。こうした色素一般の分光学的性質により、吸光係数の異なる複数の波長により構成される可視光が色素溶液を透過する時、これらの波長の透過光に占める比率は色素濃度や光路長によって変化する。人間が感知する光の色は概ね400nmから700nmの波長の光の割合によって決まるので、この領域の波長の光の割合が変わることは光(物体)の色が変わることを意味している。RGB等色関数等を用いて透過光のスペクトルがどのような色を示すのか計算することでダイクロマティズムを数学的に説明することができる。

タイトル: 多色性
多色性(たしょくせい、たしきせい)とは、結晶の色が、偏光面と結晶軸、観察方向の位置関係によって異なる色に見える光学現象である。色変化が明確でなく、色調の濃淡に変化が見られるだけの場合もあるが、これも多色性という。

タイトル: 衝効果
この観測的現象の背後にある物理的機構としては、影が隠される効果 (shadow hiding) と干渉性後方散乱 (coherent backscatter) の2つが提案されているが、詳細についてはまだ完全には理解されていない。

タイトル: 散瞳
散瞳(さんどう、mydriasis)とは医学において、疾患や薬物、外傷によって瞳孔が過度に拡大する現象である。瞳孔は普通暗闇では拡大、光の下で収縮するが、散瞳の瞳孔は眩しい光の下でも過度に広がったままである。別名、瞳孔散大ともいう。一方、瞳孔の収縮は縮瞳である。

タイトル: 円偏光二色性
円偏光二色性(えんへんこうにしょくせい、英: circular dichroism)とは、物質が円偏光を吸収する際に左円偏光と右円偏光に対して吸光度に差が生じる現象のことである。物質がキラリティーを持つ場合に見られる。円二色性(えんにしょくせい)あるいはCD(circular dichroism) とも呼ばれている。

タイトル: 全反射照明蛍光顕微鏡
油浸対物レンズによる落射照明で対物レンズ顕微鏡側の中心から外れた場所に励起光を入射させて、油浸オイルとカバーガラスの境界面で全反射を発生させるか、もしくは特殊なコンデンサを油浸とし、スライドガラスと試料の境界面で全反射を起こす角度で励起光を入射させる。すると、この境界面にエバネッセント場が形成され、試料側の厚さ数百ナノメートルが照明される。従って、この厚みの範囲でのみ励起光が当たった試料からの蛍光が発生する。このため、背景に光ノイズの少ない非常に暗い状態で、カバーガラス近傍の物質を励起することができる。この特徴から、光学顕微鏡の解像度をはるかに超えた、たとえば蛍光分子一個の挙動を観察することも可能である。

タイトル: 星間赤化
星間赤化(せいかんせきか、英語: interstellar reddening)とは、星間塵による光の散乱によって、透過力の弱い短波長側の光が強く減衰し、長波長側の光に対し選択的に弱くなる現象。可視領域だけで考えれば赤っぽく見えることに相当するため、可視領域でなくても赤化という。星間塵は短波長の光ほど効果的に散乱するため、星間塵の影響を強く受けるほど長波長の光が相対的に強く見える。夕日が赤く見えるのは大気中の塵などで同じような現象が起こるためであり、原理的には同じ現象であるといえる。

タイトル: クロミズム
フォトクロミズム (photochromism) は光によって引き起こされるクロミズムである。多くの場合、光によって分子が異性化することによって生じる。フォトクロミック物質は、光ディスクなどの記憶材料への応用が可能であるため、盛んに研究が行われている。アゾベンゼン・スピロピラン・ジアリールエテンが有名である。

タイトル: ブロッケン現象
ブロッケン現象は、霧の中に伸びた影と、周りにできる虹色の輪(ブロッケンの虹)をまとめて指している。両者とも霧の中のいたる所で起こっており、霧が見る人の間近にあるときには、奥行きと巨大さを感じる場合がある。虹に比べて見かけの大きさは10分の1程度と小さく、光の輪は何重にもなる場合がある。また、見る人の影が十分小さければ、中心点にも輝点が見られる。内側は青色で、外側は赤色。水滴が起こすミー散乱の後方散乱が、光の色(波長)によって異なる角度依存性を持つことによって起こる。ミー散乱を起こす粒子は、雨粒に比べて非常に小さい(虹は雨粒による屈折と内部反射によるものである)。

タイトル: ハイパーラマン散乱
ハイパーラマン散乱(ハイパーラマンさんらん、Hyper-Raman Scattering)は、高強度のレーザー光を物質に照射したとき、2個の入射光子が消滅し、消滅した2個の光子のエネルギーの和とは異なるエネルギーの光子が散乱光として放出される現象。消滅する光子のエネルギーと生成される光子のエネルギーの差が振動・回転等のエネルギーに対応していることから、ラマン散乱と同様に物質の同定などに用いられることがある。ハイパーラマン散乱は、非線形光学による現象の一つである。ラマン散乱の強度が入射光強度に比例するのに対し、ハイパーラマン散乱の強度は入射光強度の2乗に比例する。選択則は、ラマン散乱とは異なっている。また赤外吸収とも異なる。