І в фізиці, і в хімії вивчається явище, яке допомагає пояснити, чому деякі частинки видно в певний час. Це явище відоме як Ефект Тіндалла. Це фізичне явище, яке вивчав ірландський учений Джон Тиндалл у 1869 р. З тих пір ці дослідження мали численні програми у галузі фізики та хімії. І полягає в тому, що він вивчає частинки, які не видно неозброєним оком. Однак, оскільки вони можуть відбивати або заломлювати світло, вони стають невидимими в певних ситуаціях.
У цій статті ми розповімо вам усе, що вам потрібно знати про ефект Тіндалла та його значення для фізики в хімії.
Що таке ефект Тіндалла
Це тип фізичного явища, що пояснює, як певні розведені частинки або всередині газу можуть стати видимими завдяки тому, що вони здатні відбивати або заломлювати світло. Якщо ми подивимось на це на перший погляд, то побачимо, що ці частинки не видно. Однак той факт, що може розсіювати або поглинати світло по-різному залежно від середовища, в якому він знаходиться, це дозволяє їх розрізнити. Їх можна побачити, якщо їх підвісити в розчині до тих пір, поки їх перетинає поперек зорової площини спостерігача інтенсивний промінь світла.
Якщо світло не проходить через цей контекст, їх не можна побачити. Наприклад, щоб легше це зрозуміти, ми говоримо про такі частинки, як плями пилу. Коли сонце входить через вікно з певним ступенем нахилу, ми можемо побачити плями пилу, що плавають у повітрі. В іншому випадку ці частинки не видно. Їх можна побачити лише тоді, коли сонячне світло потрапляє в приміщення з певним ступенем нахилу та певною інтенсивністю.
Це те, що відоме як ефект Тіндалла. Залежно від точки зору спостерігача, ви можете бачити частинки, які зазвичай не можуть. Ще один приклад, який підкреслює ефект Тіндалла, - це коли ми використовуємо автомобільні фари в туманну погоду. Освітлення, яке мало хто робить на вологість, дозволяє бачити частинки води в суспензії. Інакше ми бачили б лише, що таке сам туман.
Важливість та внески
Як у фізиці, так і в хімії ефект Тіндалла має чималий внесок у певні дослідження і має велике значення. І саме завдяки цьому ефекту ми можемо пояснити, чому небо блакитне. Ми знаємо, що світло, яке виходить від сонця, є білим. Однак, потрапляючи в атмосферу Землі, вона стикається з молекулами різних газів, що її складають. Ми пам’ятаємо, що атмосфера Землі в меншій мірі складається з молекул азоту, кисню та аргону. У значно менших концентраціях знаходяться парникові гази, серед яких ми маємо вуглекислий газ, метан та водяна пара, серед інших.
Коли біле світло від сонця потрапляє на всі ці зважені частинки, воно зазнає різних відхилень. Відхилення світлового променя від сонця з молекулами кисню в азоті призводить до того, що воно має різні кольори. Ці кольори залежать від довжини хвилі та ступеня відхилення. Найбільше відхиляються кольори - фіолетовий та синій, оскільки вони мають меншу довжину хвилі. Це робить небо таким кольором.
Джон Тиндалл також був першовідкривачем парникового ефекту завдяки моделюванню атмосфери Землі в лабораторії. Початковою метою цього експерименту було точно розрахувати, скільки сонячної енергії надходить із Землі і скільки саме вона випромінює назад із земної поверхні в космос. Як ми знаємо, не вся сонячна радіація, яка падає на нашу планету, залишається. Частина її відхиляється хмарами, перш ніж вийти на поверхню. Інша частина поглинається парниковими газами. Нарешті, поверхня землі відволікає частину падаючої сонячної радіації залежно від альбедо кожного типу ґрунту. Після експерименту, проведеного Тиндаллом в 1859 році, він зміг виявити парниковий ефект.
Змінні, що впливають на ефект Тіндалла
Як ми вже згадували раніше, ефект Тіндалла це не що інше, як розсіювання світла, яке виникає, коли промінь світла проходить через колоїд. Цей колоїд - це окремі зважені частинки, які відповідають за диспергування та довге відбивання, роблячи їх видимими. Змінними, що впливають на ефект Тіндалла, є частота світла та щільність частинок. Величина розсіювання, яку можна побачити при цьому типі ефекту, повністю залежить від значень частоти світла та щільності частинок.
Як і при релеївському розсіянні, синє світло має тенденцію розсіюватися сильніше, ніж червоне світло, оскільки воно має меншу довжину хвилі. Інший спосіб дивитися на це полягає в тому, що передається довша довжина хвилі, тоді як менша довжина хвилі відображається розсіянням. Іншою змінною, яка впливає, є розмір частинок. Це те, що відрізняє колоїд від справжнього рішення. Щоб суміш мала колоїдний тип, частинки, які знаходяться в суспензії, повинні мати приблизний розмір у діапазоні від 1 до 1000 нанометрів у діаметрі.
Давайте розглянемо кілька основних прикладів, коли ми можемо використовувати ефект Тіндалла:
- Коли Вмикаємо світло ліхтаря на склянці молока ми можемо побачити ефект Тіндалла. Найкраще використовувати знежирене молоко або розбавляти молоко з невеликою кількістю води, щоб було видно вплив колоїдних частинок у світловому пучку.
- Інший приклад - це розпорошення синього світла, яке можна побачити у синьому кольорі диму від мотоциклів або двотактних двигунів.
- Видимий промінь фар у тумані може зробити видимими плаваючі частинки води.
- Цей ефект використовується в комерційних та лабораторних умовах щоб мати можливість визначити розмір аерозольних частинок.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатись більше про ефект Тиндалла.