光電離とは、太陽からの高エネルギーの光（紫外線やX線など）が大気中の原子や分子に衝突し、それらから電子を弾き飛ばすことによって、陽イオンと自由電子に分離させる現象のこと。
このプロセスは、地上約60～800 kmの上空にある電離層（イオン層）を形成する主要なメカニズムです。
光電離と光解離はどちらも太陽光によって引き起こされますが、原子や分子に与える影響が根本的に異なります。
光電離（Photoionization）
- 現象: 高エネルギーの光子（主に紫外線やX線）が原子や分子に衝突し、電子を弾き飛ばしてイオン化（電荷を持たせる）させます。
- 結果: 化学結合は切れませんが、電荷を持つイオンと電子が生成されます。
- 場所: 主に大気上端付近（電離層）。
- 例: 酸素原子（ O ）が光を吸収して酸素イオン（
O+ ）と電子（
e− ）になる。
O + Photon (UV/X-ray) → O+ + e−
光解離（Photodissociation / Photolysis）
- 現象: 特定の波長の光子（主に紫外線）が分子に吸収され、その分子内の化学結合を破壊します。
- 結果: 分子がより小さな中性の原子や分子に分解（解離）されます。電荷は持ちません。
- 場所: 成層圏（オゾン層）から上空にかけて広く発生します。
- 例: 成層圏でフロンガスやオゾン（
O3 ）が紫外線を浴びて分解される反応。
O3 + Photon (UV) → O2 + O
光電離・光解離の違いまとめ
| 特徴 | 光電離 (Photoionization) | 光解離 (Photodissociation) |
|---|---|---|
| 主な結果 | イオン化（電子を放出） | 分解（結合を切る） |
| 生成物 | イオンと自由電子 | 中性の原子や分子 |
| エネルギー | 非常に高い（X線、極端紫外線） | 比較的低い（紫外線） |
| 主要な場 | 電離層（大気上端） | オゾン層（成層圏）など |
簡単に言うと、「光電離」は電気的な状態（電荷）を変え、「光解離」は物質の構造（化学結合）を変える現象です。
▼他の用語を検索する▼