Atât în fizică, cât și în chimie, este studiat un fenomen care ajută la explicarea de ce unele particule sunt vizibile în anumite momente. Acest fenomen este cunoscut sub numele de Efectul Tyndall. Este un fenomen fizic care a fost studiat de omul de știință irlandez John Tyndall în 1869. De atunci aceste studii au avut numeroase aplicații în domeniul fizicii și chimiei. Și studiază particulele care nu sunt vizibile cu ochiul liber. Cu toate acestea, deoarece pot reflecta sau refracta lumina, devin invizibile în anumite situații.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre efectul Tyndall și despre importanța pe care acesta o are pentru fizică în chimie.
Care este efectul Tyndall
Este un tip de fenomen fizic care explică modul în care anumite particule diluate sau în interiorul unui gaz pot deveni vizibile datorită faptului că sunt capabile să reflecte sau să refracă lumina. Dacă ne uităm la prima vedere, putem vedea că aceste particule nu sunt vizibile. Cu toate acestea, faptul că poate împrăștia sau absorbi lumina diferit în funcție de mediul în care se află, permite să le distingem. Ele pot fi văzute dacă sunt suspendate într-o soluție, atâta timp cât sunt traversate transversal spre planul vizual al observatorului de un fascicul intens de lumină.
Dacă lumina nu trece prin acest context, nu pot fi văzute. De exemplu, pentru a o înțelege mai ușor, vorbim despre particule precum pete de praf. Când soarele intră prin fereastră cu un anumit grad de înclinație, putem vedea pete de praf plutind în aer. Aceste particule nu sunt vizibile altfel. Ele pot fi văzute numai atunci când lumina soarelui intră într-o cameră cu un anumit grad de înclinație și o anumită intensitate.
Acesta este ceea ce este cunoscut sub numele de efect Tyndall. În funcție de punctul de vedere al observatorului, puteți vedea particule care în mod normal nu pot. Un alt exemplu care evidențiază efectul Tyndall este când folosim faruri auto pe vreme cețoasă. Iluminarea pe care puțini o exercită asupra umidității permite să vadă particulele de apă în suspensie. Altfel, am vedea doar ce este ceața în sine.
Importanță și contribuții
Atât în fizică, cât și în chimie, efectul Tyndall are numeroase contribuții pentru anumite studii și are o mare importanță. Și, datorită acestui efect, putem explica de ce cerul este albastru. Știm că lumina care vine de la soare este albă. Cu toate acestea, atunci când intră atmosfera Pământului, ea se ciocnește cu moleculele diferitelor gaze care o compun. Ne amintim că atmosfera Pământului este compusă mai ales din molecule de azot, oxigen și argon într-o măsură mai mică. În concentrații mult mai mici sunt gazele cu efect de seră printre care avem dioxid de carbon, metan și vapori de apă, printre altele.
Când lumina albă de la soare lovește toate aceste particule suspendate, suferă diferite devieri. Abaterea suferită de fasciculul de lumină de la soare cu moleculele de oxigen din azot face ca acesta să aibă culori diferite. Aceste culori depind de lungimea de undă și de gradul de deviere. Culorile care deviază cel mai mult sunt violet și albastru, deoarece au o lungime de undă mai mică. Acest lucru face ca cerul să aibă această culoare.
John Tyndall a fost, de asemenea, descoperitorul efectului de seră grație simulării atmosferei Pământului într-un laborator. Obiectivul inițial al acestui experiment a fost să calculeze cu precizie câtă energie solară a venit de pe Pământ și cât de mult radia înapoi de la suprafața Pământului în spațiu. După cum știm, nu toată radiația solară care cade pe planeta noastră rămâne. O parte din aceasta este deviată de nori înainte de a ajunge la suprafață. O altă parte este absorbită de gazele cu efect de seră. În cele din urmă, suprafața terestră deviază o parte din radiația solară incidentă în funcție de albedo-ul fiecărui tip de sol. După experimentul pe care l-a generat Tyndall în 1859, a reușit să descopere efectul de seră.
Variabile care afectează efectul Tyndall
După cum am menționat anterior, efectul Tyndall nu este altceva decât împrăștierea luminii care are loc atunci când un fascicul de lumină trece printr-un coloid. Acest coloid este particule individuale suspendate care sunt responsabile de dispersarea și reflectarea îndelungată, făcându-le vizibile. Variabilele care afectează efectul Tyndall sunt frecvența luminii și densitatea particulelor. Cantitatea de împrăștiere care poate fi văzută în acest tip de efect depinde în totalitate de valorile frecvenței luminii și densitatea particulelor.
Ca și în cazul împrăștierii Rayleigh, lumina albastră tinde să se împrăștie mai puternic decât lumina roșie, deoarece au o lungime de undă mai mică. Un alt mod de a o privi este că există o lungime de undă mai mare care este transmisă, în timp ce una mai scurtă este reflectată de împrăștiere. Cealaltă variabilă care afectează este dimensiunea particulelor. Aceasta este ceea ce distinge un coloid de o soluție adevărată. Pentru ca un amestec să fie de tip coloid, particulele aflate în suspensie trebuie să aibă o dimensiune aproximativă între 1 și 1000 nanometri în diametru.
Să vedem câteva dintre principalele exemple în care putem folosi efectul Tyndall:
- Când Aprindem lumina felinarului pe un pahar de lapte putem vedea efectul Tyndall. Cel mai bine este să folosiți lapte degresat sau să diluați laptele cu puțină apă, astfel încât să poată fi văzut efectul particulelor coloidale din fasciculul de lumină.
- Un alt exemplu este cel al împrăștierii luminii albastre și poate fi văzut în culoarea albastră a fumului de la motociclete sau motoarele în doi timpi.
- Fasciculul vizibil al farurilor din ceață poate face vizibile particulele de apă plutitoare.
- Acest efect este utilizat în setările comerciale și de laborator pentru a putea determina dimensiunea particulelor de aerosoli.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre efectul Tyndall.