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 「ミー散乱により雲は白く見える」などと「ミー散乱、レイリー散乱」という言葉が出てきました。そこでは、ミー散乱、レイリー散乱はぶつかる物質の大きさによるとありました。そこで、
 【疑問1】なぜ、物質の大きさによって、ミー散乱のように全波長が反射されて白く見えたり、レイリー散乱のように短い波長から散乱されていろいろな色に見えるのか?
 【疑問2】雲は非常に小さな水滴からできていますよね。つまり、雲が白く見えるということは光がその非常に小さな水滴にミー散乱しているということですよね。水溜りや海などが白く見えないということはミー散乱していないということですよね。では、なぜ、同じ水滴からできている水溜りや海などではミー散乱していないのでしょうか?
 【疑問3】光が非常に小さな水滴に当たる時に、なぜ光の一部が吸収されないで、全反射するのでしょうか?光が水に当たる時、一部は吸収されたりしますよね。
 以上、大変申し訳ございませんが、高校レベルで教えていただければと思います。どうぞ宜しくお願い致します。

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A 回答 (2件)

まず、ミー散乱は光の波長より大きな球による散乱です。

球以外はダメです。

レイリー散乱は光の波長より小さい物体による散乱です。こっちは形は問いません。

簡単な順に答えてみます。
【疑問3】
もちろん「光が非常に小さな水滴に当たる時」でも吸収されます。ほとんど透明なので無視しているだけでしょう。色水で作った雲のように吸収のある水滴でもミー散乱の計算は可能です。
ややこしくならないように話を限定しているのだと思います。

【疑問2】
水溜りや海は「水滴」からできてはいません。光の散乱は周りと屈折率の違うものがあるときに起きます。海がレイリー散乱をするのは、おそらくプランクトンなどの小さなものがたくさん浮いていて、それが光を散乱していると思います。水溜りが透明なのは水以外何もないからです。もし泡がたくさん浮いていたら白くなるでしょう。

【疑問1】
レイリー散乱は角度依存性が小さいです。つまり、少し目の位置を変えてもあまり明るさは変わりません。それに対して、ミー散乱は角度依存性、波長依存性が非常に大きいです。そのため少し目の位置を変えるだけで色や強度は激しく変わります。テレビの白が赤青緑の3色の混じったものであるのと同じように、目にいろいろな色の光が同時に入ると白く見えます。もし、ものすごく目の分解能がよければ、テレビを虫眼鏡で見たのと同じように、ミー散乱は白ではなくいろいろな色がきらきらと光って見えるとおもいます。

ミー散乱の角度依存性、波長依存性が大きいのは「計算結果がそうなるから」なのですが、無理やり解釈すると次のように言えるかもしれません。
球が大きい場合には光が球の中で何度も反射したり屈折したりする。球の中をぐるぐる回る光もあるようです。
光は波で、2つ以上の波を重ね合わせると干渉して強弱の縞模様をつくります。重ね合わせる波が多いほど縞模様は細かくなります。直接来た光、1回反射した光、2回反射した光…などたくさんの光が全部重ねあわされるのでそれらが干渉して非常に細かい干渉縞になります。このしましまが放射されるため角度依存性が大きくなります。

とりあえずこのぐらいで…
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この回答へのお礼

 dahho様、ご丁寧なご説明ありがとうございます。最近、身近な自然現象についてふと疑問に思ってしまうことがあるのです。自分なりに理解しようと思っても専門に勉強してきたわけではなく、ましてや高校レベルでの理解では難しいことも多々あります。本当にありがとうございました。

お礼日時:2006/01/10 11:53

ミー散乱、レイリー散乱を詳しく説明するにはどうしても電磁気学の知識が必要です。

また、「散乱断面積」などの概念を理解する必要があります。レイリー散乱については大抵の電磁気学の教科書に載っています。ミー散乱については下記のURLを参考にして下さい。

http://www.cybernet.co.jp/maple/example/engineer …

また、わかりやすい説明は、過去の質問にもあります。

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=36827

正直言って、高校レベルで説明し、理解するのは無理だと思います。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。紹介していただいたURLを参考にもっと勉強させていただきます。

お礼日時:2006/01/02 16:17

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Q散乱について教えて下さい。

レイリー散乱とミー散乱の違いについて教えて下さい。
参考になる本などがありましたら、そちらについても教えてください。

Aベストアンサー

レイリー散乱とミー散乱の違いは、基本となる散乱粒子のサイズです。
レイリー散乱は、粒子の径が波長よりも短い場合、一方、ミー散乱の方は、波長よりも長い場合に適応されます。
つまり、レイリー散乱は分子や原子による弾性散乱で、ミー散乱は塵や細胞とかくらいの大きさのものによる散乱です。

よく言われているのは、レイリー散乱の効率は、波長の4乗の逆数に比例します。また、レイリー散乱は基本的に等方散乱です。
ミー散乱の場合散乱効率は、波長の逆数に比例します。が、これは完全な球体の場合で、これくらいの大きさのものだといろいろ形状が複雑なので、ものによって違います。また、ミー散乱は粒子の径が大きいので、散乱光強度の角度分布が条件によって大きく異なります。普通は前方散乱です。

レイリー散乱の方は、ちょっとした光学とか光物性の本とかに載ってます。
ミー散乱の方は、これまで日本語の良い本を見たことがありません。私は、M.Kerkerの"The scattering of light"っていう本で勉強しました。

以上、簡単ですがこんなかんじだと思います。

レイリー散乱とミー散乱の違いは、基本となる散乱粒子のサイズです。
レイリー散乱は、粒子の径が波長よりも短い場合、一方、ミー散乱の方は、波長よりも長い場合に適応されます。
つまり、レイリー散乱は分子や原子による弾性散乱で、ミー散乱は塵や細胞とかくらいの大きさのものによる散乱です。

よく言われているのは、レイリー散乱の効率は、波長の4乗の逆数に比例します。また、レイリー散乱は基本的に等方散乱です。
ミー散乱の場合散乱効率は、波長の逆数に比例します。が、これは完全な球体の場合...続きを読む

Q光の散乱と反射の違いについて

光の反射は散乱の一種と考えてよいのでしょうか。
違いについて教えてください。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

はい。
散乱の一種です。


反射について、ぜひ知っていただきたい物理現象を、下記にピックアップしました。


固定端、自由端の反射
(屈折率の大小関係によって、反射のときの位相のずれ方が違う。例えば、空気中からガラスに当たって反射するのと、ガラス中から空気との境目に当たって反射するときとで、反射の現象が違う。)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E5%B0%84


ブリュースター角
(この角度で反射するとき、光が完全に偏光になる。偏光板で光源の最大50%の光しか偏光に出来ないのに対し、ブリュースター角を応用すると、理論上100%の効率で偏光が作れる)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E8%A7%92


全反射
(これがあるから、光ファイバー技術が存在する)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84



なお、
上記の3つの例で分かるとおり、
光は、非常に不気味な性質を持っています。
つまり、
単純に、丸いものや平たいものに、丸いものが当たって散乱されるのとは大違いです。

なぜ、このような不気味なことが起こるかというと、
光の反射に限らず、透過、屈折、その他の現象というのは、全て、電子と光(フォトン)との相互作用で起こっているからです。(量子電磁力学)

反射というのは、実は、電子がいったんフォトンを受け取って、投げ返してきているんです。

ちょっと横道にそれますが、
透明な物質の中を光が透過する、という現象でさえ、
光が透過しているわけではありません・・・・・
・・・・・って何言ってるかわけがわからないかもしれませんが、
電子がまずフォトンを受け取り、それを次の電子にパスして、それがまた、次の電子にパスされて・・・
の繰り返しで起こっています。

物質には一般に屈折率があり、それは光の速度の減速率です。
ところが、
アインシュタインが光速が誰にとっても一定である、ということを前提に、相対性理論で大成功をしたことからも分かるとおり、世の中に光の速度というのは1種類しかありません。

ですから、透過現象自体も量子電磁力学の出番になります。

勿論、反射もです。

はい。
散乱の一種です。


反射について、ぜひ知っていただきたい物理現象を、下記にピックアップしました。


固定端、自由端の反射
(屈折率の大小関係によって、反射のときの位相のずれ方が違う。例えば、空気中からガラスに当たって反射するのと、ガラス中から空気との境目に当たって反射するときとで、反射の現象が違う。)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E5%B0%84


ブリュースター角
(この角度で反射するとき、光が完全に偏光になる。偏光板で光源の最大50%の光しか偏光に出来...続きを読む

Q光の散乱について、ミー散乱とレイリー散乱の違い

光の散乱には色々あることは知っていますが、それらの違いについて素人の感覚にて理解できる説明をお願いします。
その散乱による視覚との関連性は?

Aベストアンサー

「ミー拡散」は光の波長と同じかそれよりも大きい粒子による光の拡散。
また、ミー拡散は雲が白く見える一因で、チンダル現象も基本的にはミー拡散により発生します。

「レイリー拡散」は、光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱。
レイリー拡散により、太陽光が大気で散乱されることによって、空が青く見えるというものがあります。

まぁ、大気中に有る粒子が光の波長より小さければレイリー拡散が発生し、
同じか大きければミー拡散が発生する…って感じでしょうか。

光の拡散(反射)や、大気中の成分の割合などにより太陽光の通ってくる色も変わってくるので、
分かりやすい視覚の変化はやっぱり空の色でしょうか(・ω・)

Qレイリー散乱

レイリー散乱の効率は、波長の4乗の逆数に比例するといわれていますが、その導出過程を分かりやすく式を使って説明してほしいです。

Aベストアンサー

導出過程をここで全部記すのは無理です.
かなり程度の高い(大学物理学科の2年か3年くらい)電磁気学あるいは光学
のテキストの1節(あるいはもっと),または講義1コマ分くらい,
になってしまいます.

ここでは,式を書くのは(読むのも)非常に苦労するし(^^;)

アウトラインは以下のようなことです.

(A) 誘電性をもった散乱体を双極子とみなす.
入射電磁波の波長λと散乱体の大きさ(直径a)が問題で,
λ>>aなら散乱体に働く電場の大きさはどこでも一定と見なせる
レイリー散乱はこちらの場合.
(時間変化するのはいうまでもない).
λ<<aだとミー散乱になる

(B) 電場のかかった双極子の強制振動方程式を解く.
振動する双極子は電磁波を放出するが,それが散乱される光に相当する.

(C) 散乱断面積を求める.

(D) 電磁波のωと双極子の固有振動のω0の関係を検討

(d1) ω<<ω0 がレイリー散乱
(d2) ω>>ω0 がトムソン散乱
(d3) ω~ω0 が共鳴散乱

今,手許の本では適当なものが見あたりません.
図書館などで,電磁気学あるいは光学の本を探してみてください.

導出過程をここで全部記すのは無理です.
かなり程度の高い(大学物理学科の2年か3年くらい)電磁気学あるいは光学
のテキストの1節(あるいはもっと),または講義1コマ分くらい,
になってしまいます.

ここでは,式を書くのは(読むのも)非常に苦労するし(^^;)

アウトラインは以下のようなことです.

(A) 誘電性をもった散乱体を双極子とみなす.
入射電磁波の波長λと散乱体の大きさ(直径a)が問題で,
λ>>aなら散乱体に働く電場の大きさはどこでも一定と見なせる
レイリー散乱はこちらの場合....続きを読む

Q透過率の計算方法を教えてください。

今、通信講座で化学の勉強をしています。
その講座で以下の問題が出されたのですが、計算の仕方がわからず不正解となりました。
どなたか、解き方を教えてください。

<問題>
ある溶液の光吸収を測定したところ、1cmセルで透過率が96.4%を示した。
この試料を5cmセルで測定した場合、透過率はいくつになるか。
但し、この溶液についてはランバード・ベアーの法則が成立し、検量線は原点を通るものとする。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

透過率だけで計算できます。
たとえば、2 cm の場合、96.4%がさらに96.4%になります。
◎ 1 cm : 0.964
◎ 2 cm : 0.964 × 0.964 = 0.929296
◎ 3 cm : 0.964 ^ 3 =
◎ 5 cm : 0.964 ^ 5 =

Qレイリー散乱とトムソン散乱などの違い

レイリー散乱とトムソン散乱などの違い

こんにちは!
機器分析を勉強しているのですが、
レイリー散乱とトムソン散乱などの違いが分かりません。
簡単な認識としては

入射光と励起光の波長が等しいものがトムソン散乱で
入射光と励起光の波長が違うものが(アンチ)ラマンストークス散乱
入射光と反射光(回折光)の波長が等しいものがレイリー散乱、
入射光と反射光の波長が違うものがコンプトン散乱という認識でいいでしょうか?

それと、コンプトン散乱は運動量が一定という解説がされていましたが、
入射光と反射光との波長が違っているという、これはどういうことでしょうか?

簡単でいいので説明してください。

Aベストアンサー

入射光と散乱光の波長が等しいものを弾性散乱といいます。
入射光と散乱光の波長が違うものを非弾性散乱といいます。

トムソン散乱とレイリー散乱は弾性散乱です。
(アンチ)ラマンストークス散乱とコンプトン散乱は非弾性散乱です。

トムソン散乱とレイリー散乱の違いについては、専門家の人には怒られてしまうかもしれませんけど、「入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長と同じくらいかそれよりも長いときに起こる弾性散乱のことをレイリー散乱と呼び、入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長よりも十分に短いときに起こる弾性散乱のことをトムソン散乱と呼ぶ」というくらいの認識でいいんじゃないかと私は思います。

原子や分子やイオンでは、電子遷移を起こす波長というのは紫外線や可視光線の波長ですから、
可視光線を試料に照射したときに起こるのがレイリー散乱と(アンチ)ラマンストークス散乱で、
X線を試料に照射したときに起こるのがトムソン散乱とコンプトン散乱である、
と考えていいです。


> という認識でいいでしょうか?

試料に照射する光のことを、励起光または入射光と呼びます。つまり励起光と入射光は同じものです。

X線回折実験では、散乱光(散乱X線)が互いに干渉することにより回折光(回折X線)ができます。回折光(回折X線)のことを反射光(反射X線)ということもあります。トムソン散乱は干渉性散乱なので回折が起こりますけど、コンプトン散乱は非干渉性散乱なので回折が起こりません。ですので、コンプトン散乱により出てきた光のことを反射光(反射X線)と呼ぶのは、間違いとまではいいませんけど、避けたほうが無難でしょう。トムソン散乱により出てきた光を反射光(反射X線)または回折光(回折X線)と呼ぶことは、まったく問題ありません。

これらをふまえると、

入射光と散乱光の波長が等しいものがレイリー散乱、
入射光と散乱光の波長が違うものが(アンチ)ラマンストークス散乱、
入射X線と散乱X線の波長が等しいものがトムソン散乱、
入射X線と散乱X線の波長が違うものがコンプトン散乱。

ということになります。


> コンプトン散乱は運動量が一定

運動量が一定、ではなく、運動量の和が一定です(運動量はベクトルなのでベクトル和が一定)。

 入射光の運動量+試料中のある一個の電子の運動量=散乱光の運動量+弾き飛ばされた電子の運動量

左辺の第二項(試料中のある一個の電子の運動量)は、他の三項に比べると無視できるほど小さいので、

 入射光の運動量=散乱光の運動量+弾き飛ばされた電子の運動量

になります。

参考URL:http://www.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld/Part3/P37/Compton_effect.htm

入射光と散乱光の波長が等しいものを弾性散乱といいます。
入射光と散乱光の波長が違うものを非弾性散乱といいます。

トムソン散乱とレイリー散乱は弾性散乱です。
(アンチ)ラマンストークス散乱とコンプトン散乱は非弾性散乱です。

トムソン散乱とレイリー散乱の違いについては、専門家の人には怒られてしまうかもしれませんけど、「入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長と同じくらいかそれよりも長いときに起こる弾性散乱のことをレイリー散乱と呼び、入射光の波長が電子遷移を起こす光の波長よりも十分...続きを読む

Q屈折率と波長と周波数の関係について

はじめまして。
ちょっと困っているので助けてください。

屈折率は入射光の波長に依存しますよね?
一般的な傾向として、波長が長くなると
屈折率は小さくなりますよね?
それで、このことを式で説明しようとしたんですが、

屈折率は真空の光速と媒質中の光速の比なので、
n=c/v
媒質中の光の速度、位相速度は
v=fλ
で、周波数と波長に依存します。

ところが!波長と周波数は逆数の関係なので、
この二つの式を使ってしまうと
屈折率が波長に依存しないことになってしまうのです・・・。
どうかこのあたりの説明をおしえてくださいませんか。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことになる。従ってこの式は周波数をfとして
n=c/v(f)
と表すべきものである。
二番目の式
v(f)=fλ
で、vに周波数依存性があることを考えるとfとλは厳密な反比例な関係でない。
--------
となります。大変失礼を致しました。

なお上記の式だけからでは「赤い光の方が紫の光より屈折率が小さくなる理由」は絶対に出てきません。
その理由を説明するためにはどうしても電場中での媒質の分極を考える必要があります。屈折の原因は既にご承知とのことですので、あとはその部分の理解を深めて頂くのみです。
(1)光が媒質中を通過する場合、周囲の媒質を分極させながら進む。
(2)可視光線の範囲であれば、周波数が高くなるほど分極の影響により光は進みにくくなる。
(3)(2)により光の速度が落ちる、ということは即ち屈折率が上がる、ということである。

(2)ですが、共振現象とのアナロジーで考えれば分かりやすいと思います。いまある物体を天井からひもで釣るし、それにさらに紐を付けて手で揺らすこととします。(A)ごくゆっくり揺らす場合は手にはほとんど力はかけなくて済みます。(B )ところが揺らす周期を短くするとだんだんと力が要るようになります。(C)さらに周期を短くして共振周波数に達すると急に力は要らなくなります。(D)そしてさらに揺らす周期を短くしようとすると、あたかもその錘に引張られるような感覚を受けます。(E)そしてさらにずっと周期を短くすると、錘はまったく動かずに錘と手を結んでいる紐だけが振動するようになります。
可視光線はちょうどこの中で(B)の領域になります。すなわち周波数を高くすると、それにつれて周囲の分極があたかも「粘り着く」ようになり、そのために媒質中の光の速度が落ちるのです。(もっとも、「粘り着く」なんて学問的な表現じゃないですね。レポートや論文でこんな表現をしたら怒られそう・・・)

こんな説明でよろしいでしょうか。

参考となりそうなページ:

「光の分散と光学定数の測定」
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/hikari/section2.htm
同、講義ノート(pdfでダウンロード)
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/kouginote/opt2k.html

"Kiki's Science Message Board" この中の質問[270]
http://www.hyper-net.ne.jp/bbs/mbspro/pt.cgi?room=janeway

過去の議論例(既にご覧になっているかと思いますが)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=140630

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことにな...続きを読む

Q虹はなぜ円形?

最初に,私は物理を高校で習っていませんのでやさしくお願いします。

虹のできる仕組みというのはおぼろげながら分かるような気がするのですが
なぜ円形に見えるんですか?
自分と虹の距離が等距離だからですか?
だったら半球を輪切りにしたというのでわからなくないのですが
さっき見たんですが水によって光が屈折するという水は水蒸気のことですよね?
でも水蒸気は結構大きな塊ですよね?
だったらもっと太く見えてもいいような気がするのですが。

支離滅裂なことを言っていますがどこを勘違いしているのか
またすべて間違っているのであれば簡単な言葉を使って回答をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

最初に、虹がなぜできるかについて簡単に書きます。

太陽光線が空気中に浮かぶ小さな水滴の中で、1回反射
して目に届く経路を考えます。無数の経路が考えられます
が、ただ1つだけ光が集中する状態になるところがあり
ます。

これは「太陽-水滴-目」を結ぶ角度が42度位になる
ところです(赤色光の場合)。そのため、この角度に
揃った場合だけ背景と異なって光が見えることになる
わけです。このとき光の色(波長)によって若干角度が
違うので、人は七色をみることになります。これが虹です。

42度という角度は、水滴が球形であることと、水の
屈折率から決まります。

さて、太陽光線が平行であることを考えると、「太陽-水滴
-目」が42度になる水滴の集団はどういう形を描くで
しょうか。答えは、目を頂点とする円錐形ですね。頂点に
目があるのですから、人間の目には「丸く」見えます。

実は、水滴の中で2回反射するパターンでも同様の現象が
起こります。最初に説明した虹の外側に、淡くて色の順序
が逆のものが見えることがあります。「副虹」といいます。

最初に、虹がなぜできるかについて簡単に書きます。

太陽光線が空気中に浮かぶ小さな水滴の中で、1回反射
して目に届く経路を考えます。無数の経路が考えられます
が、ただ1つだけ光が集中する状態になるところがあり
ます。

これは「太陽-水滴-目」を結ぶ角度が42度位になる
ところです(赤色光の場合)。そのため、この角度に
揃った場合だけ背景と異なって光が見えることになる
わけです。このとき光の色(波長)によって若干角度が
違うので、人は七色をみることになります。これが虹です...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q酸素分子と窒素分子

酸素分子と窒素分子の大きさはどちらが大きいのですか?

なぜこのような質問をしたのかといいますと、車のタイヤに窒素ガスを入れているのですが、以前(空気)と比べて乗り心地がマイルドになっているような気がしまして。確か、気体は分子の種類にかかわらず同じモル数だと体積や圧力が同じような気がしますが。
また、よく言われているガスが漏れにくくなる点や、アルミホイールが腐食されにくくなる点についても分子の大きさが関係しているだろうと思ったからです。

なお、当方少しは大学で化学をかじっておりました。多少難しくても大丈夫です。
ご教授よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

回答としては「酸素分子より窒素分子の方が大きい」です。

…って、これだけじゃあなんなので。


おっしゃるとおり、学校では同じモル数だと体積や圧力が同じと習いますが、
それはあくまで理想気体の場合です。
実際は窒素と酸素では熱による体積膨張には差があります。
更に、タイヤが冷えた状態ではタイヤ内の水分が結露し液体となっていると考えられますが
それに対し、窒素ガスはボンベから入れるので余分な水分が入りません。
水分の気化による体積増加はだいぶ大きいと思いますよ。

また、エア抜けは酸素分子が窒素分子よりも小さいことは一つの理由かもしれませんが、
それよりも窒素は不活性ガスである事の方が大きいと思います。
タイヤのゴムには水素成分が含まれており、これが酸素と結びつくことで
結果的に酸素が抜けていくことになります。

そして、「酸素が水素と結びつく」=「水ができる」ですから、
これがホイールやバルブ、タイヤに入れてあるスチールワイヤーなどの
腐食の原因にもなるのではないでしょうか。


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