Nii füüsikas kui keemias uuritakse nähtust, mis aitab selgitada, miks mõned osakesed on teatud kellaaegadel nähtavad. Seda nähtust tuntakse Tyndalli efekt. See on füüsiline nähtus, mida uuris Iiri teadlane John Tyndall aastal 1869. Sellest ajast alates on neid uuringuid olnud palju rakendusi füüsika ja keemia valdkonnas. Ja see on see, et see uurib mõnda osakest, mis pole palja silmaga nähtavad. Kuna nad aga suudavad valgust peegeldada või murda, muutuvad nad teatud olukordades nähtamatuks.
Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma Tyndalli efekti ja selle tähtsuse kohta füüsikas keemias.
Mis on Tyndalli efekt
See on teatud tüüpi füüsikaline nähtus, mis selgitab, kuidas teatud lahjendatud osakesed või gaasi sees võivad muutuda nähtavaks tänu sellele, et nad on võimelised valgust peegeldama või murdma. Kui vaatame seda esmapilgul, näeme, et neid osakesi pole näha. Kuid asjaolu, et võib valgust hajutada või neelata erinevalt sõltuvalt keskkonnast, kus see asub, võimaldab see neid eristada. Neid saab näha, kui nad on lahuses suspendeeritud, kui intensiivne valguskiir läbib neid põiki vaatleja visuaalsele tasapinnale.
Kui valgus ei läbi seda konteksti, ei saa neid näha. Näiteks selle hõlpsamaks mõistmiseks räägime sellistest osakestest nagu tolmukübemed. Kui päike siseneb aknast teatud kaldega, näeme õhus hõljuvaid tolmulaike. Need osakesed pole muidu nähtavad. Neid saab näha ainult siis, kui päikesevalgus siseneb ruumi teatud kalde ja teatud intensiivsusega.
Seda nimetatakse Tyndalli efektiks. Vaatleja vaatenurgast olenevalt võite näha osakesi, mida tavaliselt ei saa. Teine näide, mis toob esile Tyndalli efekti, on kui kasutame uduse ilmaga autolaternaid. Valgustus, mida vähesed õhuniiskusele avaldavad, võimaldab meil näha suspensioonis olevaid veeosakesi. Vastasel juhul näeksime ainult seda, mis udu ise on.
Tähtsus ja panused
Nii füüsikas kui keemias on Tyndalli efektil arvukalt panuseid teatud uuringutesse ja see on väga oluline. Ja see on see, et tänu sellele efektile saame selgitada, miks taevas on sinine. Me teame, et päikesest tulev valgus on valge. Maa atmosfääri sisenedes põrkub see aga kokku selle moodustavate erinevate gaaside molekulidega. Mäletame, et Maa atmosfäär koosneb vähemal määral peamiselt lämmastiku, hapniku ja argooni molekulidest. Palju madalamates kontsentratsioonides asuvad kasvuhoonegaasid teiste hulgas süsinikdioksiid, metaan ja veeaur.
Kui päikese valge valgus tabab kõiki neid hõljuvaid osakesi, läbib see erinevaid läbipaine. Päikese valgusvihu läbipaine lämmastikus sisalduvate hapniku molekulidega põhjustab selle erinevat värvi. Need värvid sõltuvad lainepikkusest ja kõrvalekalde astmest. Kõige rohkem kõrvalekalduvad värvid on violetsed ja sinised, kuna nende lainepikkus on lühem. See muudab taeva seda värvi.
John Tyndall oli ka kasvuhooneefekti avastaja tänu Maa atmosfääri simuleerimisele laboris. Selle katse esialgne eesmärk oli arvutada täpselt, kui palju päikeseenergiat tuli Maalt ja kui palju see kiirgas tagasi Maa pinnalt kosmosesse. Nagu me teame, ei püsi kogu meie planeedile langev päikesekiirgus. Osa sellest on enne pinnale jõudmist pilvede poolt suunatud. Teine osa imendub kasvuhoonegaasidesse. Lõpuks suunab maapind osa langevast päikesekiirgusest sõltuvalt igat tüüpi pinnase albedost. Pärast katset, mille Tyndall genereeris aastal 1859, suutis ta avastada kasvuhooneefekti.
Tyndalli efekti mõjutavad muutujad
Nagu me varem mainisime, Tyndalli efekt see pole midagi muud kui valguse hajumine, mis tekib siis, kui valgusvihk läbib kolloidi. See kolloid on üksikud suspendeeritud osakesed, mis vastutavad pika dispergeerimise ja peegeldamise eest, muutes need nähtavaks. Tyndalli efekti mõjutavad muutujad on valguse sagedus ja osakeste tihedus. Seda tüüpi efektides nähtav hajumise suurus sõltub täielikult valguse sageduse ja osakeste tiheduse väärtustest.
Nagu Rayleigh hajutamisel, kipub sinine valgus hajuma tugevamalt kui punane, kuna nende lainepikkus on lühem. Teine võimalus seda vaadata on see, et edastatav lainepikkus on pikem, hajumine aga kajastab lühemat lainepikkust. Teine mõjutav muutuja on osakeste suurus. See eristab kolloidi tõelisest lahendusest. Et segu oleks kolloid tüüpi, peavad suspensioonis olevate osakeste ligikaudne suurus olema 1–1000 nanomeetri läbimõõduga.
Vaatame mõnda peamist näidet, kus saame kasutada Tyndalli efekti:
- Millal Lülitame laternavalguse piimaklaasile näeme Tyndalli efekti. Parim on kasutada lõssi või lahjendada piima vähese veega, et oleks näha valgusvihus olevate kolloidosakeste mõju.
- Teine näide on sinise valguse hajutamine ja seda võib näha mootorrataste või kahetaktiliste mootorite suitsu sinises värvitoonis.
- Udul olev nähtav tulede kiir võib muuta ujuvad veeosakesed nähtavaks.
- Seda efekti kasutatakse kaubanduslikes ja laboratoorsetes seadetes aerosooli osakeste suuruse määramiseks.
Loodan, et selle teabe abil saate Tyndalli efekti kohta lisateavet.