shopkeeper/kowiki-cleaned-020126 huggingface dataset:
미끼 효과

thumb|upright=1.3|미끼를 추가하면 소비자 선호도에 영향을 미칠 수 있다
마케팅에서 미끼 효과(decoy effect) 또는 유인 효과(attraction effect) 또는 비대칭 지배 효과(asymmetric dominance effect)는 비대칭적으로 지배되는 세 번째 옵션이 제시될 때 소비자가 두 옵션 사이의 선호도에서 특정 변화를 보이는 현상이다. 옵션이 비대칭적으로 지배된다는 것은 한 옵션에 대해 모든 면에서 열등하지만, 다른 옵션에 비해서는 어떤 면에서는 열등하고 어떤 면에서는 우수하다는 것을 의미한다. 즉, 선호도를 결정하는 특정 속성 측면에서, 그것은 한 옵션에 의해 완전히 지배되고(즉, 열등하고) 다른 옵션에 의해 부분적으로만 지배된다. 비대칭적으로 지배되는 옵션이 존재할 때, 비대칭적으로 지배되는 옵션이 없을 때보다 더 높은 비율의 소비자가 지배적인 옵션을 선호한다. 따라서 비대칭적으로 지배되는 옵션은 지배적인 옵션에 대한 선호도를 높이는 미끼 역할을 한다. 미끼 효과는 또한 결정 이론의 관련 없는 대안의 독립성 공리 위반의 한 예이다. 더 간단히 말하면, 두 옵션 중에서 결정할 때, 매력적이지 않은 세 번째 옵션이 다른 두 옵션 사이의 인식된 선호도를 바꿀 수 있다는 것이다.

미끼 효과는 모든 공리적 선택 모델, 예를 들어 루스(Luce)의 선택 모델에서 나타나는 "규칙성" 가정에 대한 위반이기 때문에 선택 이론에서 특히 중요하게 여겨진다. 규칙성이란 다른 대안이 선택 집합에 추가될 때 어떤 대안의 시장 점유율도 증가할 수 없음을 의미한다. 새로운 대안은 기존 대안의 선택 점유율을 줄이거나, 최선의 경우 변경하지 않아야 한다. 아래에 표시된 예시에서는 새로운 대안 C가 A와 B의 상대적 점유율을 변경할 뿐만 아니라 실제로 A의 점유율을 절대적인 측면에서 증가시키므로 규칙성이 위반된다. 마찬가지로, 새로운 대안 D의 도입은 B의 점유율을 절대적인 측면에서 증가시킨다.

예시
스마트폰과 관련된 고려 집합(메뉴에서 선택할 수 있는 옵션)이 있다고 가정해 보자. 소비자들은 일반적으로 더 높은 저장 용량(GB 수)과 더 낮은 가격을 긍정적인 속성으로 볼 것이다. 일부 소비자는 더 많은 사진, 음악 등을 저장할 수 있는 기기를 원할 수 있지만, 다른 소비자는 비용이 더 적게 드는 기기를 원할 것이다.

이 경우, 일부 소비자는 더 큰 저장 용량 때문에 A를 선호할 것이고, 다른 소비자는 더 낮은 가격 때문에 B를 선호할 것이다.

이제 새로운 플레이어, 즉 "미끼"인 C가 시장에 추가되었다고 가정해 보자. C는 "타겟"인 A와 "경쟁자"인 B보다 더 비싸고, B보다 저장 용량이 많지만 A보다는 적다.

미끼 C의 추가—소비자들은 더 많은 저장 공간을 가진 모델에 대해 더 낮은 가격을 지불할 수 있다는 점을 감안할 때 C를 피할 것이라고 추정된다—는 지배적인 옵션인 A가 고려 집합 1에 있는 두 가지 선택만 존재할 때보다 더 자주 선택되게 한다. C는 A와 B의 비교 기준 역할을 하여 소비자 선호도에 영향을 미친다. A는 모든 면에서 C보다 우수하고, B는 부분적으로만 C보다 우수하므로, 이전보다 더 많은 소비자가 A를 선호하게 될 것이다. 따라서 C는 A의 판매를 늘리는 유일한 목적을 가진 미끼이다.

반대로, C 대신 플레이어 D가 도입되었다고 가정해 보자. D는 A와 B보다 저장 용량이 적고, B보다 비싸지만 A만큼 비싸지는 않다.

여기서 결과는 비슷하다. 소비자들은 D를 선호하지 않을 것이다. 왜냐하면 D는 어떤 면에서도 B만큼 좋지 않기 때문이다. 그러나 C가 A에 대한 선호도를 높인 반면, D는 반대 효과를 가져와 B에 대한 선호도를 높인다.

댄 애리얼리(Dan Ariely)의 저서 『상식 밖의 경제학(Predictably Irrational)』에 소개된 또 다른 예시는 이코노미스트(The Economist) 잡지에서 실제로 사용된 사례였다. 구독 화면에는 세 가지 옵션이 제시되었다.

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이러한 선택지 중에서, 애리얼리가 실시한 실험의 학생들 중 16%는 첫 번째 옵션을 선택했고, 0%는 중간 옵션을 선택했으며, 84%는 세 번째 옵션을 선택했다. 아무도 두 번째 옵션을 선택하지 않았음에도 불구하고, 그가 그 옵션을 제거했을 때 결과는 역전되었다: 학생들 중 68%는 온라인 전용 옵션을 선택했고, 32%는 인쇄 및 웹 옵션을 선택했다.

측정

미끼 효과는 일반적으로 미끼 C가 없을 때의 타겟 A의 선택 빈도와 미끼가 고려 집합에 있을 때의 선택 빈도를 비교하여 측정한다. 미끼 효과는 소비자가 경쟁자 대신 타겟을 선택하기 위해 기꺼이 얼마나 더 지불할 의사가 있는지를 통해서도 측정할 수 있다.

논쟁

일부 연구는 유인 효과가 현실적인 구매 시나리오, 예를 들어 옵션이 그래픽으로 제시되거나 타겟과 경쟁자가 정확히 같은 가치를 가지지 않을 때는 나타나지 않는다고 제안한다.

원저자들은 유인 효과가 소비자가 타겟과 경쟁자 사이에서 거의 무관심할 때, 제품의 두 가지 차원(예시에서는 가격과 저장 용량)이 소비자에게 거의 동등하게 중요할 때, 미끼가 너무 바람직하지 않을 때, 그리고 지배 관계를 쉽게 식별할 수 있을 때만 발생한다는 점을 다시 강조해야 했다. 최근 연구는 옵션이 산점도와 같이 그래픽으로 제시될 때에도 유인 효과가 지속된다는 것을 실제로 확인했다.

 같이 보기 

 대안의 독립성
 인지 편향 목록
 메뉴 의존성
 맥락 효과

 각주 

분류:결정 이론
분류:소비자 행동
분류:금융 이론
분류:1982년 도입
증진된 투과 및 유지 효과

섬네일|280px| 증진된 투과 및 유지(EPR) 효과 및 수동 표적화
증진된 투과 및 유지(Enhanced permeability and retention effect, EPR) 효과는 특정 크기(일반적으로 리포솜, 나노입자, 거대분자 약물)의 분자가 정상 조직보다 종양 조직에 훨씬 더 많이 축적되는 논란의 여지가 있는 개념이다. 이 현상에 대한 일반적인 설명은 종양 세포가 빠르게 성장하기 위해 혈관 생성을 자극해야 한다는 것이다. VEGF 및 기타 성장 인자는 암 혈관신생에 관여한다. 150~200 μm 정도의 작은 종양 세포 집합체는 영양분 및 산소 공급을 위해 신생 혈관에 의한 혈액 공급에 의존하기 시작한다. 이러한 새로 형성된 종양 혈관은 일반적으로 형태와 구조가 비정상적이다. 넓은 구멍을 가진 제대로 정렬되지 않은 결함 있는 내피 세포로, 민무늬근육 층이 없거나, 더 넓은 내강을 가진 신경 분포가 없으며, 안지오텐신 II에 대한 기능적 수용체가 손상되어 있다. 게다가, 종양 조직은 일반적으로 효과적인 림프계 배액이 부족하다. 이러한 모든 요인들은 비정상적인 분자 및 유체 수송 역학을 야기하며, 특히 거대분자 약물의 경우 더욱 그렇다. 이 현상은 고형 종양에서 거대분자 및 지질의 "증진된 투과 및 유지(EPR) 효과"라고 불린다. EPR 효과는 고형 종양 조직에서 거대분자의 혈관외 유출 증가에 관여하는 많은 병태생리학적 요인에 의해 더욱 증진된다. 예를 들어, 브라디키닌, 일산화 질소 / 페록시나이트라이트, 프로스타글란딘, 혈관 투과성 인자 (혈관 내피 성장 인자 VEGF로도 알려짐), 종양괴사인자 알파 등이 있다. 유지율 증가로 이어지는 한 가지 요인은 정상적인 조건에서 이러한 입자를 걸러낼 종양 주변의 림프관 부족이다.

EPR 효과는 일반적으로 암 조직으로의 나노입자 및 리포솜 전달을 설명하는 데 사용된다. 많은 예 중 하나는 금 나노입자를 사용한 열 융삭에 관한 연구이다. 할라스, 웨스트 및 동료들은 암 치료에서 방사선 및 화학요법의 가능한 보완책을 제시했는데, 나노입자가 암 부위에 도달하면 피부를 투과하는 근적외선 레이저에 반응하여 가열될 수 있다(광열 효과). 이 치료법은 화학요법제 또는 다른 암 치료법과 병행할 때 가장 효과적인 것으로 나타났다. EPR 효과가 나노입자를 운반하고 암 조직 내에 퍼뜨리는 것으로 가정되었음에도 불구하고, 투여된 총 나노입자 용량 중 극히 일부(중앙값 0.7%)만이 일반적으로 고형 종양에 도달할 수 있다.

 같이 보기 
 마에다 히로시 (화학자)

 각주 

분류:종양학
에팅스하우젠 효과

에팅스하우젠 효과(Ettingshausen effect) 또는 제2 네른스트-에팅스하우젠 효과(second Nernst–Ettingshausen effect)는 자기장이 있을 때 도체의 전류에 영향을 미치는 열전 (또는 열자기) 현상이다.

알베르트 폰 에팅스하우젠과 그의 박사 과정 학생인 발터 네른스트는 비스무트에서 홀 효과를 연구하던 중, 시료의 한쪽 면이 가열될 때 예상치 못한 수직 전류 흐름을 발견했다. 이는 네른스트 효과로 알려져 있다. 반대로, 전류(y축을 따라)와 수직 자기장(z축을 따라)을 인가하면 x축을 따라 온도 기울기가 나타난다. 이는 에팅스하우젠 효과로 알려져 있다. 홀 효과로 인해 전자는 인가된 전류에 수직으로 움직이게 된다. 시료의 한쪽에 전자가 축적되면 충돌 횟수가 증가하고 물질의 가열이 발생한다.
이 효과는 에팅스하우젠 계수 P로 정량화되며 다음과 같이 정의된다.

여기서 는 전류 밀도의 y성분 Jy ( 단위)와 자기장의 z성분 Bz로 인해 발생하는 온도 기울기이다.

섬네일|인가된 자기장과 전류에 의한 에팅스하우젠 효과로 인한 온도 기울기

구리, 은, 금과 같은 대부분의 금속에서 P는 정도이므로 일반적인 자기장에서는 관찰하기 어렵다. 비스무트에서는 낮은 열전도도 때문에 에팅스하우젠 계수가 로 몇 자릿수 더 크다.

 같이 보기 
 홀 효과

 각주 

분류:동전기학
고슈 효과

섬네일|right|300px|고슈 효과는 1,2-다이플루오로에테인 (왼쪽)이 고슈 입체형태를 채택하는 반면 1,2-다이아이오도에테인 (오른쪽)은 안티 입체형태를 채택하는 사실로 설명된다. F–C–C–F 이면각은 68°인 반면, I–C–C–I 이면각은 180°이다.

입체형태 이성질현상 연구에서 고슈 효과(Gauche effect)는 고슈 입체형태 (그룹이 약 60°의 비틀림 각으로 분리됨)가 안티 입체형태 (180°)보다 더 안정적인 비정상적인 상황을 말한다.

섬네일|400x400px|다이페닐 각의 함수로서 뷰테인의 상대적 입체형태 에너지 다이어그램. A: 안티페리플라나, 안티 또는 트랜스. B: 신클리날 또는 고슈. C: 안티클리날 또는 이클립스드. D: 신페리플라나 또는 시스.

입체형태 이성질체들의 상대적 안정성에 영향을 미치는 입체 효과와 전자 효과가 모두 존재한다. 일반적으로 입체 효과가 우세하여 큰 치환기들을 서로 멀리 떨어뜨린다. 그러나 특정 치환기, 특히 전기음성도가 높은 치환기의 경우에는 그렇지 않다. 대신, 이러한 그룹들은 고슈 위치에 있는 전자적 선호도를 갖는다. 일반적으로 연구되는 예로는 1,2-다이플루오로에테인 (H2FCCFH2), 에틸렌 글라이콜, 및 인접-다이플루오로알킬 구조가 포함된다.

섬네일|left|300px|1,2-다이플루오로에테인에서, 두 가지 입체형태 (상단)와 해당 뉴먼 투영 (하단)으로 나타낸, 안티 입체형태 (왼쪽)는 고슈 입체형태 (오른쪽)보다 덜 안정적이다.

고슈 효과에 대한 두 가지 주요 설명은 초공액과 굽은 결합이다. 초공액 모델에서, C−H σ 결합 궤도에서 C−F σ* 반결합 궤도로의 전자 밀도 기여는 고슈 이성질체에서 안정화의 원천으로 간주된다. 플루오린의 더 큰 전기음성도 때문에 C−H σ 궤도는 C−F σ 궤도보다 더 나은 전자 주개이며, C−F σ* 궤도는 C−H σ* 궤도보다 더 나은 전자 받개이다. 고슈 입체형태만이 더 나은 주개와 더 나은 받개 사이의 좋은 겹침을 허용한다.

섬네일|1,2-다이플루오로에테인의 고슈 효과를 설명하는 초공액 모델|alt=1,2-다이플루오로에테인. 시그마 C-H 궤도와 인접 탄소의 시그마-스타 C-F 궤도가 구조에 중첩되어 있다. C-H 궤도에서 시그마-스타 C-F 궤도로 화살표가 그려져 시그마에서 시그마-스타로의 기여를 나타낸다.

다이플루오로에테인의 고슈 효과에 대한 굽은 결합 설명의 핵심은 플루오린의 큰 전기음성도로 인해 두 C−F 결합 모두의 p 궤도 특성이 증가한다는 것이다. 결과적으로, 중심 C−C 결합의 왼쪽과 오른쪽 위아래에 전자 밀도가 축적된다. 그 결과 궤도 겹침행렬이 감소하는데, 이는 고슈 입체형태를 취하여 굽은 결합을 형성할 때 부분적으로 보상될 수 있다. 이 두 모델 중에서 초공액은 일반적으로 다이플루오로에테인의 고슈 효과의 주요 원인으로 간주된다.

두 회전 이성질체의 분자기하는 계산기내 작업으로 보강된 고분해능 적외선 분광법으로 실험적으로 얻을 수 있다. 위에 설명된 모델에 따라 탄소-탄소 결합 길이는 안티 회전 이성질체가 더 길다 (151.4 pm 대 150 pm). 고슈 회전 이성질체에서 플루오린 원자들 사이의 입체 반발은 CCF 결합각 증가 (3.2° 증가)와 FCCF 이면각 증가 (기본 60°에서 71°로 증가)를 야기한다.

관련 화합물인 1,2-다이플루오로-1,2-다이페닐에테인에서, 트레오 이성질체는 ( 엑스선 회절과 NMR 결합 상수에 의해) 두 페닐 그룹과 두 플루오린 그룹 사이에 안티 입체형태를 가지며, 에리트로 이성질체의 경우 두 그룹 모두 고슈 입체형태를 갖는 것으로 밝혀졌다. 계산기내 결과에 따르면, 이 입체형태는 0.21 kcal/mol (880 J/mol) 더 안정적이다.

고슈 효과는 연속적인 네 개의 플루오로 치환기를 모두 신 배열로 특징짓는 분자에서도 보고되었다. 네 번째 플루오로 치환기를 도입하는 반응은 입체선택성:

center|400px|모든 신 네 개의 인접 플루오린 모티프의 합성

고슈 효과는 1,2-다이메톡시에테인 및 일부 인접-다이나이트로알킬 화합물에서도 나타난다.

알켄 시스 효과는 특정 알켄의 유사한 비정상적인 안정화이다.

 외부 영향 
고슈 효과는 두 입체형태 간의 큰 극성 차이로 인해 용매 효과에 매우 민감하다. 예를 들어, 고체 상태에서는 고슈 입체형태로만 존재하는 2,3-다이나이트로-2,3-다이메틸뷰테인은 벤젠 용액에서는 79:21의 비율로 고슈 입체형태를 선호하지만, 사염화 탄소에서는 58:42의 비율로 안티 입체형태를 선호한다. 또 다른 경우는 트랜스-1,2 다이플루오로사이클로헥세인으로, 극성 용매에서 안티-다이아시알 입체형태보다 다이-이쿼토리얼 입체형태에 대한 선호도가 더 크다.

 같이 보기 
 아노머 효과

 각주 

분류:입체화학
기브스-도난 효과

섬네일|right|세포막을 가로지르는 도난 평형 (개략도)

기브스-도난 효과(Gibbs–Donnan effect, 도난 효과, 도난 법칙, 도난 평형, 기브스-도난 평형)는 반투과성 막 근처에 있는 전하를 띤 입자들이 때때로 막의 양쪽에 고르게 분포하지 못하는 현상이다. 일반적으로 막을 통과할 수 없는 다른 전하를 띤 물질의 존재로 인해 불균일한 전하가 생성되는 것이 원인이다. 예를 들어, 혈장의 큰 음이온성 단백질은 모세혈관 벽을 투과할 수 없다. 작은 양이온은 단백질에 이끌리지만 결합되지 않기 때문에, 작은 음이온은 작은 양이온보다 음이온성 단백질에서 멀리 떨어진 모세혈관 벽을 더 쉽게 통과한다.

따라서 일부 이온 종은 장벽을 통과할 수 있지만 다른 이온 종은 통과할 수 없다. 용액은 젤이나 교질일 수 있으며 전해질 용액일 수도 있으므로 젤 사이 또는 젤과 액체 사이의 상 경계도 선택적 장벽 역할을 할 수 있다. 이러한 두 용액 사이에 발생하는 전위를 도난 전위라고 한다.

이 효과는 1878년에 이를 제안한 미국인 조사이어 윌러드 기브스와 1911년에 실험적으로 연구한 영국인 화학자 프레더릭 G. 도난의 이름을 따서 명명되었다.

도난 평형은 모와 라이가 제안한 관절 연골의 삼상 모델뿐만 아니라 전기화학 연료 전지 및 투석에서도 두드러진다.

도난 효과는 용해된 혈장 단백질에 부착된 양이온(Na+ 및 K+)에 기인하는 전술 압력이다.

예시

막의 한쪽에 전하를 띤 비투과성 이온(예: 단백질)이 존재하면 투과성 전하 이온의 비대칭 분포가 발생한다. 평형 상태에서의 기브스-도난 방정식은 다음과 같다 (투과성 이온이 Na+와 Cl−이라고 가정):동등하게,

 이중 도난 
측면 1과 2는 더 이상 삼투 평형 상태가 아니다 (즉, 각 측면의 총 삼투 용질이 동일하지 않다)

생체 내에서 이온 균형은 기브스-도난 모델이 예측하는 비율로 평형을 이루는데, 이는 세포가 수반되는 대량의 물 유입을 견딜 수 없기 때문이다. 이는 음이온성 단백질에 대항하기 위해 세포 외부에 기능적으로 불투과성인 양이온 Na+를 설치함으로써 균형을 이룬다. Na+는 누출 채널을 통해 막을 통과하지만(투과성은 가장 투과성이 높은 이온인 K+의 약 1/10이다), 펌프-누출 모델에 따라 Na+/K+-ATPase에 의해 배출된다.

 pH 변화 
막의 양쪽에 이온 농도 차이가 있기 때문에, 양성자가 관여할 때 pH(상대적 활동도를 사용하여 정의됨)도 다를 수 있다. 단백질의 한외여과에서 이온 교환 크로마토그래피에 이르기까지 많은 경우에, 막의 전하를 띤 그룹에 인접한 완충액의 pH는 나머지 완충 용액의 pH와 다르다. 전하를 띤 그룹이 음성(염기성)이면 양성자를 끌어당겨 pH가 주변 완충액보다 낮아진다. 전하를 띤 그룹이 양성(산성)이면 양성자를 밀어내어 pH가 주변 완충액보다 높아진다.

 생리학적 적용 

 적혈구 
조직 세포가 단백질을 함유하는 유체에 있을 때, 세포질 단백질의 도난 효과는 세포외 단백질의 도난 효과와 같고 반대이다. 상반되는 도난 효과는 염화물 이온이 세포 내부로 이동하게 하여 세포내 염화물 농도를 증가시킨다. 도난 효과는 일부 적혈구가 활성 나트륨 펌프를 가지고 있지 않은 이유를 설명할 수 있다; 이 효과는 혈장 단백질의 삼투압을 완화시키므로 나트륨 펌핑이 세포 부피 유지에 덜 중요해진다.

 신경학 
뇌 조직의 팽창, 즉 뇌부종은 뇌 손상 및 기타 외상성 머리 부상으로 인해 발생하며 두개내압을 증가시킬 수 있다. 세포 내 음전하 분자는 고정 전하 밀도를 생성하며, 이는 도난 효과를 통해 두개내압을 증가시킨다. ATP 펌프는 음전하가 막을 가로질러 누출되더라도 음의 막 전위를 유지한다; 이 작용은 화학적 및 전기적 기울기를 설정한다.

세포 내 음전하와 세포 외부 이온은 열역학적 전위를 생성한다; 뇌에 손상이 발생하여 세포가 막 무결성을 잃으면, 이전에 확립된 화학적 및 전기적 기울기를 균형 맞추기 위해 이온이 세포 안으로 몰려든다. 막 전압은 0이 되지만, 화학적 기울기는 여전히 존재한다. 세포 내 음전하를 중화하기 위해 양이온이 유입되어 세포 외부보다 내부의 삼투압이 증가한다. 증가된 삼투압은 물이 세포 안으로 유입되도록 강제하여 조직 팽창이 발생한다.

 같이 보기 

 화학 평형
 네른스트 식
 이중층 (생물학)
 삼투압
 확산 평형

 각주 

IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997)
Van C. Mow Basic orthopaedic biomechanics and mechano-biology, 2nd Ed. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 2005
Mapleson W. W. "Computation of the effect of Donnan equilibrium on pH in equilibrium dialysis". Journal of Pharmacological Methods, May 1987.

 외부 링크 
 Gibbs–Donnan effect simulator
 Difference between observed and expected oncotic pressure values

분류:계면화학
분류:물리화학
핫초콜릿 효과

섬네일|핫초콜릿 효과 발현
핫초콜릿 효과(hot chocolate effect) 또는 핫초코 효과는 뜨거운 액체 컵을 두드려 들리는 소리의 음높이가 수용성 분말을 첨가한 후 높아지는 파동 역학 현상이다. 이 효과는 처음 젓는 동안 혼입된 기포가 액체 내 음속을 감소시켜 주파수를 낮추기 때문에 발생하는 것으로 생각된다. 기포가 사라지면 소리는 액체 내에서 더 빠르게 이동하고 주파수는 증가한다.

 이름 
이 효과는 인스턴트 커피를 만들고 맥주를 따를 때 처음 관찰되었지만, 과포화된 뜨거운 물이나 차가운 맥주에 소금을 넣는 것과 같은 다른 상황에서도 발생한다. 최근 연구에 따르면 처음에는 과포화되지 않은 액체에서도 이 효과를 생성하는 더 많은 물질이 발견되었다.

이 효과는 낸시 스타이너(Nancy Steiner)가 지적한 후 로런스 버클리 국립연구소의 프랭크 크로퍼드(Frank Crawford)가 1980년부터 명명하고 대중화했으며, 그 이전 수십 년 동안 여러 번 보고된 바 있다.

 설명 
이 효과는 뜨거운 우유나 뜨거운 물을 머그컵에 붓고 초콜릿 가루를 저어 넣은 다음 숟가락으로 머그컵 바닥을 두드려 관찰할 수 있다. 두드리는 속도나 힘과 관계없이 두드리는 소리의 음높이는 점진적으로 증가한다. 동일한 용액을 다시 저으면(초콜릿 가루를 더 넣지 않고) 음높이가 점진적으로 다시 감소한 다음 다시 증가한다. 이 과정은 평형에 도달할 때까지 여러 번 반복될 수 있다.

 설명 
섬네일|upright|상단부에 기포가 있는 물 한 잔. 물이 맑아지면서 유리잔을 두드리는 소리의 음높이가 증가한다
이 현상은 기포 밀도가 액체 내 음속에 미치는 영향으로 설명된다. 들리는 음은 정상파의 진동수이며, 4분의 1 파장은 머그컵 바닥과 액체 표면 사이의 거리이다. 이 주파수 f는 파동의 속력 v를 물 기둥 높이 h의 4배로 나눈 것과 같다.

균일한 액체 또는 기체 내 음속 v는 뉴턴-라플라스 공식에 따라 유체의 질량 밀도()와 단열 부피 탄성 계수 ()에 따라 달라진다.

물은 공기보다 약 800배 밀도가 높고, 공기는 물보다 약 15,000배 더 압축성이 높다. (압축성은 부피 탄성 계수 의 역수이다.) 물이 기포로 가득 차 있을 때, 유체의 밀도는 여전히 물의 밀도와 매우 가깝지만, 압축성은 공기의 압축성이 된다. 이는 액체 내 음속을 크게 감소시킨다. 파장은 주어진 유체 부피에 대해 일정하므로, 기포가 존재하는 한 소리의 진동수(음높이)는 감소한다.

서로 다른 기포 형성률은 서로 다른 음향 프로필을 생성하여 첨가된 용질을 구별할 수 있게 한다.

 같이 보기 
 광대역 음향 공명 용해 분광법, 이 효과를 기본 원리로 사용하는 분광 기술.

 각주 

 외부 링크 
 인스턴트 커피가 있거나 없는 컵의 소리: 거품으로 채워진 음향 시연 앤드루 모리슨(Andrew Morrison)과 토마스 D. 로싱(Thomas D. Rossing), 제143회 ASA 회의, 피츠버그.
 핫초콜릿 효과 영상 시연

분류:음향학
분류:파동역학
분류:물리학 실험
카피차-디랙 효과

카피차-디랙 효과(Kapitsa–Dirac effect)는 정상파 형태의 빛에 의한 물질의 회절로 구성된 양자역학적 효과이다. 이는 주기적인 격자에 의한 빛의 회절과 완벽하게 유사하지만, 물질과 빛의 역할이 뒤바뀐 것이다.

이 효과는 1933년 폴 디랙과 표트르 카피차에 의해 빛의 정상파에 의한 전자 회절로 처음 예측되었다. 이 효과는 1924년 루이 드 브로이 가설에서 언급된 물질의 파동-입자 이중성에 기반한다. 빛의 정상파에 의한 물질파 회절은 중성 원자 빔을 사용하여 처음 관찰되었다. 이후, 원래 제안된 카피차-디랙 효과는 2001년에 관찰되었다.

 개요 

1924년, 프랑스 물리학자 루이 드 브로이는 물질이 다음과 같이 파동과 같은 특성을 나타낸다고 가정했다.

여기서 h는 플랑크 상수이고, p는 입자의 운동량이며, λ는 물질파의 파장이다.
여기서 물질 입자들 사이에 간섭 효과가 발생한다는 결론이 나온다. 이는 카피차-디랙 효과의 기초를 형성한다. 즉, 빛의 정상파에 의한 물질파의 회절이다.

일관된 빛의 빔은 주기적인 회절격자를 통과하면 여러 개의 피크로 회절된다. 물질파 이중성으로 인해, 물질도 주기적인 회절격자에 의해 회절될 수 있다. 이러한 회절격자는 물리적 물질로 만들어질 수 있지만, 빛-물질 상호작용으로 인해 역전파하는 한 쌍의 빛 빔에 의해 형성된 빛의 정상파로도 생성될 수 있다. 여기서 빛의 정상파는 물질파를 회절시키는 공간적으로 주기적인 격자를 형성하며, 이제 이를 설명할 것이다.

원래 아이디어는 두 개의 역전파하는 빛 빔의 중첩에 의해 형성된 정상파에 의해 전자 빔이 회절될 수 있다고 제안한다. 회절은 빛-물질 상호작용에 의해 발생한다. 이 경우, 각 전자는 한 빔에서 광자를 흡수하고, 다른 빔으로 반대 방향으로 이동하는 광자를 다시 방출한다. 이는 전자에 의한 유도된 콤프턴 산란을 설명하는데, 여기서 재방출은 두 번째 빛 빔의 존재에 의해 유도되기 때문이다. 유도된 콤프턴 산란의 특성으로 인해, 재방출된 광자는 흡수된 광자와 동일한 주파수와 반대 방향을 가져야 한다. 결과적으로, 전자에 전달되는 운동량의 크기는 여야 하며, 여기서 는 정상파 패턴을 형성하는 빛의 파동벡터이다.

원래 제안은 전자에 초점을 맞췄지만, 위 분석은 빛과 상호작용하는 다른 유형의 물질파로 일반화될 수 있다. 예를 들어, 차가운 중성 원자도 카피차-디랙 효과를 경험할 수 있다. 실제로, 카피차-디랙 효과의 첫 관찰 중 하나는 차가운 나트륨 원자빔을 사용하는 것이었다. 오늘날, 카피차-디랙 효과는 빛의 정상파에 의해 형성되는 광학 격자의 깊이를 교정하는 표준 도구이다.

 회절의 다른 체제 

전자기파든 물질파든 주기적인 격자에서의 회절은 크게 두 가지 체제로 나눌 수 있다. 바로 브래그 체제와 라만-나트 체제이다. 브래그 체제에서는 본질적으로 하나의 회절 피크만 생성된다. 라만-나트 체제에서는 여러 회절 피크를 관찰할 수 있다.

물질 격자에서의 빛 회절이라는 익숙한 예로 돌아가는 것이 도움이 된다. 이 경우, 두꺼운 격자에서는 브래그 체제가, 얇은 격자에서는 라만-나트 체제가 얻어진다. 동일한 용어를 카피차-디랙 효과에도 적용할 수 있다. 여기서 격자의 "두께" 개념은 물질파가 빛장 안에 머무는 시간으로 전환될 수 있다.

여기서 라만-나트 체제의 예를 제시한다. 여기서 물질은 입자의 소위 반동 주파수에 비해 짧은 시간 동안 정상파에 머문다. 이 근사는 상호작용 시간이 입자의 반동 주파수의 역수보다 작을 때 유효하다. 즉, 이며, 여기서 이다.

전자기파 (일반적으로 빛)의 정상파에 입사하는 일관된 입자 빔은 다음 방정식에 따라 회절된다.

여기서 n은 정수이고, λ는 입사 입자의 드 브로이 파장이며, d는 격자 간격이고, θ는 입사각이다.

 라만-나트 체제에서의 회절 패턴 

여기서는 라만-나트 체제에서 카피차-디랙 효과의 회절 패턴을 분석한다.
빛의 정상파에서 상호작용하는 물질파의 경우, 빛-물질 상호작용의 효과는 퍼텐셜 에너지로 매개변수화될 수 있다.

여기서 는 퍼텐셜 에너지의 세기이고, 는 적용된 정상파의 펄스 모양을 나타낸다. 예를 들어, 광학 격자에 갇힌 극저온 원자의 경우, AC 슈타르크 효과로 인해 이다.

이전에 설명했듯이, 라만-나트 체제는 지속 시간이 짧을 때 도달한다. 이 경우, 운동 에너지는 무시될 수 있으며 결과적인 슈뢰딩거 방정식은 크게 단순화된다. 주어진 초기 상태 에 대해, 라만-나트 체제 내에서의 시간 진화는 다음과 같다.

여기서 이고 적분은 상호작용의 지속 시간에 걸쳐 이루어진다. 야코비-앙거 전개를 일종의 베셀 함수에 적용하면, 가 되며, 위 파동 함수는 다음과 같이 된다.

 

두 번째 줄에서 는 로 취해졌다. 이제 운동량 상태가 확률로 채워지는 것을 볼 수 있으며, 여기서 이고 펄스 면적(상호작용의 지속 시간 및 진폭) 이다.
따라서 회절된 입자의 횡방향 RMS 운동량은 펄스 면적에 선형적으로 비례한다.

 구현 

1960년 레이저의 발명으로 코히어런트한 빛의 생산이 가능해졌고, 이에 따라 효과를 실험적으로 관찰하는 데 필요한 빛의 정상파를 구성할 수 있게 되었다.
나트륨 원자의 카피차-디랙 산란은 1985년 매사추세츠 공과대학교 D. E. 프리차드 그룹에 의해 거의 공진하는 정상파 레이저 장에 의해 실험적으로 시연되었다. 반동 미만 횡방향 운동량을 가진 초음속 원자빔이 거의 공진하는 정상파를 통과했고, 최대 10ħk의 회절이 관찰되었다.
강력한 광학 정상파에 의한 전자의 산란은 1988년 뉴저지 AT&T 벨 연구소의 M. 바슈칸스키 그룹에 의해 실험적으로 구현되었다.

카피차-디랙 효과는 광학 격자의 깊이를 교정하는 데 일상적으로 사용된다.

 각주 

분류:양자역학
분류:회절
분류:폴 디랙
클라인-니시나 공식

thumb|자주 접하는 에너지 범위에 대한 산란각 단면적의 클라인-니시나 분포.

입자물리학에서 클라인-니시나 공식(Klein–Nishina formula)은 양자 전기역학의 최저 차수에서 계산된, 단일 자유 전자로부터 산란된 광자의 미분 단면적(즉, "가능성" 및 각 분포)을 제공한다. 이 공식은 1928년 오스카르 클레인과 니시나 요시오에 의해 처음 유도되었으며, 디랙 방정식의 최초 성공적인 적용 중 하나를 구성한다. 이 공식은 저에너지 광자(예: 가시광선)의 톰슨 산란과 고에너지 광자(예: 엑스선 및 감마선)의 콤프턴 산란을 모두 설명하며, 총 단면적과 예상 편향각이 광자 에너지 증가에 따라 감소함을 보여준다.

양자장론에서는 이 공식이 클라인-니시나-탐 공식으로 알려져 있으며, 이고리 탐의 이름이 추가되었다. 그는 장의 양자화를 통해 이 공식을 유도했다.

 공식 
입사하는 비편광 광자의 에너지 에 대한 미분 단면적은 다음과 같다.

 

여기서

 는 고전전자반지름 (~2.82 펨토미터, 는 약 7.94 × 10−30 m2 또는 79.4 mb)
 는 입사 및 산란 광자의 파장 비율
 는 산란각 (편향되지 않은 광자의 경우 0).

각도에 의존하는 광자 파장 (또는 에너지, 또는 주파수) 비율은 다음과 같다.
 

이는 상대론적 에너지 및 운동량 보존(콤프턴 산란 참조)에 의해 요구된다. 무차원량 는 전자의 정지 에너지(~511 전자볼트)로 입사 광자의 에너지를 나타내며, 로도 표현될 수 있는데, 여기서 는 전자의 콤프턴 파장 (~2.42 pm)이다. 산란 비율 는 편향각에 따라 (전방 산란, 에너지 전달 없음)에서 (180도 후방 산란, 최대 에너지 전달)까지 단조 증가한다.

일부 경우에는 고전전자반지름을 콤프턴 파장으로 표현하는 것이 편리하다: , 여기서 는 미세구조 상수 (~1/137)이고 는 전자의 환산 콤프턴 파장 (~0.386 pm)이므로, 단면적의 상수는 다음과 같이 주어진다:
 

 편광된 광자 
입사하는 광자가 편광되어 있으면 산란된 광자는 방위각에 대해 더 이상 등방성이 아니다. 정지 상태의 자유 전자에 의해 산란된 선형 편광 광자의 경우 미분 단면적은 대신 다음으로 주어진다.
 
여기서 는 방위 산란각이다. 비편광 미분 단면적은 에 대해 평균을 취하여 얻을 수 있음에 유의하라.

 한계 

 저에너지 
저에너지 광자의 경우 파장 변화는 무시할 수 있으며 (), 클라인-니시나 공식은 고전적인 톰슨 표현으로 축소된다.
 
이는 산란각에 대해 대칭적이며, 즉 광자는 전방과 후방으로 산란될 가능성이 동일하다. 에너지가 증가하면 이 대칭성은 깨지고 광자는 전방 방향으로 산란될 가능성이 더 높아진다.

 고에너지 
고에너지 광자의 경우 작은 각도 산란과 큰 각도 산란을 구별하는 것이 유용하다. 인 큰 각도의 경우, 산란 비율 이 크고
 
이는 (큰 각도) 미분 단면적이 광자 에너지에 반비례함을 보여준다.

미분 단면적은 전방 방향에서 일정한 최고값을 가진다.
 
이는 에 독립적이다. 큰 각도 분석에서 이 최고값은 약 까지만 확장될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 전방 최고값은 약 의 작은 입체각에 한정되며, 총 작은 각도 단면적은 에 따라 감소한다고 결론 내릴 수 있다.

 총 단면적 
미분 단면적을 적분하여 총 단면적을 구할 수 있다.

 

저에너지 한계에서는 에너지 의존성이 없으며, 우리는 톰슨 단면적 (~66.5 fm2)을 회복한다.
 

 역사 
클라인-니시나 공식은 1928년 오스카르 클레인과 니시나 요시오에 의해 유도되었으며, 양자 전기역학 연구에서 얻어진 최초의 결과 중 하나였다. 상대론적 및 양자 역학적 효과를 고려함으로써 표적 전자로부터의 복사 산란에 대한 정확한 방정식을 개발할 수 있었다. 이 유도 이전에 전자의 단면적은 영국의 물리학자이자 전자의 발견자인 J.J. 톰슨에 의해 고전적으로 유도되었다. 그러나 산란 실험은 톰슨 단면적에 의해 예측된 결과와 상당한 편차를 보였다. 추가 산란 실험은 클라인-니시나 공식의 예측과 완벽하게 일치했다.

1930년, 이바르 발레르와 이고리 탐은 콤프턴 산란의 장 양자화에 대한 연구를 독립적으로 발표하고 클라인-니시나 공식을 재현했다.

 같이 보기 
 싱크로트론 방사
 니시나 요시오
 오스카르 클레인

 각주 

 추가 자료 

분류:산란
분류:양자 전기역학
평준화 효과

framed|right|일반적인 용매의 산-염기 식별 범위

평준화 효과, 수평화 효과, 레벨링 이펙트(leveling effect) 또는 용매 평준화(solvent leveling)는 산과 염기의 특성에 대한 용매의 효과를 말한다. 강산의 세기는 용매의 염기성에 의해 제한("평준화")된다. 마찬가지로 강염기의 세기는 용매의 산도에 의해 평준화된다. 강산이 물에 용해되면 물과 반응하여 하이드로늄 이온 (H3O+)을 형성한다. 다음은 "HA"가 강산인 반응의 예이다:
HA + H2O → A− + H3O+

H3O+보다 강한 모든 산은 H2O와 반응하여 H3O+를 형성한다. 따라서 H3O+보다 강한 산은 H2O에 존재하지 않는다. 예를 들어, 수성 과염소산 (HClO4), 수성 염산 (HCl) 및 수성 질산 (HNO3)은 모두 완전히 이온화되며, 모두 동일하게 강한 산이다.

마찬가지로, 암모니아가 용매일 때 가장 강한 산은 암모늄 이온 (NH4+)이며, 따라서 HCl과 초강산은 동일한 산성화 효과를 발휘한다.

동일한 논리가 염기에도 적용된다. 물에서는 OH−가 가장 강한 염기이다. 따라서 아미드화 나트륨 (NaNH2)이 탁월한 염기임에도 불구하고 (NH3의 pKa ~ 33), 물에서는 수산화 나트륨만큼만 강하다. 반면에 NaNH2는 암모니아에서 NaOH보다 훨씬 더 염기성 시약이다.

특정 용매에 의해 허용되는 pH 범위를 산-염기 식별 범위라고 한다.
__TOC__
평준화 용매와 구별 용매
강염기는 산에 대한 평준화 용매이고, 약염기는 산에 대한 구별 용매이다. 평준화 용매에서는 많은 산이 완전히 해리되어 동일한 세기를 가진다. 모든 산은 양성자에 대한 강염기의 더 큰 친화력 때문에 강염기성 용매에 용해될 때 세기가 구별 불가능해지는 경향이 있다. 이를 평준화 효과라고 한다.

반면에 구별 용매에서는 다양한 산이 다른 정도로 해리되어 다른 세기를 가진다. 예를 들어, 무수 아세트산 (CH3COOH)은 물보다 약한 양성자 수용체이다. 염산 및 과염소산과 같은 강한 수성산은 무수 아세트산에서는 부분적으로만 해리되며 그 세기가 같지 않다. 사실 과염소산은 이 용매에서 염산보다 약 5000배 더 강하다. 아세트산과 같은 약염기성 용매는 물과 같은 강염기성 용매보다 양성자를 수용하는 경향이 적다. 마찬가지로 약산성 용매는 강산보다 양성자를 기증하는 경향이 적다.

일반적인 용매의 평준화 효과 때문에, 초강산에 대한 연구는 액화된 이산화 황 및 SO2ClF와 같이 매우 약염기성인 더 구별적인 용매에서 수행된다.

양성자 상호작용에 따른 용매의 종류
양성자 상호작용에 따라 용매는 네 가지 유형으로 나뉜다.

(i) 양성자 친화성 용매: 양성자를 수용하는 경향이 큰 용매, 즉 물, 알코올, 액체 암모니아 등.

(ii) 양성자 생성성 용매: 양성자를 생성하는 경향이 있는 용매, 즉 물, 액체 염화수소, 빙초산 등.

(iii) 양쪽성 용매: 양성자 친화성 또는 양성자 생성성으로 작용하는 용매, 예를 들어 물, 액체 암모니아, 에틸 알코올 등.

(iv) 비양성자성 용매: 양성자를 주지도 받지도 않는 용매, 예를 들어 벤젠, 사염화탄소, 이황화탄소 등.

HCl은 H2O에서는 강산, NH3에서는 더 강한 산, CH3COOH에서는 약산, C6H6에서는 중성, HF에서는 약염기로 작용한다. NaHSO3는 DMSO에서는 약산, NH3에서는 강산, 빙초산에서는 약염기, 황산에서는 강염기로 작용한다.

 각주 

분류:산염기화학
자기광학 효과

자기광학 효과(magneto-optic effect)는 준정적 자기장의 존재에 의해 변형된 매질을 통해 전자기파가 전파되는 여러 현상 중 하나이다. 이 매질은 자이로트로픽 또는 자이로마그네틱이라고도 불리며, 좌회전 및 우회전 타원 편광이 다른 속도로 전파될 수 있어 여러 중요한 현상을 야기한다. 빛이 자기광학 물질 층을 통과할 때 발생하는 현상은 패러데이 효과라고 불린다. 이로 인해 편광 면이 회전할 수 있으며, 이는 패러데이 회전자를 형성한다. 자기광학 물질로부터 반사되는 현상은 자기광 커 효과로 알려져 있다 (이는 비선형 커 효과와 혼동해서는 안 된다).

일반적으로 자기광학 효과는 국지적으로 시간 역전 대칭성을 깨뜨리며 (즉, 자기장의 원천이 아닌 빛의 전파만 고려할 때), 로렌츠 상반성도 깨뜨린다. 이는 광학 아이솔레이터(빛이 한 방향으로만 통과하고 다른 방향으로는 통과하지 못하는 장치)와 같은 장치를 구성하는 데 필수적인 조건이다.

무손실 매질의 복소수 켤레 유전율 텐서에 해당하는 두 주된 편광의 회전 방향이 반대인 두 자이로트로픽 물질은 광학 이성질체라고 불린다.

 자이로트로픽 유전율 

특히 자기광학 물질에서 자기장(외부에서 가해지거나 물질 자체가 강자성인 경우)의 존재는 물질의 유전율 텐서 ε를 변화시킬 수 있다. ε는 이방성을 띠게 되며, 입사광의 주파수 ω에 따라 복소수 비대각 성분을 가진 3×3 행렬이 된다. 흡수 손실을 무시할 수 있다면 ε는 에르미트 행렬이다. 결과적으로 주축도 복소수가 되며, 좌회전 및 우회전 편광이 다른 속도로 이동할 수 있는 타원 편광된 빛에 해당한다 (복굴절과 유사).

더 구체적으로, 흡수 손실을 무시할 수 있는 경우 에르미트 ε의 가장 일반적인 형태는 다음과 같다.

또는 equivalently 변위장 D와 전기장 E 사이의 관계는 다음과 같다.

여기서 는 실수 대칭행렬이고 는 자이레이션 벡터라고 불리는 실수 유사벡터이며, 그 크기는 일반적으로 의 고유값에 비해 작다. g의 방향은 물질의 자이레이션 축이라고 불린다. 1차 근사에서 g는 인가된 자기장에 비례한다.

여기서 는 자기광학 감수율이다 (등방성 매질에서는 스칼라이지만, 일반적으로는 텐서이다). 만약 이 감수율 자체가 전기장에 의존한다면, 자기광학 파라메트릭 생성의 비선형 광학 효과(인가된 자기장에 의해 강도가 제어되는 포켈스 효과와 다소 유사)를 얻을 수 있다.

가장 간단한 분석 사례는 g가 의 주축(고유벡터)이고 의 다른 두 고유값이 동일한 경우이다. 이때, 편의상 g를 z 방향으로 놓으면 ε 텐서는 다음과 같은 형태로 단순화된다.

가장 일반적으로는 z 방향(g와 평행)으로 전파되는 빛을 고려한다. 이 경우 해는 위상속도 를 가진 타원 편광된 전자기파이다 (여기서 μ는 자기 투자율이다). 이 위상 속도의 차이가 패러데이 효과로 이어진다.

자이레이션 축에 순수하게 수직으로 전파되는 빛의 특성은 코튼-무통 효과로 알려져 있으며, 서큘레이터에 사용된다.

 커 회전 및 커 타원율 
커 회전과 커 타원율은 자이로마그네틱 물질과 접촉하는 입사광의 편광 변화를 의미한다. 커 회전은 투과된 빛의 편광면에서의 회전이며, 커 타원율은 빛이 전파하는 평면에서 타원 편광된 빛에 의해 그려진 타원의 장축 대 단축의 비율이다. 편광된 입사광의 방향 변화는 이 두 속성을 사용하여 정량화할 수 있다.

섬네일|원편파
고전 물리학에 따르면 빛의 속도는 물질의 유전율에 따라 달라진다.

여기서 는 물질을 통과하는 빛의 속도, 는 물질의 유전율, 는 물질의 투자율이다. 유전율이 이방성이므로, 다른 방향의 편광된 빛은 다른 속도로 이동한다.

이것은 원편파된 빛의 파동을 고려하면 더 잘 이해할 수 있다 (오른쪽 참조). 이 파동이 수평 성분 (녹색 사인 곡선)이 수직 성분 (파란색 사인 곡선)과 다른 속도로 이동하는 물질과 상호 작용하면, 두 성분은 90도 위상차 (원편파에 필요한)를 벗어나 커 타원율을 변화시킨다.

커 회전의 변화는 선형 편광된 빛에서 가장 쉽게 인식할 수 있으며, 이 빛은 두 원편파 성분, 즉 왼손 원편파 (LHCP) 빛과 오른손 원편파 (RHCP) 빛으로 분리될 수 있다. 자기광학 물질 유전율의 이방성은 LHCP 및 RHCP 빛의 속도 차이를 유발하며, 이는 편광된 빛의 각도를 변화시킬 것이다. 이러한 속성을 나타내는 물질은 복굴절성 물질로 알려져 있다.

이 회전으로부터 우리는 직교 속도 성분의 차이를 계산하고, 이방성 유전율을 찾고, 자이레이션 벡터를 찾고, 인가된 자기장 를 계산할 수 있다.

 같이 보기 
 제이만 효과
 QMR 효과
 자기광 커 효과
 패러데이 효과
 광전 효과

 각주 

 Federal Standard 1037C and from MIL-STD-188
 
 
 
 
 
 Broad band magneto-optical spectroscopy 

분류:광학 현상
미스나이-샤르딘 효과

섬네일|그림 왼쪽 상단에 44M LŐTAK EFP 지뢰. 1944년 10월 15일 판처파우스트 작전 이후 헝가리군 왕실 근위대의 항복 및 무장해제 후 촬영.
섬네일|원통형의 오목한 미스나이-샤르딘 탄두를 보여주는 MPB 지뢰

미스나이-샤르딘 효과(Misnay–Schardin effect) 또는 플래터 효과(platter effect)는 넓은 폭발물 판이 폭발할 때 나타나는 특징이다.

 설명 
폭발물의 폭풍은 폭발물 표면에서 직접 멀어지며 그 표면에 수직으로 확장된다. 모든 방향으로 확장되는 둥근 폭발성 전하의 폭풍과는 달리, 폭발성 시트에 의해 생성된 폭풍은 주로 그 평면에 수직으로 양방향으로 확장된다. 그러나 한쪽 면이 무겁거나 고정된 질량으로 지지되면, 폭풍의 대부분(즉, 급격히 팽창하는 가스와 그 운동 에너지의 대부분)은 질량에서 멀어지는 방향으로 반사된다.

 용도 
미스나이-샤르딘 효과는 폭발물 전문가인 헝가리인 요제프 미스나이(Misnay, 때때로 Misznay로 잘못 표기됨)와 독일인 후베르트 샤르딘에 의해 연구되고 실험되었다. 이들은 처음에 나치 독일을 위해 더 효과적인 대전차 지뢰를 개발하려고 했다. 일부 출처는 제2차 세계 대전이 그들의 설계가 사용 가능해지기 전에 끝났다고 주장하지만, 그들과 다른 이들은 계속해서 작업을 진행했다. 미스나이는 43M TAK 대전차 지뢰와 44M LŐTAK 측면 공격 지뢰 두 가지 무기를 설계했다. 헝가리군은 1944-1945년에 이 무기들을 사용했다.

이후의 AT2 및 M18 클레이모어 지뢰도 이 효과를 활용한다.

 같이 보기 
 HESH탄
 먼로 효과
 M93 호넷 지뢰

 각주 

분류:폭발물
충 효과

섬네일|250px|레트로리플렉티브 달의 토양의 충 효과로 아폴로 11호 비행 중 버즈 올드린의 그림자 주변이 밝아지는 모습 (사진: 닐 암스트롱).

충 효과(opposition effect), 오포지션 서지(opposition surge), 젤리거 효과(Seeliger effect)는 관측자의 정반대 방향에서 빛을 받을 때 거친 표면이나 많은 입자를 가진 물체가 밝아지는 현상이다. 이 용어는 주로 천문학에서 사용되며, 일반적으로 행성, 달, 혜성과 같은 천체의 관측 위상각이 0에 가까워질 때 밝기가 갑자기 눈에 띄게 증가하는 것을 의미한다. 달과 화성에서 반사되는 빛이 천문학적 충 상태일 때 단순한 람베르트 반사가 예측하는 것보다 훨씬 밝게 보이기 때문에 이러한 이름이 붙었다. 이 관측 현상에 대해 두 가지 물리적 메커니즘이 제안되었다: 그림자 숨김과 일관성 있는 후방 산란.

개요
섬네일|left|400px|왜행성 세레스를 돈 탐사선이 위상각 0°, 7°, 33°에서 촬영한 모습. 위상각 0°인 왼쪽 이미지는 충 효과로 인해 훨씬 더 높은 휘도를 보인다.
섬네일|400px|right|람베르트 구와 정반사 구의 위상각에 따른 광도. 이들은 충 효과를 보이지 않는다. 람베르트의 경우는 표면이 한 점에서 빛을 산란하여 어느 각도에서 보든 같은 휘도를 가질 때이다.
위상각은 관측자, 관측 대상, 광원 사이의 각도로 정의된다. 태양계의 경우 광원은 태양이며 관측자는 일반적으로 지구에 있다. 위상각이 0도일 때 태양은 관측자의 바로 뒤에 있고 물체는 바로 앞에 있으며 완전히 조명된다.

태양에 의해 빛나는 물체의 위상각이 감소함에 따라 물체의 광도는 증가한다. 이것은 부분적으로 조명되는 면적이 증가하기 때문이기도 하지만, 부분적으로는 햇빛을 받는 부분의 본질적인 밝기(휘도) 때문이기도 하다. 이는 태양 바로 아래에서 가장 강하고 태양에 수직인 물체 부분에서 0으로 가는 표면의 조도에 영향을 받는다. 그러나 휘도는 물체에서 반사된 빛이 관측되는 각도에도 영향을 받는다. 이러한 이유로 보름달의 달빛은 초승달이나 하현달보다 훨씬 더 많다. 비록 가시적으로 조명되는 면적은 두 배에 불과하지만 말이다.

물리적 메커니즘

그림자 숨김

반사각이 빛의 광선이 표면에 닿는 각도에 가까울 때 (즉, 관측자의 시점에서 태양과 물체가 충에 가까울 때), 이 본질적인 밝기는 일반적으로 최대치에 가깝다. 위상각이 0도일 때 모든 그림자가 사라지고 물체는 완전히 조명된다. 위상각이 0에 가까워지면 겉보기 밝기가 갑자기 증가하며, 이 갑작스러운 증가를 충 효과라고 한다.

이 효과는 태양계의 공기 없는 천체의 레골리스 표면에서 특히 두드러진다. 이 효과의 주요 원인은 표면의 작은 구멍과 구덩이가 다른 입사각에서는 그림자에 가려지지만, 관측자가 조명원과 거의 같은 선상에 있을 때 빛을 받기 때문이다. 이 효과는 일반적으로 0에 가까운 매우 작은 범위의 위상각에서만 보인다. 반사 특성이 정량적으로 연구된 천체의 경우, 충 효과의 세부 사항(강도와 각도 범위)은 하프케 매개변수 중 두 가지로 설명된다. 토성의 고리와 같은 행성 고리의 경우, 충 효과는 고리 입자의 그림자가 드러나기 때문에 발생한다. 이 설명은 1887년 후고 폰 젤리거에 의해 처음 제안되었다.

일관성 있는 후방 산란

충돌 시 밝기를 증가시키는 추가 효과에 대한 이론은 일관성 있는 후방 산란이다. 일관성 있는 후방 산란의 경우, 물체 표면의 산란체 크기가 빛의 파장과 비슷하고 산란 입자 사이의 거리가 파장보다 클 때 좁은 각도에서 반사된 빛이 증폭된다. 밝기 증가는 반사된 빛이 방출된 빛과 일관성 있게 결합하기 때문이다.

일관성 있는 후방 산란 현상은 레이더에서도 관측되었다. 특히, 카시니를 이용한 타이탄의 2.2 cm 파장 최근 관측 결과, 레이더 파장에서 높은 반사율을 설명하기 위해 강력한 일관성 있는 후방 산란 효과가 필요하다는 것이 밝혀졌다.

물방울

지구에서는 물방울도 다양한 상황에서 대기대척점 주변에 밝은 점을 만들 수 있다. 더 자세한 내용은 하일리겐샤인과 광륜 (광학 현상)을 참조하라.

태양계 전역에서

충 효과의 존재는 톰 게렐스가 소행성에서 반사된 빛을 연구하던 중 1956년에 설명했다. 게렐스의 이후 연구는 동일한 효과가 달의 밝기에서도 나타날 수 있음을 보여주었다.

게렐스의 초기 연구 이후, 대부분의 공기 없는 태양계 천체에서 충 효과가 관찰되었다. 상당한 대기를 가진 천체에서는 그러한 효과가 보고되지 않았다.

달의 경우, B. J. 버라티(Buratti) 등은 클레멘타인 우주선의 매우 낮은 위상각 관측을 사용하여 위상각 4°에서 0° 사이에서 달의 밝기가 40% 이상 증가한다는 것을 발견했다. (지구에서의 관측은 월식이 없는 한 위상각이 약 0.5° 미만일 수 없다. 위상각 4°는 월식 전후 약 8시간에 달성된다.) 이 증가는 상대적으로 매끄러운 달의 바다보다 표면이 더 거친 고원 지역에서 더 크다. 이 현상의 주요 메커니즘에 관해서는, 측정 결과 충 효과가 파장에 거의 의존하지 않는다는 것을 보여준다: 0.41 μm에서 1.00 μm보다 3-4% 더 크다. 이 결과는 달의 충 효과의 주요 원인이 일관성 있는 후방 산란보다는 그림자 숨김이라는 것을 시사한다.

 같이 보기 
 반사율
 양방향 반사 분포 함수
 브로켄의 요괴, 태양 반대편의 구름 상층부에 투영된 관측자의 거대하고 확대된 그림자
 대기광
 기하학적 반사율

 각주 

 외부 링크 
 하야부사, 소행성 이토카와의 충 효과 관측
 충 효과, "Atmospheric optics" 웹사이트. 달의 충 효과 사진 포함
 충 효과 메커니즘, "Atmospheric optics" 웹사이트. 충 효과의 도식적 표현
 "The-moon wikispaces" 충 효과 페이지
 카시니-하위헌스가 촬영한 토성의 B 고리 충 효과

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