丁達(dá)爾效應(yīng),是指當(dāng)一束光線透過膠體,從垂直入射光方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的通路,這種現(xiàn)象即是“丁達(dá)爾效應(yīng)”,也叫“丁達(dá)爾現(xiàn)象”,由英國物理學(xué)家約翰·丁達(dá)爾在1869年研究發(fā)現(xiàn)。
什么是丁達(dá)爾效應(yīng)
丁達(dá)爾效應(yīng),也叫丁達(dá)爾現(xiàn)象,或者丁鐸爾現(xiàn)象、丁澤爾效應(yīng)、廷得耳效應(yīng)。當(dāng)一束光線透過膠體,從垂直入射光方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的“通路”,丁達(dá)爾效應(yīng)的出現(xiàn)從而也寓意著光可被看見。
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丁達(dá)爾效應(yīng)在我們的生活中經(jīng)??梢?。比如一般在清晨、日落時(shí)分或者雨后云層較多的時(shí)候,大氣中有霧氣或灰塵,剛好太陽投射在上面,被分割成一條條,有時(shí)是一大片,顯得特別壯觀。也有人把這種光線叫做“耶穌光”。
簡單來說,當(dāng)丁達(dá)爾效應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)候,光就有了形狀。
在自然界中,光、空氣等本身看不見,也摸不著,而對人類來說又是不可或缺的東西。但是,當(dāng)丁達(dá)爾效應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)候,光就有了形狀,讓人們能真切看到、感受到光的存在。
因此,丁達(dá)爾效應(yīng)已然成了“美好”的代名詞,象征所有那些看不見、摸不著、但又真實(shí)存在、讓人心動(dòng)、給人力量的美好事物。
丁達(dá)爾效應(yīng)產(chǎn)生的原因
在光的傳播過程中,光線照射到粒子時(shí),如果粒子大于入射光波長很多倍,則發(fā)生光的反射;如果粒子小于入射光波長,則發(fā)生光的散射,這時(shí)觀察到的是光波環(huán)繞微粒而向其四周放射的光,稱為散射光或乳光。丁達(dá)爾效應(yīng)就是光的散射現(xiàn)象或稱乳光現(xiàn)象。
由于真溶液粒子直徑一般不超過1nm,膠體粒子介于溶液中溶質(zhì)粒子和濁液粒子之間,其直徑在1~100nm。小于可見光波長(400nm~700nm),因此,當(dāng)可見光透過膠體時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的散射作用。
而對于真溶液,雖然分子或離子更小,但因散射光的強(qiáng)度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱,因此,真溶液對光的散射作用很微弱。此外,散射光的強(qiáng)度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強(qiáng)。
一般情況下,人類的可見光波長約在400-700nm之間。而在光的傳播過程中,可能會(huì)發(fā)生以下兩種情況:
光的散射或折射現(xiàn)象:如果分散質(zhì)的粒子大于入射光的波長,會(huì)發(fā)生光的反射或折射現(xiàn)象,使體系呈現(xiàn)渾濁;
光的散射:
①膠體粒子(包括云、霧、煙塵等)的直徑一般在1-100nm之間,小于可見光波長,會(huì)發(fā)生光的散射現(xiàn)象,可以看見散射光或乳白色的光柱;
② 溶液粒子的直徑一般不超過1nm,小于可見光波長,會(huì)發(fā)生光的散射現(xiàn)象。但由于溶液十分均勻,散射光因互相干涉而完全抵消或吸收,看不見散射光。
1896年,英國物理學(xué)家約翰·丁達(dá)爾首次研究并發(fā)現(xiàn)了膠體粒子的散射現(xiàn)象,“丁達(dá)爾效應(yīng)”即來源于此。此后,丁達(dá)爾效應(yīng)成了區(qū)分膠體和溶液的一種常用的物理方法,丁達(dá)爾效應(yīng)就是光的散射現(xiàn)象或乳光現(xiàn)象。