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ブリルアン散乱

ブリルアン散乱(ブリルアンさんらん、ブリリュアン散乱、ブリュアン散乱とも)

透明な固体または液体に単色光が入射したとき、物質中の音波によって散乱する現象。固体の場合、音子(フォノン)の中の、光学分枝による散乱をラマン散乱、音響分枝による散乱をブリュアン散乱として区別する。1922年フランスの物理学者ブリュアンによって予言され、1930年ソ連の物理学者E・グロスEvgenii Fedorovich Gross(1897―1972)によって実験的に確認された。ブリュアン散乱はラマン散乱と違い、散乱光の振動数が入射光の振動数からずれる大きさΔωが物質の種類だけでは決まらず、散乱される方向によって変わる。すなわち、

Δω=(2vsωn/c)sin(θ/2)

である。ここでωは光の角振動数、cは光速度、vsは音波の伝播(でんぱ)速度、nは光の屈折率、θは入射波と散乱波のなす角度である。ブリュアン散乱は、見方を変えれば、物質中の音波によって生じた疎密格子によって生ずるブラッグ回折現象と考えてもよい。レーザーの出現によって実験は容易になってきているが、vsはcに比べて非常に小さく、したがってΔωも非常に小さな量で、波長変化をしないレイリー散乱線からのずれは、干渉計を用いて区別できる程度である。ブリュアン散乱において、入射光の強度が非常に強くなると、散乱光の強度が急激に増大する。この現象は誘導ブリュアン散乱とよばれる。




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