Як фізика, так і хімія вивчають явище, яке допомагає пояснити, чому деякі частинки видно в певний час. Це явище відоме як ефект Тіндаля. Це фізичне явище, яке вивчав ірландський вчений Джон Тіндаль у 1869 році. Відтоді ці дослідження мали численні застосування в галузях фізики та хімії. Вони досліджують частинки, невидимі неозброєним оком. Однак, оскільки вони можуть відбивати або заломлювати світло, вони стають невидимими за певних умов.
У цій статті ми розповімо вам усе, що вам потрібно знати про ефект Тіндалла та його значення для фізики в хімії.
Що таке ефект Тіндалла
Це тип фізичного явища, яке пояснює, як певні частинки, розчинені в розчині чи в газі, можуть стати видимими, оскільки вони здатні відбивати або заломлювати світло. На перший погляд ці частинки здаються невидимими. Однак той факт, що вони можуть розсіювати або поглинати світло по-різному залежно від середовища, в якому вони знаходяться, дозволяє нам розрізнити їх. Їх можна побачити, якщо вони зважені в розчині, і яскравий промінь світла проходить через них перпендикулярно до лінії зору спостерігача.
Якщо світло не проходить через цей контекст, їх не можна побачити. Наприклад, щоб легше це зрозуміти, ми говоримо про такі частинки, як плями пилу. Коли сонце входить через вікно з певним ступенем нахилу, ми можемо побачити плями пилу, що плавають у повітрі. В іншому випадку ці частинки не видно. Їх можна побачити лише тоді, коли сонячне світло потрапляє в приміщення з певним ступенем нахилу та певною інтенсивністю.
Це відомо як ефект Тіндаля. Залежно від точки зору спостерігача, можна побачити частинки, які зазвичай невидимі. Іншим прикладом ефекту Тіндаля є використання автомобільних фар у тумані. Світло, яке вони відкидають на вологу, дозволяє нам бачити завислі частинки води. Інакше ми б бачили лише сам туман.
Важливість та внески
Tanto en física como en química el efecto Tyndall tiene numerosos aportes para ciertos estudios y una gran importancia. Y es que hay gracias a este efecto podemos explicar por qué el cielo es azul. Sabemos que la luz que procede del sol es de color blanca. Sin embargo, cuando entra la atmósfera terrestre, choca con las moléculas de los diferentes gases que la componen. Recordamos que la atmósfera terrestre está compuesta en su mayoría por moléculas de nitrógeno, oxígeno y argón en menor proporción. En unas concentraciones mucho más inferiores se encuentran los gases de efecto invernadero entre los que tenemos el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua, entre otros.
Коли біле світло від сонця потрапляє на всі ці зважені частинки, воно зазнає різного заломлення. Заломлення сонячного світла молекулами кисню в азоті призводить до того, що воно має різні кольори. Ці кольори залежать від довжини хвилі та ступеня заломлення. Найбільше заломлюються фіолетовий та синій кольори, оскільки вони мають коротші довжини хвиль. Саме це надає небу його кольору, і це дуже схоже на те, що відбувається під час ефекту Релея.
Джон Тіндаль також відкрив парниковий ефект завдяки моделюванню земної атмосфери в лабораторії. Початковою метою цього експерименту було точно розрахувати, скільки сонячної енергії досягло Землі та скільки випромінювалося назад у космос поверхнею Землі. Як відомо, не все сонячне випромінювання, яке досягає нашої планети, залишається на ній. Частина його відхиляється хмарами, перш ніж досягти поверхні. Інша частина поглинається парниковими газами. Нарешті, поверхня Землі відхиляє частину падаючого сонячного випромінювання залежно від альбедо кожного типу ґрунту. Після експерименту, проведеного Тіндалем у 1859 році, він зміг відкрити парниковий ефект.
Змінні, що впливають на ефект Тіндалла
Як згадувалося раніше, ефект Тіндаля — це просто розсіювання світла, яке відбувається, коли промінь світла проходить через колоїд. Цей колоїд складається з окремих зважених частинок, які розсіюють і відбивають світло, роблячи його видимим. Змінними, що впливають на ефект Тіндаля, є частота світла та щільність частинок. Величина спостережуваного розсіювання повністю залежить від частоти світла та щільності частинок.
Як і при релеївському розсіянні, синє світло має тенденцію розсіюватися сильніше, ніж червоне світло, оскільки воно має меншу довжину хвилі. Інший спосіб дивитися на це полягає в тому, що передається довша довжина хвилі, тоді як менша довжина хвилі відображається розсіянням. Іншою змінною, яка впливає, є розмір частинок. Це те, що відрізняє колоїд від справжнього рішення. Щоб суміш мала колоїдний тип, частинки, які знаходяться в суспензії, повинні мати приблизний розмір у діапазоні від 1 до 1000 нанометрів у діаметрі.
Давайте розглянемо кілька основних прикладів, коли ми можемо використовувати ефект Тіндалла:
- Коли Вмикаємо світло ліхтаря на склянці молока ми можемо побачити ефект Тіндалла. Найкраще використовувати знежирене молоко або розбавляти молоко з невеликою кількістю води, щоб було видно вплив колоїдних частинок у світловому пучку.
- Іншим прикладом є розсіювання синього світла, яке можна побачити в синьому кольорі диму від мотоциклів або двотактних двигунів.
- Видимий промінь фар у тумані може зробити видимими плаваючі частинки води.
- Цей ефект використовується в комерційних та лабораторних умовах щоб мати можливість визначити розмір аерозольних частинок.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатись більше про ефект Тиндалла.