In zowel fysica als chemie wordt een fenomeen bestudeerd dat helpt verklaren waarom sommige deeltjes op bepaalde momenten zichtbaar zijn. Dit fenomeen staat bekend als Tyndall-effect. Het is een fysisch fenomeen dat in 1869 werd bestudeerd door de Ierse wetenschapper John Tyndall. Sindsdien hebben deze studies talloze toepassingen gehad op het gebied van fysica en scheikunde. En het is dat het enkele deeltjes bestudeert die niet zichtbaar zijn voor het blote oog. Omdat ze echter licht kunnen reflecteren of breken, worden ze in bepaalde situaties onzichtbaar.
In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over het Tyndall-effect en het belang ervan voor fysica in de chemie.
Wat is het Tyndall-effect
Het is een soort fysisch fenomeen dat verklaart hoe bepaalde verdunde deeltjes of in een gas zichtbaar kunnen worden doordat ze licht kunnen reflecteren of breken. Als we er op het eerste gezicht naar kijken, kunnen we zien dat deze deeltjes niet zichtbaar zijn. Het feit dat kan licht verstrooien of absorberen anders, afhankelijk van de omgeving waarin het zich bevindt, kunnen ze worden onderscheiden. Ze kunnen worden gezien als ze in een oplossing zijn opgehangen terwijl ze dwars op het visuele vlak van de waarnemer worden doorlopen door een intense lichtstraal.
Als het licht niet door deze context gaat, kunnen ze niet worden gezien. Om het gemakkelijker te begrijpen hebben we het bijvoorbeeld over deeltjes zoals stofdeeltjes. Als de zon met een zekere hellingshoek door het raam naar binnen komt, kunnen we de stofdeeltjes in de lucht zien zweven. Deze deeltjes zijn verder niet zichtbaar. Ze zijn alleen te zien als zonlicht een kamer binnenkomt met een bepaalde mate van hellingshoek en een bepaalde intensiteit.
Dit is wat bekend staat als het Tyndall-effect. Afhankelijk van het standpunt van de waarnemer, kunt u deeltjes zien die dat normaal niet kunnen. Een ander voorbeeld dat het Tyndall-effect benadrukt, is wanneer we autokoplampen gebruiken bij mistig weer. Door de verlichting die weinigen op de vochtigheid uitoefenen, kunnen we de waterdeeltjes in suspensie zien. Anders zouden we alleen zien wat de mist zelf is.
Belang en bijdragen
In zowel de natuurkunde als de scheikunde heeft het Tyndall-effect talrijke bijdragen aan bepaalde studies en is het van groot belang. En het is dat we dankzij dit effect kunnen verklaren waarom de lucht blauw is. We weten dat het licht dat van de zon komt wit is. Wanneer de atmosfeer van de aarde echter binnenkomt, botst het met de moleculen van de verschillende gassen waaruit het bestaat. We herinneren ons dat de atmosfeer van de aarde in mindere mate voornamelijk uit stikstof-, zuurstof- en argonmoleculen bestaat. In veel lagere concentraties bevinden zich de broeikasgassen waaronder we hebben onder meer kooldioxide, methaan en waterdamp.
Wanneer wit licht van de zon al deze zwevende deeltjes raakt, ondergaat het verschillende afbuigingen. De afbuiging van de lichtbundel van de zon met de zuurstofmoleculen in stikstof zorgt ervoor dat deze verschillende kleuren heeft. Deze kleuren zijn afhankelijk van de golflengte en de mate van afwijking. De kleuren die het meest afwijken zijn violet en blauw omdat ze een kortere golflengte hebben. Dit maakt de lucht deze kleur.
John Tyndall was ook de ontdekker van het broeikaseffect dankzij de simulatie van de atmosfeer van de aarde in een laboratorium. Het oorspronkelijke doel van dit experiment was om precies te berekenen hoeveel zonne-energie er van de aarde kwam en hoeveel het vanaf het aardoppervlak terug naar de ruimte straalde. Zoals we weten, blijft niet alle zonnestraling die op onze planeet valt, aanwezig. Een deel ervan wordt afgebogen door wolken voordat het de oppervlakte bereikt. Een ander deel wordt opgenomen door broeikasgassen. Ten slotte leidt het aardoppervlak een deel van de invallende zonnestraling af, afhankelijk van het albedo van elke bodemsoort. Na het experiment dat Tyndall in 1859 opleverde, kon hij het broeikaseffect ontdekken.
Variabelen die het Tyndall-effect beïnvloeden
Zoals we eerder vermeldden, het Tyndall-effect het is niets meer dan de verstrooiing van licht dat optreedt wanneer een lichtstraal door een colloïde gaat. Deze colloïden zijn individuele zwevende deeltjes die verantwoordelijk zijn voor lang verspreiden en reflecteren, waardoor ze zichtbaar worden. De variabelen die het Tyndall-effect beïnvloeden, zijn de lichtfrequentie en de dichtheid van de deeltjes. De hoeveelheid verstrooiing die bij dit type effect te zien is, hangt volledig af van de waarden van de frequentie van het licht en de dichtheid van de deeltjes.
Net als bij Rayleigh-verstrooiing, heeft blauw licht de neiging sterker te verstrooien dan rood licht omdat ze een kortere golflengte hebben. Een andere manier om ernaar te kijken is dat er een langere golflengte wordt uitgezonden, terwijl een kortere wordt gereflecteerd door de verstrooiing. De andere variabele die van invloed is, is de grootte van de deeltjes. Dit is wat een colloïde onderscheidt van een echte oplossing. Wil een mengsel van het colloïd-type zijn, dan moeten de deeltjes die in suspensie zijn een geschatte grootte hebben in het bereik tussen 1-1000 nanometer in diameter.
Laten we enkele van de belangrijkste voorbeelden bekijken waarin we het Tyndall-effect kunnen gebruiken:
- Wanneer We doen het lantaarnlicht aan op een glas melk we kunnen het Tyndall-effect zien. U kunt het beste magere melk gebruiken of de melk verdunnen met een beetje water zodat het effect van de colloïdale deeltjes in de lichtbundel te zien is.
- Een ander voorbeeld is dat van verstrooid blauw licht en is te zien in de blauwe kleur van rook van motorfietsen of tweetaktmotoren.
- De zichtbare straal van koplampen in de mist kan zwevende waterdeeltjes zichtbaar maken.
- Dit effect wordt gebruikt in commerciële en laboratoriumomgevingen om de grootte van de aerosoldeeltjes te bepalen.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over het Tyndall-effect.