Ve fyzice i chemii se studuje fenomén, který pomáhá vysvětlit, proč jsou některé částice v určité době viditelné. Tento jev je znám jako Tyndallův efekt. Jedná se o fyzikální jev, který studoval irský vědec John Tyndall v roce 1869. Od té doby mají tyto studie řadu aplikací v oblasti fyziky a chemie. A to je to, že studuje některé částice, které nejsou viditelné pouhým okem. Protože však mohou odrážet nebo lámat světlo, stávají se v určitých situacích neviditelnými.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o Tyndallově efektu a jeho významu pro fyziku v chemii.
Co je Tyndallův efekt
Jedná se o typ fyzikálního jevu, který vysvětluje, jak se určité zředěné částice nebo uvnitř plynu mohou stát viditelnými díky skutečnosti, že jsou schopné odrážet nebo lámat světlo. Když se na to podíváme na první pohled, vidíme, že tyto částice nejsou viditelné. Avšak skutečnost, že může rozptylovat nebo absorbovat světlo odlišně v závislosti na prostředí, ve kterém se nachází, umožňuje jejich rozlišení. Mohou být vidět, pokud jsou zavěšeny v roztoku, zatímco jsou procházeny příčně k vizuální rovině pozorovatele intenzivním paprskem světla.
Pokud světlo neprochází tímto kontextem, nelze je vidět. Například, abychom tomu lépe porozuměli, mluvíme o částicích, jako jsou skvrny prachu. Když slunce vstupuje oknem s určitým stupněm sklonu, vidíme ve vzduchu plovoucí skvrny prachu. Jinak tyto částice nejsou viditelné. Mohou být viditelné pouze tehdy, když sluneční světlo vstupuje do místnosti s určitým stupněm sklonu a určitou intenzitou.
Tomu se říká Tyndallův efekt. V závislosti na úhlu pohledu pozorovatele můžete vidět částice, které běžně nevidí. Dalším příkladem, který zdůrazňuje Tyndallův efekt, je když používáme světlomety v mlhavém počasí. Osvětlení, které málo lidí působí na vlhkost, nám umožňuje vidět vodní částice v suspenzi. Jinak bychom viděli jen to, co je samotná mlha.
Důležitost a příspěvky
Ve fyzice i chemii má Tyndallův efekt četné příspěvky k určitým studiím a má velký význam. A díky tomu můžeme vysvětlit, proč je obloha modrá. Víme, že světlo vycházející ze slunce je bílé. Když však zemská atmosféra vstoupí, srazí se s molekulami různých plynů, které ji tvoří. Pamatujeme si, že zemská atmosféra je složena převážně z molekul dusíku, kyslíku a argonu v menší míře. V mnohem nižších koncentracích jsou skleníkové plyny, mezi nimiž máme oxid uhličitý, metan a vodní pára.
Když bílé světlo ze slunce zasáhne všechny tyto suspendované částice, prochází různými výchylkami. Vychýlení světelného paprsku ze slunce s molekulami kyslíku v dusíku způsobuje, že má různé barvy. Tyto barvy závisí na vlnové délce a stupni odchylky. Barvy, které se nejvíce odchylují, jsou fialové a modré, protože mají kratší vlnovou délku. Díky tomu je obloha touto barvou.
John Tyndall byl také objevitelem skleníkového efektu díky simulaci zemské atmosféry v laboratoři. Prvotním cílem tohoto experimentu bylo přesně spočítat, kolik sluneční energie pochází ze Země a kolik to vyzařuje zpět do vesmíru ze zemského povrchu. Jak víme, ne všechno sluneční záření, které dopadá na naši planetu, zůstává. Část je před dosažením povrchu odkloněna mraky. Další část pohlcují skleníkové plyny. Nakonec povrch země odvádí část dopadajícího slunečního záření v závislosti na albedu každého druhu půdy. Po experimentu, který Tyndall vytvořil v roce 1859, byl schopen objevit skleníkový efekt.
Proměnné, které ovlivňují Tyndallův efekt
Jak jsme již zmínili dříve, Tyndallův efekt není to nic jiného než rozptyl světla, ke kterému dochází, když paprsek světla prochází koloidem. Tento koloid jsou jednotlivé suspendované částice, které jsou zodpovědné za dlouhodobé rozptylování a odrážení, díky čemuž jsou viditelné. Proměnné, které ovlivňují Tyndallův jev, jsou frekvence světla a hustota částic. Množství rozptylu, které lze při tomto typu účinku pozorovat, závisí zcela na hodnotách frekvence světla a hustoty částic.
Stejně jako u Rayleighova rozptylu má modré světlo tendenci se rozptylovat silněji než červené světlo, protože má kratší vlnovou délku. Dalším způsobem, jak se na to dívat, je to, že se přenáší delší vlnová délka, zatímco kratší se odráží rozptylem. Druhou proměnnou, která ovlivňuje, je velikost částic. To je to, co odlišuje koloid od skutečného řešení. Aby směs byla koloidního typu, musí mít částice, které jsou v suspenzi, přibližnou velikost v rozmezí od 1 do 1000 XNUMX nanometrů v průměru.
Podívejme se na některé z hlavních příkladů, kde můžeme použít Tyndallův efekt:
- Kdy Zapneme lucernu na sklenici mléka můžeme vidět Tyndallův efekt. Nejlepší je použít odstředěné mléko nebo mléko zředit trochou vody, aby byl viditelný účinek koloidních částic ve světelném paprsku.
- Dalším příkladem je rozptyl modrého světla, který lze vidět v modré barvě kouře z motocyklů nebo dvoutaktních motorů.
- Viditelný paprsek světlometů v mlze může zviditelnit částice plovoucí vody.
- Tento efekt se používá komerční a laboratorní nastavení za účelem stanovení velikosti aerosolových částic.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Tyndallově efektu.