I både fysik och kemi studeras ett fenomen som hjälper till att förklara varför vissa partiklar är synliga vid vissa tider. Detta fenomen är känt som Tyndall-effekt. Det är ett fysiskt fenomen som studerades av den irländska forskaren John Tyndall 1869. Sedan dess har dessa studier haft många tillämpningar inom fysik och kemi. Och det är att den studerar partiklar som inte är synliga för blotta ögat. Men eftersom de kan reflektera eller bryta ljus blir de osynliga i vissa situationer.
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om Tyndall-effekten och den betydelse den har för fysik inom kemi.
Vad är Tyndall-effekten
Det är en typ av fysiskt fenomen som förklarar hur vissa utspädda partiklar eller i en gas kan bli synliga på grund av att de kan reflektera eller bryta ljus. Om vi tittar på det vid första anblicken kan vi se att dessa partiklar inte är synliga. Men det faktum att kan sprida eller absorbera ljus olika beroende på omgivningen där den ligger, gör det möjligt att skilja dem. De kan ses om de är upphängda i en lösning så länge de korsas tvärs till observatörens visuella plan av en intensiv ljusstråle.
Om ljuset inte passerar genom detta sammanhang kan de inte ses. För att förstå det lättare talar vi till exempel om partiklar som dammfläckar. När solen går in genom fönstret med en viss lutning kan vi se dammfläckar flyta i luften. Dessa partiklar är inte synliga annars. De kan bara ses när solljus kommer in i ett rum med en viss lutning och en viss intensitet.
Detta är vad som kallas Tyndall-effekten. Beroende på observatörens synvinkel kan du se partiklar som normalt inte kan. Ett annat exempel som belyser Tyndall-effekten är när vi använder bilstrålkastare i dimmigt väder. Den belysning som de få utövar på fuktigheten gör det möjligt att se vattenpartiklarna i suspension. Annars skulle vi bara se vad dimman är i sig.
Vikt och bidrag
Både inom fysik och kemi har Tyndall-effekten många bidrag för vissa studier och är av stor betydelse. Och det är tack vare denna effekt att vi kan förklara varför himlen är blå. Vi vet att ljuset som kommer från solen är vitt. Men när jordens atmosfär kommer in kolliderar den med molekylerna i de olika gaserna som bildar den. Vi kommer ihåg att jordens atmosfär består i huvudsak av kväve, syre och argonmolekyler i mindre utsträckning. I mycket lägre koncentrationer finns de växthusgaser som vi har bland annat koldioxid, metan och vattenånga.
När vitt ljus från solen träffar alla dessa suspenderade partiklar genomgår det olika avböjningar. Avvikelsen som ljusstrålen från solen drabbas av med syremolekylerna i kväve får den att ha olika färger. Dessa färger beror på våglängden och graden av avvikelse. De färger som avviker mest är violetta och blå eftersom de har en kortare våglängd. Detta gör himlen till den här färgen.
John Tyndall upptäckte också växthuseffekten tack vare simuleringen av jordens atmosfär i ett laboratorium. Det ursprungliga målet med detta experiment var att beräkna exakt hur mycket solenergi som kom från jorden och hur mycket det var som strålade tillbaka från jordytan till rymden. Som vi vet stannar inte all solstrålning som faller på vår planet. En del av den avböjs av moln innan den når ytan. En annan del absorberas av växthusgaser. Slutligen leder markytan en del av den infallande solstrålningen beroende på albedo för varje jordtyp. Efter experimentet som Tyndall genererade 1859 kunde han upptäcka växthuseffekten.
Variabler som påverkar Tyndall-effekten
Som vi nämnde tidigare, Tyndall-effekten det är inget annat än ljusspridning som uppstår när en ljusstråle passerar genom en kolloid. Denna kolloid är individuella suspenderade partiklar som är ansvariga för att dispergera och reflektera långt, vilket gör dem synliga. Variablerna som påverkar Tyndall-effekten är ljusfrekvensen och partiklarnas densitet. Mängden spridning som kan ses i denna typ av effekt beror helt och hållet på värdena för ljusfrekvensen och partiklarnas densitet.
Som med Rayleigh-spridning tenderar blått ljus att spridas starkare än rött ljus eftersom de har en kortare våglängd. Ett annat sätt att se på det är att det finns en längre våglängd som överförs, medan en kortare reflekteras av spridningen. Den andra variabeln som påverkar är storleken på partiklarna. Det är detta som skiljer en kolloid från en riktig lösning. För att en blandning ska vara av kolloidtyp måste partiklarna som är i suspension ha en ungefärlig storlek i intervallet mellan 1-1000 nanometer i diameter.
Låt oss se några av de viktigaste exemplen där vi kan använda Tyndall-effekten:
- När Vi tänder lampan på ett glas mjölk vi kan se Tyndall-effekten. Det är bäst att använda skummjölk eller späda mjölken med lite vatten så att effekten av de kolloidala partiklarna i ljusstrålen kan ses.
- Ett annat exempel är att sprida blått ljus och kan ses i den blå färgen på rök från motorcyklar eller tvåtaktsmotorer.
- Den synliga strålkastaren i dimman kan göra flytande vattenpartiklar synliga.
- Denna effekt används kommersiella och laboratorieinställningar för att kunna bestämma storleken på aerosolpartiklarna.
Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om Tyndall-effekten.