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1[대기환경기사 필기] 20년 3회차
입자의 의한 산란에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, λ: 파장, D: 입자직경으로 한다.)
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레일리산란은 D/λ가 10보다 클 때 나타나는 산란현상으로 산란광의 광도는 λ4에 비례한다.
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맑은 하늘이 푸르게 보이는 까닭은 태양광선의 공기에 의한 레일리산란 때문이다.
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레일리산란에 의해 가시광선 중에서는 청색광이 많이 산란되고, 적색광이 적게 산란된다.
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입자의 크기가 빛의 파장과 거의 같거나 큰 경우에 나타나는 산란을 미산란이라고 한다.
해설
레일리산란의 조건과 성질을 정확히 구분해야 한다. 레일리산란은 D/λ가 1보다 훨씬 작을 때(즉, 입자가 파장보다 훨씬 작을 때) 나타나는 현상이므로, 보기 1의 "D/λ가 10보다 클 때"는 잘못된 설명이다. D/λ > 10일 때는 오히려 기하광학적 산란(geometric scattering)에 가까워진다.
보기 2는 정확하다 — 공기 분자에 의한 레일리산란이 청색광을 더 많이 산란시켜 하늘이 파랗게 보인다.
보기 3도 맞다 — 레일리산란 광도가 에 비례하므로(보기 1의 설명도 이 점에서는 맞음) 파장이 짧은 청색이 적색보다 약 배 이상 많이 산란된다.
보기 4에서 "미산란(Mie scattering)"은 입자 크기가 파장과 비슷하거나 약간 작은 범위(D/λ ≈ 0.1~10)에서 나타나는 산란으로, 설명이 정확하다.
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