Ефект Тіндаля

Сонячні промені, що проходять крізь туман

Ефект Тіндаля — світіння оптично неоднорідного середовища внаслідок розсіяння світла, яке через нього проходить.

Загальний опис

Може спостерігатись у вигляді світлого конуса на темному фоні (конус Тіндаля) при розгляданні дисперсної системи під певним кутом (зазвичай 90°) до напрямку проходження через неї сфокусованого пучка світла. Ефект Тіндаля був названий іменем фізика та інженера Джона Тіндаля, що дослідив та описав його.

Дисперсія світла при його проходженні через колоїд з частинками, які мають розміри, менші за довжину падаючої світлової хвилі. В першому наближенні інтенсивність розсіяного світла є обернено пропорційною до довжини його хвилі в степені 4. Використовується для визначення розмірів колоїдних частинок та макромолекул. Супроводиться грою барв від світлового потоку.

Історія

Ефект Тіндаля був відкритий 1859 р.ірландським фізиком Джоном Тіндалем у результаті дослідження науковцем взаємодії світлових променів з різними середовищами. Він з'ясував, що при проходженні променів світла через середовище, що містить завись дрібних твердих частинок — наприклад, курне або задимлене повітря, колоїдні розчини, каламутне скло — ефект розсіювання зменшується в міру зміни спектрального забарвлення променя від фіолетово-синьої до жовто-червоної частини спектра. Якщо ж пропустити через каламутне середовище біле, наприклад сонячне, світло, яке містить повний спектр кольорів, то світло в синій частині спектра буде частково розсіюватися, тоді як інтенсивність зелено-жовто червоної частини світла залишиться практично незмінною. Тому, якщо дивитися на розсіяне світло, що вже пройшло крізь замутнене середовища в стороні від джерела світла, то воно (вихідне світло) буде здавитися нам синішим, ніж вхідне світло. Якщо ж дивитися на джерело світла вздовж лінії розсіяння, тобто через мутне середовище, джерело здасться нам червонішим, ніж є насправді. Саме тому димка від лісових пожеж, наприклад, здається нам блакитно-фіолетовою.

Ефект Тіндаля виникає при розсіюванні на завислих частках, розміри яких перевищують розміри атомів в десятки разів. При збільшенні частинок суспензії до розмірів порядку 1 / 20 довжини світлових хвиль (приблизно 25 нм і вище), розсіяння стає поліхромним, тобто світло починає розсіюватися рівномірно по всьому видимому діапазоні кольорів від фіолетового до червоного. У результаті ефект Тіндаля пропадає. Ось чому густий туман або купчасті хмари здаються нам білими — вони складаються з щільної суспензії водяного пилу з діаметром частинок від мікронів до міліметрів, що значно вище порога розсіювання за Тіндалем.

Використання

Аналітична хімія та лабораторні дослідження

Ефект Тіндаля лежить в основі оптичних методів виявлення сполук, він допомагає у визначенні розміру і концентрації частинок у дисперсних системах, які знайшли застосування у фармації.

Найпростіший спосіб відрізнити істинний розчин (як солона вода) від колоїдного(як молоко або розчин крохмалю) — пропустити крізь них промінь світла. У колоїді з'явиться світловий конус, а в істинному розчині промінь залишиться невидимим.

Джерела

• Розсіювання світла [Архівовано 5 вересня 2019 у Wayback Machine.]
• Зимон А. Д., Лещенко Н. Ф. Коллоидная химия. — М., 2001. ^{[сторінка?]}
• Шиц Л. А. Тиндаля эффект. В кн.: Физическая энциклопедия. — М., 1998. — Т. 5. ^{[сторінка?]}
• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0. ^{[сторінка?]}

Посилання

• ТИНДАЛЯ ЕФЕКТ [Архівовано 3 серпня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія