I både fysik og kemi undersøges et fænomen, der hjælper med at forklare, hvorfor nogle partikler er synlige på bestemte tidspunkter. Dette fænomen er kendt som Tyndall-effekt. Det er et fysisk fænomen, der blev undersøgt af den irske videnskabsmand John Tyndall i 1869. Siden da har disse undersøgelser haft adskillige anvendelser inden for fysik og kemi. Og det er, at det studerer nogle partikler, der ikke er synlige for det blotte øje. Men fordi de kan reflektere eller bryde lys, bliver de usynlige i visse situationer.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt hvad du behøver at vide om Tyndall-effekten og dens betydning for fysik inden for kemi.
Hvad er Tyndall-effekten
Det er en type fysisk fænomen, der forklarer, hvordan visse fortyndede partikler eller i en gas kan blive synlige på grund af det faktum, at de er i stand til at reflektere eller bryde lys. Hvis vi ser på det ved første øjekast, kan vi se, at disse partikler ikke er synlige. Men det faktum, at kan sprede eller absorbere lys forskelligt afhængigt af det miljø, hvor det er placeret, giver det mulighed for at skelne mellem dem. De kan ses, hvis de er ophængt i en opløsning, mens de krydses på tværs af observatørens visuelle plan af en intens lysstråle.
Hvis lyset ikke passerer gennem denne sammenhæng, kan de ikke ses. For eksempel for at forstå det lettere taler vi om partikler som støvpletter. Når solen kommer ind gennem vinduet med en vis grad af hældning, kan vi se støvpletterne flyde i luften. Disse partikler er ellers ikke synlige. De kan kun ses, når sollys kommer ind i et rum med en vis grad af tilbøjelighed og en vis intensitet.
Dette er det, der er kendt som Tyndall-effekten. Afhængigt af observatørens synspunkt kan du se partikler, der normalt ikke kan. Et andet eksempel, der fremhæver Tyndall-effekten, er når vi bruger billygter i tåget vejr. Den belysning, som de få udøver på fugtigheden, giver os mulighed for at se vandpartiklerne i suspension. Ellers ville vi kun se, hvad selve tågen er.
Betydning og bidrag
I både fysik og kemi har Tyndall-effekten adskillige bidrag til visse studier og stor betydning. Og det er, at takket være denne effekt kan vi forklare, hvorfor himlen er blå. Vi ved, at lyset, der kommer fra solen, er hvidt. Men når Jordens atmosfære trænger ind, kolliderer den med molekylerne i de forskellige gasser, der sammensætter den. Vi husker, at Jordens atmosfære hovedsageligt består af nitrogen, ilt og argonmolekyler i mindre grad. I meget lavere koncentrationer er de drivhusgasser, som vi har blandt andet kuldioxid, metan og vanddamp.
Når hvidt lys fra solen rammer alle disse suspenderede partikler, gennemgår det forskellige afbøjninger. Bøjningen, som lysstrålen udsættes for fra solen med iltmolekylerne i nitrogen, får den til at have forskellige farver. Disse farver afhænger af bølgelængden og graden af afvigelse. De farver, der afviger mest, er violette og blå, da de har en kortere bølgelængde. Dette gør himlen til denne farve.
John Tyndall var også opdageren af drivhuseffekten takket være simuleringen af Jordens atmosfære i et laboratorium. Det oprindelige mål med dette eksperiment var at beregne nøjagtigt, hvor meget solenergi der kom fra Jorden, og hvor meget det var, der strålede tilbage til rummet fra jordens overflade. Som vi ved forbliver ikke al solstrålingen, der falder på vores planet. En del af det afbøjes af skyer, inden det når overfladen. En anden del absorberes af drivhusgasser. Endelig afleder jordoverfladen en del af den indfaldende solstråling afhængigt af albedoen for hver jordtype. Efter eksperimentet, som Tyndall genererede i 1859, var han i stand til at opdage drivhuseffekten.
Variabler, der påvirker Tyndall-effekten
Som vi nævnte før, Tyndall-effekten det er intet andet end spredning af lys, der opstår, når en lysstråle passerer gennem en kolloid. Dette kolloid er individuelle suspenderede partikler, der er ansvarlige for at sprede og reflektere længe, hvilket gør dem synlige. De variabler, der påvirker Tyndall-effekten, er lysfrekvensen og partiklernes tæthed. Mængden af spredning, der kan ses i denne type effekt, afhænger helt af værdierne for lysets frekvens og partiklernes tæthed.
Som med Rayleigh-spredning har blåt lys en tendens til at sprede sig stærkere end rødt lys, fordi de har en kortere bølgelængde. En anden måde at se på det er, at der er en længere bølgelængde, der transmitteres, mens en kortere reflekteres af spredningen. Den anden variabel, der påvirker, er partiklernes størrelse. Dette adskiller et kolloid fra en ægte løsning. For at en blanding kan være af kolloidtypen, skal de partikler, der er i suspension, have en omtrentlig størrelse i området mellem 1-1000 nanometer i diameter.
Lad os se nogle af de vigtigste eksempler, hvor vi kan bruge Tyndall-effekten:
- Hvornår Vi tænder lanternelyset på et glas mælk vi kan se Tyndall-effekten. Det er bedst at bruge skummetmælk eller fortynde mælken med lidt vand, så effekten af de kolloide partikler i lysstrålen kan ses.
- Et andet eksempel er at sprede blåt lys og kan ses i den blå røgfarve fra motorcykler eller totaktsmotorer.
- Den synlige stråle af forlygter i tågen kan gøre flydende vandpartikler synlige.
- Denne effekt anvendes i kommercielle og laboratorieindstillinger for at bestemme størrelsen af aerosolpartiklerne.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om Tyndall-effekten.