Vo fyzike aj v chémii sa študuje jav, ktorý pomáha vysvetliť, prečo sú niektoré častice v určitom čase viditeľné. Tento jav je známy ako Tyndallov efekt. Je to fyzikálny jav, ktorý skúmal írsky vedec John Tyndall v roku 1869. Odvtedy majú tieto štúdie množstvo aplikácií v oblasti fyziky a chémie. A je to tak, že študuje niektoré častice, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Vďaka tomu, že môžu odrážať alebo lámať svetlo, sa však v určitých situáciách stávajú neviditeľnými.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o Tyndallovom efekte a jeho dôležitosti pre fyziku v chémii.
Čo je to Tyndallov efekt
Je to typ fyzikálneho javu, ktorý vysvetľuje, ako môžu byť viditeľné určité zriedené častice alebo vo vnútri plynu vďaka skutočnosti, že sú schopné odrážať alebo lámať svetlo. Ak sa na to pozrieme na prvý pohľad, môžeme vidieť, že tieto častice nie sú viditeľné. Avšak skutočnosť, že môže rozptyľovať alebo absorbovať svetlo odlišne v závislosti od prostredia, v ktorom sa nachádza, umožňuje ich rozlišovať. Môžu byť viditeľné, ak sú zavesené v roztoku, keď sú prechádzané priečne k vizuálnej rovine pozorovateľa intenzívnym lúčom svetla.
Ak svetlo neprechádza týmto kontextom, nemôžu byť videní. Napríklad, aby sme to ľahšie pochopili, hovoríme o časticiach, ako sú škvrny prachu. Keď slnko vstúpi cez okno s určitým stupňom sklonu, môžeme vidieť škvrny prachu plávajúce vo vzduchu. Inak tieto častice nie sú viditeľné. Vidia sa iba vtedy, keď slnečné svetlo vstupuje do miestnosti s určitým stupňom sklonu a určitou intenzitou.
Toto je známe ako Tyndallov efekt. V závislosti od pohľadu pozorovateľa môžete vidieť častice, ktoré sa bežne nedokážu. Ďalším príkladom, ktorý zdôrazňuje Tyndallov efekt, je keď používame reflektory automobilov v hmlistom počasí. Osvetlenie, ktoré máloktoré vyvíja na vlhkosť, nám umožňuje vidieť suspendované častice vody. Inak by sme videli iba to, čo je samotná hmla.
Dôležitosť a príspevky
Vo fyzike aj v chémii má Tyndallov efekt početné príspevky k určitým štúdiám a má veľký význam. A to je to, že vďaka tomuto efektu môžeme vysvetliť, prečo je obloha modrá. Vieme, že svetlo vychádzajúce zo slnka je biele. Keď však zemská atmosféra vstúpi, zrazí sa s molekulami rôznych plynov, ktoré ju tvoria. Pamätáme si, že zemská atmosféra je zložená väčšinou z molekúl dusíka, kyslíka a argónu v menšej miere. V oveľa nižších koncentráciách sú skleníkové plyny, ktoré máme oxid uhličitý, metán a vodné pary.
Keď biele svetlo zo slnka dopadne na všetky tieto suspendované častice, podstupuje rôzne odchýlky. Vychýlenie, ktorému čelí svetelný lúč od slnka s molekulami kyslíka v dusíku, spôsobuje, že má rôzne farby. Tieto farby závisia od vlnovej dĺžky a stupňa odchýlky. Farby, ktoré sa najviac odchyľujú, sú fialová a modrá, pretože majú kratšiu vlnovú dĺžku. Toto robí z oblohy túto farbu.
Objaviteľom skleníkového efektu bol aj John Tyndall vďaka simulácii zemskej atmosféry v laboratóriu. Počiatočným cieľom tohto experimentu bolo presne vypočítať, koľko slnečnej energie pochádza zo Zeme a koľko to bolo, čo vyžarovalo späť do vesmíru z povrchu Zeme. Ako vieme, nezostáva všetko slnečné žiarenie, ktoré dopadá na našu planétu. Jeho časť je pred dosiahnutím povrchu odklonená mrakmi. Ďalšia časť je absorbovaná skleníkovými plynmi. Nakoniec zemský povrch odvádza časť dopadajúceho slnečného žiarenia v závislosti od albeda každého druhu pôdy. Po experimente, ktorý Tyndall vygeneroval v roku 1859, sa mu podarilo objaviť skleníkový efekt.
Premenné, ktoré ovplyvňujú Tyndallov efekt
Ako sme už spomínali, Tyndallov efekt nie je to nič iné ako rozptyl svetla, ku ktorému dochádza, keď lúč svetla prechádza koloidom. Tento koloid sú jednotlivé suspendované častice, ktoré sú zodpovedné za dlhodobé rozptýlenie a odrážanie, vďaka čomu sú viditeľné. Premenné, ktoré ovplyvňujú Tyndallov jav, sú frekvencia svetla a hustota častíc. Množstvo rozptylu, ktoré je možné vidieť pri tomto type účinku, závisí úplne od hodnôt frekvencie svetla a hustoty častíc.
Rovnako ako pri Rayleighovom rozptyle, aj modré svetlo má tendenciu sa rozptyľovať silnejšie ako červené svetlo, pretože má kratšiu vlnovú dĺžku. Ďalším spôsobom, ako sa na to pozerať, je to, že sa prenáša dlhšia vlnová dĺžka, zatiaľ čo kratšia sa odráža rozptylom. Druhou premennou, ktorá ovplyvňuje, je veľkosť častíc. To je to, čo odlišuje koloid od skutočného riešenia. Aby bola zmes koloidného typu, musia mať častice, ktoré sú v suspenzii, približnú veľkosť v rozmedzí od 1 do 1000 XNUMX nanometrov v priemere.
Pozrime sa na niektoré z hlavných príkladov, kde môžeme použiť Tyndallov efekt:
- Kedy Zapneme lampiónové svetlo na pohári mlieka môžeme vidieť Tyndallov efekt. Najlepšie je použiť odstredené mlieko alebo ho zriediť trochou vody, aby bolo možné vidieť vplyv koloidných častíc vo svetelnom lúči.
- Ďalším príkladom je rozptyl modrého svetla, ktorý je viditeľný v modrej farbe dymu z motocyklov alebo dvojtaktných motorov.
- Viditeľný lúč svetlometov v hmle môže zviditeľniť častice plávajúcej vody.
- Tento efekt sa používa komerčné a laboratórne nastavenie aby sa určila veľkosť aerosólových častíc.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o Tyndallovom efekte.