Πώς λειτουργεί το Tyndall Effect
Όλοι μας απολαμβάνουμε τα ζωηρά χρώματα που φαίνονται στον ουρανό το ηλιοβασίλεμα. Σε καθαρές μέρες, μπορούμε να δούμε έναν μπλε ουρανό κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ωστόσο, ο ήλιος που δύει ζωγραφίζει τον ουρανό σε μια πορτοκαλί λάμψη. Εάν επισκεφτείτε την παραλία κατά τη διάρκεια ενός καθαρού απόγευμα, θα δείτε το μέρος του ουρανού γύρω από τη δύση του ήλιου να απλώνεται με κίτρινο, πορτοκαλί και κόκκινο, παρόλο που κάποιο μέρος του ουρανού είναι ακόμα μπλε. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς η φύση μπορούσε να παίξει τόσο έξυπνη μαγεία και να ξεγελάσει το μάτι σας; Αυτό το φαινόμενο προκαλείται από τοΦαινόμενο Tyndall .
Αυτό το άρθρο εξηγεί,
1. Τι είναι το Tyndall Effect
2. Πώς λειτουργεί το Tyndall Effect
3. Παραδείγματα Tyndall Effect
Τι είναι το φαινόμενο Tyndall
Με απλά λόγια, το φαινόμενο Tyndall είναι η σκέδαση του φωτός από κολλοειδή σωματίδια σε ένα διάλυμα. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τα φαινόμενα, ας συζητήσουμε τι είναι τα κολλοειδή σωματίδια.
Τα κολλοειδή σωματίδια βρίσκονται στην περιοχή μεγέθους 1-200 nm. Τα σωματίδια διασπείρονται σε άλλο μέσο διασποράς και ονομάζονται διασπαρμένη φάση. Τα κολλοειδή σωματίδια είναι συνήθως μόρια ή μοριακά συσσωματώματα. Αυτά μπορούν να χωριστούν σε δύο φάσεις εάν δοθεί ο απαιτούμενος χρόνος, επομένως θεωρούνται μετασταθερές. Μερικά παραδείγματα κολλοειδών συστημάτων δίνονται παρακάτω. (Διαβάστε περισσότερα για τα Colloids εδώ.)
| Διασκορπισμένη φάση:Μέσο διασποράς | Κολλοειδή Σύστημα- Παραδείγματα |
| Στερεά:Στερεά | Στερεά λύματα – ορυκτά, πολύτιμοι λίθοι, γυαλί |
| Στερεό:Υγρό | Sols – λασπωμένο νερό, άμυλο στο νερό, κυτταρικά υγρά |
| Στερεά:Αέριο | Αερόλυμα στερεών – Καταιγίδες σκόνης, καπνός |
| Υγρό:Υγρό | Γαλάκτωμα – φάρμακο, γάλα, σαμπουάν |
| Υγρό:Στερεό | Τζελ – βούτυρο, ζελέ |
| Υγρό:Αέριο | Υγρά αερολύματα – ομίχλη, ομίχλη |
| Αέριο:Στερεό | Στερεός αφρός – πέτρα, αφρώδες καουτσούκ |
| Αέριο:Υγρό | Αφρός, Αφρός – σόδα, σαντιγί |
Πώς λειτουργεί το Tyndall Effect
Τα μικροσκοπικά κολλοειδή σωματίδια έχουν την ικανότητα να διασκορπίζουν το φως. Όταν μια δέσμη φωτός διέρχεται από ένα κολλοειδές σύστημα, το φως συγκρούεται με τα σωματίδια και διασκορπίζεται. Αυτή η σκέδαση φωτός δημιουργεί μια ορατή δέσμη φωτός. Αυτή η διαφορά μπορεί να φανεί καθαρά όταν πανομοιότυπες δέσμες φωτός διέρχονται από ένα κολλοειδές σύστημα και ένα διάλυμα.
Όταν το φως διέρχεται από ένα διάλυμα με σωματίδια μεγέθους <1 nm, το φως ταξιδεύει απευθείας μέσα από το διάλυμα. Ως εκ τούτου, το μονοπάτι του φωτός δεν μπορεί να φανεί. Αυτοί οι τύποι λύσεων ονομάζονται αληθινές λύσεις. Σε αντίθεση με μια πραγματική λύση, τα κολλοειδή σωματίδια διασκορπίζουν το φως και η διαδρομή του φωτός είναι καθαρά ορατή.
Εικόνα 1:Το φαινόμενο Tyndall σε ιριδίζον γυαλί
Υπάρχουν δύο προϋποθέσεις που πρέπει να πληρούνται για να εμφανιστεί το φαινόμενο Tyndall.
- Το μήκος κύματος της χρησιμοποιούμενης δέσμης φωτός πρέπει να είναι μεγαλύτερο από τη διάμετρο των σωματιδίων που εμπλέκονται στη σκέδαση.
- Θα πρέπει να υπάρχει ένα τεράστιο χάσμα μεταξύ των δεικτών διάθλασης της διεσπαρμένης φάσης και του μέσου διασποράς.
Τα κολλοειδή συστήματα μπορούν να διαφοροποιηθούν με πραγματικές λύσεις που βασίζονται σε αυτούς τους παράγοντες. Καθώς τα αληθινά διαλύματα έχουν πολύ μικρά σωματίδια διαλυμένης ουσίας που δεν διακρίνονται από τον διαλύτη, δεν πληρούν τις παραπάνω συνθήκες. Η διάμετρος και ο δείκτης διάθλασης των σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας είναι εξαιρετικά μικρές. Ως εκ τούτου, τα σωματίδια διαλυμένης ουσίας δεν μπορούν να διασκορπίσουν το φως.
Το φαινόμενο που συζητήθηκε παραπάνω ανακαλύφθηκε από τον John Tyndall και ονομάστηκε φαινόμενο Tyndall. Αυτό ισχύει για πολλά φυσικά φαινόμενα που βλέπουμε σε καθημερινή βάση.
Παραδείγματα του εφέ Tyndall
Ο ουρανός είναι ένα από τα πιο δημοφιλή παραδείγματα για να εξηγήσει το φαινόμενο Tyndall. Όπως γνωρίζουμε, η ατμόσφαιρα περιέχει δισεκατομμύρια και δισεκατομμύρια μικροσκοπικά σωματίδια. Ανάμεσά τους υπάρχουν αναρίθμητα κολλοειδή σωματίδια. Το φως από τον ήλιο ταξιδεύει μέσω της ατμόσφαιρας για να φτάσει στη γη. Το λευκό φως αποτελείται από διάφορα μήκη κύματος που σχετίζονται με επτά χρώματα. Αυτά τα χρώματα είναι κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λουλακί και βιολετί. Από αυτά τα χρώματα, το μπλε μήκος κύματος έχει μεγαλύτερη ικανότητα σκέδασης από άλλα. Όταν το φως διασχίζει την ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια μιας καθαρής ημέρας, το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στο μπλε χρώμα διασκορπίζεται. Επομένως, βλέπουμε έναν μπλε ουρανό. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του ηλιοβασιλέματος, το φως του ήλιου πρέπει να διανύσει ένα μέγιστο μήκος στην ατμόσφαιρα. Λόγω της έντασης της σκέδασης του μπλε φωτός, το ηλιακό φως περιέχει περισσότερο από το μήκος κύματος που αντιστοιχεί στο κόκκινο φως όταν φτάνει στη γη. Ως εκ τούτου, βλέπουμε μια κοκκινωπό-πορτοκαλί απόχρωση γύρω από τον ήλιο που δύει.
Εικόνα 2:Παράδειγμα του φαινομένου Tyndall – Ουρανός στο ηλιοβασίλεμα
Όταν ένα όχημα ταξιδεύει μέσα στην ομίχλη, οι προβολείς του δεν διανύουν μεγάλη απόσταση όπως όταν ο δρόμος είναι καθαρός. Αυτό συμβαίνει επειδή η ομίχλη περιέχει κολλοειδή σωματίδια και το φως που εκπέμπεται από τους προβολείς του οχήματος διασκορπίζεται και εμποδίζει το φως να ταξιδέψει περαιτέρω.
Η ουρά ενός κομήτη φαίνεται έντονο πορτοκαλί κίτρινο, καθώς το φως διασκορπίζεται από τα κολλοειδή σωματίδια που παραμένουν στο μονοπάτι του κομήτη.
Είναι προφανές ότι το Tyndall Effect είναι άφθονο στο περιβάλλον μας. Έτσι, την επόμενη φορά που θα δείτε ένα περιστατικό σκέδασης φωτός, ξέρετε ότι οφείλεται στο φαινόμενο Tyndall και ότι εμπλέκονται κολλοειδή σε αυτό.
- Jprateik. «Εφέ Tyndall:The Tricks of Scattering». Toppr Byte . N.p., 18 Ιανουαρίου 2017. Web. 13 Φεβρουαρίου 2017.
- "Εφέ Tyndall". Chemistry LibreTexts . Libretexts, 21 Ιουλίου 2016. Web. 13 Φεβρουαρίου 2017.
