如何廷德尔效应功(tyndall effect work)

我们大家都喜欢日落时天空中鲜艳的色彩。在晴朗的日子里,我们可以在白天看到一片蓝天;然而,夕阳把天空描绘成了橙色的光芒。如果你在一个晴朗的夜晚去海滩游玩,你会看到夕阳周围的天空布满了黄色、橙色和红色,尽管有些地方天空仍然是蓝色的。你有没有想过大自然怎么会用如此巧妙的魔法欺骗你的眼睛?这种现象是由廷德尔效应引起的。...

我们大家都喜欢日落时天空中鲜艳的色彩。在晴朗的日子里,我们可以在白天看到一片蓝天;然而,夕阳把天空描绘成了橙色的光芒。如果你在一个晴朗的夜晚去海滩游玩,你会看到夕阳周围的天空布满了黄色、橙色和红色,尽管有些地方天空仍然是蓝色的。你有没有想过大自然怎么会用如此巧妙的魔法欺骗你的眼睛?这种现象是由廷德尔效应引起的。

这篇文章解释道,

1.廷德尔效应是什么2。廷德尔效应如何发挥作用3。廷德尔效应的例子

什么是廷德尔效应(tyndall effect)?

简言之,廷德尔效应是溶液中胶体粒子对光的散射。为了更好地理解这些现象,让我们来讨论什么是胶体粒子。

胶粒大小在1-200nm之间。这些粒子分散在另一种分散介质中,称为分散相。胶体颗粒通常是分子或分子**体。如果给定所需的时间,这些可以分为两个阶段,因此被认为是亚稳态的。下面给出了一些胶体系统的例子(请在此处阅读有关胶体的更多信息。)

分散相:分散介质 胶体系统-示例
实心:实心 固体溶胶-矿物、宝石、玻璃
固体:液体 溶胶-浑水、水中淀粉、细胞液
固体:气体 固体气溶胶-沙尘暴、烟雾
液体:液体 乳液-药物、牛奶、洗发水
液体:固体 凝胶-黄油、果冻
液体:气体 液体气溶胶-雾、雾
气体:固体 固体泡沫-石头、泡沫橡胶
气体:液体 泡沫,泡沫-苏打水,鲜奶油

廷德尔效应是如何起作用的

微小的胶状粒子具有散射光的能力。当光束通过胶体系统时,光与粒子碰撞并散射。这种光的散射产生了可见光束。当相同的光束通过胶体系统和溶液时,可以清楚地看到这种差别。

当光通过粒径小于1nm的溶液时,光直接穿过溶液。因此,光的路径是看不见的。这些类型的解决方案称为真正的解决方案。与真正的溶液相比,胶体粒子散射光,光的路径清晰可见。

How Does Tyndall Effect Work - 2

Figure 1: The Tyndall effect in opalescent glass

廷德尔效应的发生必须满足两个条件。

  • 所用光束的波长应大于散射粒子的直径。
  • 分散相的折射率和分散介质之间应该有一个巨大的间隙。

基于这些因素,胶体体系可以通过真正的溶液来区分。由于真正的解决方案有非常小的溶质颗粒,这是无法区分的溶剂,他们不满足上述条件。溶质颗粒的直径和折射率极小;因此,溶质粒子不能散射光。

上述现象是由johntyndall发现的,被称为Tyndall效应。这适用于我们每天看到的许多自然现象。

廷德尔效应的例子

天空是解释廷德尔效应最流行的例子之一。正如我们所知,大气中含有数十亿的微小粒子。其中有无数的胶粒。太阳发出的光穿过大气层到达地球。白光由与七种颜色相关的各种波长组成。这些颜色是红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝和紫色。在这些颜色中,蓝色波长比其他颜色具有更大的散射能力。当光线在晴天穿过大气层时,对应于蓝色的波长会被散射。因此,我们看到了一片蓝天。然而,在日落期间,阳光必须在大气中传播最大长度。由于蓝光的散射强度,当太阳光到达地球时,它包含了更多与红光相对应的波长。因此,我们看到一个红橙色阴影周围的夕阳。

How Does Tyndall Effect Work

Figure 2: Example of Tyndall Effect – Sky at Sunset

当车辆在雾中行驶时,它的前照灯不会像道路畅通时那样行驶很长的距离。这是因为雾中含有胶状颗粒,车辆前照灯发出的光会被散射,阻止光线进一步传播。

彗星的尾部呈现明亮的橙黄色,因为光被留在彗星轨道上的胶体粒子散射。

很明显,廷德尔效应在我们周围的环境中是丰富的。所以下一次当你看到光散射的时候,你知道这是因为廷德尔效应,胶体也参与其中。

参考文献:

  1. 他说廷德尔效应:分散的技巧。N.p.,2017年1月18日,网络。2017年2月13日。
  2. “廷德尔效应”,化学剧本。Libretexts,2016年7月21日,网络。2017年2月13日。

Image Courtesy:

  1. “8101” (Public Domain) via Pexels
  2. “Why is the sky blue” By optick –(CC BY-SA 2.0) via Comm*** Wikimedia

  • 发表于 2021-06-28 12:32
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