تأثير تيندال

في كل من الفيزياء والكيمياء ، تمت دراسة ظاهرة تساعد في تفسير سبب ظهور بعض الجسيمات في أوقات معينة. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأثير تيندال. إنها ظاهرة فيزيائية درسها العالم الأيرلندي جون تيندال في عام 1869. منذ ذلك الحين ، كان لهذه الدراسات تطبيقات عديدة في مجال الفيزياء والكيمياء. وهو أنه يدرس بعض الجسيمات غير المرئية بالعين المجردة. ومع ذلك ، نظرًا لقدرتها على عكس الضوء أو كسره ، فإنها تصبح غير مرئية في مواقف معينة.

في هذه المقالة سوف نخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول تأثير تيندال وأهميته للفيزياء في الكيمياء.

ما هو تأثير تيندال

إنه نوع من الظواهر الفيزيائية التي تشرح كيف يمكن أن تصبح بعض الجسيمات المخففة أو داخل الغاز مرئية بسبب حقيقة أنها قادرة على عكس الضوء أو انكساره. إذا نظرنا إليها للوهلة الأولى ، يمكننا أن نرى أن هذه الجسيمات غير مرئية. ومع ذلك ، فإن حقيقة أن يمكن أن تشتت أو تمتص الضوء بشكل مختلف اعتمادًا على البيئة التي يقع فيها ، فإنه يسمح بتمييزها. يمكن رؤيتها إذا تم تعليقها في محلول أثناء عبورها بشكل عرضي إلى المستوى المرئي للمراقب بواسطة شعاع ضوئي مكثف.

إذا لم يمر الضوء من خلال هذا السياق فلا يمكن رؤيتها. على سبيل المثال ، لفهمها بسهولة أكبر ، نتحدث عن جزيئات مثل بقع الغبار. عندما تدخل الشمس من النافذة بدرجة معينة من الميل يمكننا أن نرى بقع الغبار تطفو في الهواء. هذه الجسيمات غير مرئية بطريقة أخرى. لا يمكن رؤيتها إلا عندما يدخل ضوء الشمس غرفة بدرجة معينة من الميل وشدة معينة.

هذا ما يعرف بتأثير تيندال. اعتمادًا على وجهة نظر المراقب ، يمكنك رؤية الجسيمات التي لا تستطيع ذلك عادةً. مثال آخر يبرز تأثير Tyndall هو عندما نستخدم المصابيح الأمامية للسيارة في طقس ضبابي. تسمح لنا الإضاءة التي يمارسها القليل على الرطوبة برؤية جزيئات الماء في حالة تعليق. خلاف ذلك ، سنرى فقط ما هو الضباب نفسه.

الأهمية والمساهمات

في كل من الفيزياء والكيمياء ، فإن تأثير تيندال له مساهمات عديدة في دراسات معينة وأهمية كبيرة. وبفضل هذا التأثير يمكننا أن نشرح لماذا السماء زرقاء. نحن نعلم أن الضوء الذي يأتي من الشمس أبيض. ومع ذلك ، عندما يدخل الغلاف الجوي للأرض ، فإنه يتصادم مع جزيئات الغازات المختلفة التي يتكون منها. نتذكر أن الغلاف الجوي للأرض يتكون في الغالب من جزيئات النيتروجين والأكسجين والأرجون بدرجة أقل. في تركيزات أقل بكثير توجد غازات الدفيئة التي لدينا من بينها ثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء ، من بين أمور أخرى.

عندما يضرب الضوء الأبيض من الشمس كل هذه الجسيمات المعلقة فإنه يخضع لانحرافات مختلفة. الانحراف الذي يعاني منه شعاع الضوء من الشمس مع جزيئات الأكسجين في النيتروجين يؤدي إلى اختلاف ألوانها. تعتمد هذه الألوان على الطول الموجي ودرجة الانحراف. اللونان الأكثر انحرافًا هما البنفسجي والأزرق نظرًا لأن طولهما الموجي أقصر. هذا يجعل السماء بهذا اللون.

كان جون تيندال أيضًا مكتشفًا لتأثير الدفيئة بفضل محاكاة الغلاف الجوي للأرض في المختبر. كان الهدف الأولي من هذه التجربة هو الحساب الدقيق لمقدار الطاقة الشمسية التي تأتي من الأرض ومقدار تلك التي تشع عائدة إلى الفضاء من سطح الأرض. كما نعلم ، لا يبقى كل الإشعاع الشمسي الذي يسقط على كوكبنا. جزء منه ينحرف بفعل السحب قبل أن يصل إلى السطح. يتم امتصاص جزء آخر بواسطة غازات الاحتباس الحراري. أخيرًا ، يحول سطح الأرض جزءًا من الإشعاع الشمسي الساقط اعتمادًا على البياض لكل نوع من أنواع التربة. بعد التجربة التي أنشأها تيندال في عام 1859 ، تمكن من اكتشاف تأثير الاحتباس الحراري.

المتغيرات التي تؤثر على تأثير تيندال

كما ذكرنا من قبل ، تأثير تيندال إنه ليس أكثر من تشتت الضوء الذي يحدث عندما يمر شعاع من الضوء عبر غرواني. هذا الغرواني عبارة عن جزيئات معلقة فردية مسؤولة عن التشتت والانعكاس لفترة طويلة ، مما يجعلها مرئية. المتغيرات التي تؤثر على تأثير تيندال هي تردد الضوء وكثافة الجسيمات. مقدار التشتت الذي يمكن رؤيته في هذا النوع من التأثير يعتمد كليًا على قيم تردد الضوء وكثافة الجسيمات.

كما هو الحال مع تشتت رايلي ، يميل الضوء الأزرق إلى التشتت بقوة أكبر من الضوء الأحمر لأن طول موجته أقصر. هناك طريقة أخرى للنظر إليها وهي أن هناك طول موجي أطول يتم إرساله ، بينما ينعكس التشتت على الموجة الأقصر. المتغير الآخر الذي يؤثر هو حجم الجسيمات. هذا هو ما يميز الغرواني عن الحل الحقيقي. لكي يكون الخليط من النوع الغرواني ، يجب أن يكون للجسيمات المعلقة حجم تقريبي في نطاق يتراوح بين 1-1000 نانومتر في القطر.

دعنا نرى بعض الأمثلة الرئيسية حيث يمكننا استخدام تأثير Tyndall:

• عندما نشعل ضوء الفانوس على كوب من الحليب يمكننا أن نرى تأثير تيندال. من الأفضل استخدام الحليب الخالي من الدسم أو تخفيف الحليب بقليل من الماء بحيث يمكن رؤية تأثير الجزيئات الغروية في شعاع الضوء.
• مثال آخر هو تشتيت الضوء الأزرق ويمكن رؤيته باللون الأزرق للدخان من الدراجات النارية أو المحركات ثنائية الشوط.
• يمكن للشعاع المرئي من المصابيح الأمامية في الضباب أن يجعل جزيئات الماء العائمة مرئية.
• يستخدم هذا التأثير في الإعدادات التجارية والمخبرية من أجل تحديد حجم جسيمات الهباء الجوي.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن تأثير تيندال.