丁达尔效应是什么现象 产生原因有哪些

2023-01-02 15:58

丁达尔效应,是指当一束光线透过胶体,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的通路,这种现象即是“丁达尔效应”,也叫“丁达尔现象”,由英国物理学家约翰·丁达尔在1869年研究发现。

什么是丁达尔效应

丁达尔效应,也叫丁达尔现象,或者丁铎尔现象、丁泽尔效应、廷得耳效应。当一束光线透过胶体,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,丁达尔效应的出现从而也寓意着光可被看见。

丁达尔效应在我们的生活中经常可见。比如一般在清晨、日落时分或者雨后云层较多的时候,大气中有雾气或灰尘,刚好太阳投射在上面,被分割成一条条,有时是一大片,显得特别壮观。也有人把这种光线叫做“耶稣光”。

简单来说,当丁达尔效应出现的时候,光就有了形状。

在自然界中,光、空气等本身看不见,也摸不着,而对人类来说又是不可或缺的东西。但是,当丁达尔效应出现的时候,光就有了形状,让人们能真切看到、感受到光的存在。

因此,丁达尔效应已然成了“美好”的代名词,象征所有那些看不见、摸不着、但又真实存在、让人心动、给人力量的美好事物。

丁达尔效应产生的原因

在光的传播过程中,光线照射到粒子时,如果粒子大于入射光波长很多倍,则发生光的反射;如果粒子小于入射光波长,则发生光的散射,这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光,称为散射光或乳光。丁达尔效应就是光的散射现象或称乳光现象。

由于真溶液粒子直径一般不超过1nm,胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间,其直径在1~100nm。小于可见光波长(400nm~700nm),因此,当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。

而对于真溶液,虽然分子或离子更小,但因散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱,因此,真溶液对光的散射作用很微弱。此外,散射光的强度还随分散体系中粒子浓度增大而增强。

一般情况下,人类的可见光波长约在400-700nm之间。而在光的传播过程中,可能会发生以下两种情况:

  1. 光的散射或折射现象:如果分散质的粒子大于入射光的波长,会发生光的反射或折射现象,使体系呈现浑浊;

  2. 光的散射:

①胶体粒子(包括云、雾、烟尘等)的直径一般在1-100nm之间,小于可见光波长,会发生光的散射现象,可以看见散射光或乳白色的光柱;

② 溶液粒子的直径一般不超过1nm,小于可见光波长,会发生光的散射现象。但由于溶液十分均匀,散射光因互相干涉而完全抵消或吸收,看不见散射光。

1896年,英国物理学家约翰·丁达尔首次研究并发现了胶体粒子的散射现象,“丁达尔效应”即来源于此。此后,丁达尔效应成了区分胶体和溶液的一种常用的物理方法,丁达尔效应就是光的散射现象或乳光现象。

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