Efectul Tyndall

Efectul Tyndall creează o atmosferă sugestivă pe acest iaz.

Efectul Tyndall este un fenomen de difuzie a luminii datorat prezenței particulelor , de dimensiuni comparabile cu cele ale lungimilor de undă ale luminii incidente, prezente în sistemele coloidale , în suspensii sau în emulsii .

Fenomenul este ușor de detectat în viața de zi cu zi: de exemplu, prin observarea razelor de lumină atunci când trec prin sisteme în care particulele solide sau lichide (de exemplu, praf sau picături de apă) sunt suspendate sau dispersate. Efectul Tyndall este de asemenea detectabil în oftalmologie după apariția patologică a corpusculaturii (celulelor inflamatorii) a umorului apos prezent în camera anterioară a ochiului . Alunițele albastre apar de această culoare datorită efectului Tyndall. ^[1]

Descoperire și studiu

Echipament folosit de John Tyndall.

Numele vine de la omul de știință irlandez care l-a descris pentru prima dată în secolul al XIX-lea fără să-l explice. Mie a fost cel care a studiat-o riguros în 1908 ( împrăștierea Mie ). Acest efect este utilizat pentru a distinge dispersia luminii acționate de sisteme de natură diferită, adică soluții, coloizi și suspensii; studiul efectului Tyndall permite, de asemenea, dezvoltarea de metode pentru a determina masa și dimensiunea macromoleculelor sau a fumului.

Câteva detalii calitative despre efectul Tyndall

Lumina cu frecvență mai mare (albastră) este împrăștiată mult mai mult decât lumina cu frecvență joasă (roșie) care trece aproape netulburată.

Efectul Tyndall al razelor solare prin ceață

Experiența efectului Tyndall este o întâmplare obișnuită. Se manifestă, de exemplu, atunci când farurile unei mașini sunt aprinse într-o zi cu ceață. Lumina cu lungimi de undă mai mici este mai bine dispersată, astfel încât culoarea luminii împrăștiate capătă o nuanță albastră. În mod similar, dar datorită împrăștierii Rayleigh, cerul capătă o culoare albastru-albăstruie: lumina soarelui este împrăștiată de moleculele aerului și, prin urmare, cerul apare albastru, deoarece este mai difuzat de atmosferă decât galben., Verde și roșu. .

Acest efect apare deoarece, presupunând că picăturile de apă sunt mai mici decât lungimea de undă a luminii incidente, se poate aplica împrăștierea Rayleigh, care este puternic dependentă de lungimea de undă. Rezultatul este că lumina de la capătul albastru al spectrului este puternic difuzată în toate direcțiile (chiar spre observator) în timp ce cea de la capătul roșu al spectrului se propagă aproape netulburată. În consecință, lumina albastră este difuzată în principal către observator, iar cerul apare de culoarea albastră tipică. La apusul soarelui, însă, lumina soarelui parcurge o lungime mai mare în atmosferă, filtrând frecvențele albastre și ajungând la ochiul observatorului la un unghi mai îndepărtat de perpendicular pe direcția sa, colorând apusurile de soare cu roșu.

Cu toate acestea, dacă dorim să comparăm datele experimentale cu teoria, trebuie să considerăm că picăturile de apă prezente în atmosferă au adesea dimensiuni comparabile cu lungimea de undă a luminii vizibile și, prin urmare, este necesar să înlocuim teoria împrăștierii Rayleigh cu teoria lui Mie. împrăștiere , interpretând astfel primul ca un caz special al celui de-al doilea.