Trong cả vật lý và hóa học, một hiện tượng được nghiên cứu giúp giải thích tại sao một số hạt có thể nhìn thấy được vào những thời điểm nhất định. Hiện tượng này được gọi là Hiệu ứng Tyndall. Đó là một hiện tượng vật lý được nhà khoa học người Ireland John Tyndall nghiên cứu vào năm 1869. Kể từ đó những nghiên cứu này đã có rất nhiều ứng dụng trong lĩnh vực vật lý và hóa học. Và nó nghiên cứu một số hạt không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Tuy nhiên, vì chúng có thể phản xạ hoặc khúc xạ ánh sáng nên chúng trở nên vô hình trong một số tình huống nhất định.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về hiệu ứng Tyndall và tầm quan trọng của nó đối với vật lý trong hóa học.
Hiệu ứng Tyndall là gì
Nó là một loại hiện tượng vật lý giải thích làm thế nào mà một số hạt loãng nhất định hoặc bên trong một chất khí có thể nhìn thấy được do chúng có khả năng phản xạ hoặc khúc xạ ánh sáng. Nếu nhìn sơ qua, chúng ta có thể thấy không nhìn thấy được các hạt này. Tuy nhiên, thực tế là có thể tán xạ hoặc hấp thụ ánh sáng khác nhau tùy thuộc vào môi trường mà nó được đặt, nó cho phép phân biệt chúng. Chúng có thể được nhìn thấy nếu chúng lơ lửng trong một dung dịch trong khi chúng được truyền qua mặt phẳng thị giác của người quan sát theo phương ngang với một chùm ánh sáng cường độ cao.
Nếu ánh sáng không đi qua bối cảnh này, chúng sẽ không thể được nhìn thấy. Ví dụ, để hiểu dễ dàng hơn, chúng ta đang nói về các hạt như hạt bụi. Khi mặt trời chiếu qua cửa sổ với một độ nghiêng nhất định, chúng ta có thể nhìn thấy những hạt bụi bay lơ lửng trong không khí. Các hạt này không thể nhìn thấy được nếu không. Chúng chỉ có thể được nhìn thấy khi ánh sáng mặt trời chiếu vào phòng có độ nghiêng và cường độ nhất định.
Đây là những gì được gọi là hiệu ứng Tyndall. Tùy thuộc vào quan điểm của người quan sát, bạn có thể nhìn thấy các hạt mà bình thường không thể. Một ví dụ khác làm nổi bật hiệu ứng Tyndall là khi chúng ta sử dụng đèn pha ô tô trong thời tiết sương mù. Sự chiếu sáng mà một số ít tác động vào độ ẩm cho phép chúng ta nhìn thấy các hạt nước ở dạng huyền phù. Nếu không, chúng ta sẽ chỉ thấy sương mù là gì.
Tầm quan trọng và đóng góp
Trong cả vật lý và hóa học, hiệu ứng Tyndall có nhiều đóng góp cho các nghiên cứu nhất định và có tầm quan trọng lớn. Và nhờ hiệu ứng này mà chúng ta có thể giải thích tại sao bầu trời lại có màu xanh. Chúng ta biết rằng ánh sáng đến từ mặt trời có màu trắng. Tuy nhiên, khi bầu khí quyển của Trái đất đi vào, nó va chạm với các phân tử của các khí khác nhau tạo nên nó. Chúng ta nhớ rằng bầu khí quyển của Trái đất được cấu tạo chủ yếu bởi các phân tử nitơ, oxy và argon ở một mức độ nhỏ hơn. Ở nồng độ thấp hơn nhiều là các khí nhà kính mà chúng ta có carbon dioxide, mêtan và hơi nước, trong số những thứ khác.
Khi ánh sáng trắng từ mặt trời chiếu vào tất cả các hạt lơ lửng này, nó sẽ trải qua các độ lệch khác nhau. Sự lệch hướng do chùm ánh sáng từ mặt trời với các phân tử oxy trong nitơ làm cho nó có màu sắc khác nhau. Những màu này phụ thuộc vào bước sóng và mức độ sai lệch. Các màu bị lệch nhiều nhất là tím và xanh lam vì chúng có bước sóng ngắn hơn. Điều này làm cho bầu trời có màu này.
John Tyndall cũng là người phát hiện ra hiệu ứng nhà kính nhờ sự mô phỏng bầu khí quyển của Trái đất trong phòng thí nghiệm. Mục tiêu ban đầu của thí nghiệm này là tính toán chính xác bao nhiêu năng lượng mặt trời đến từ Trái đất và bao nhiêu bức xạ trở lại không gian từ bề mặt Trái đất. Như chúng ta biết, không phải tất cả các bức xạ mặt trời rơi xuống hành tinh của chúng ta đều ở lại. Một phần của nó bị các đám mây làm chệch hướng trước khi lên bề mặt. Một phần khác bị hấp thụ bởi khí nhà kính. Cuối cùng, bề mặt trái đất chuyển hướng một phần bức xạ mặt trời tới tùy thuộc vào albedo của từng loại đất. Sau thí nghiệm mà Tyndall tạo ra vào năm 1859, ông đã có thể phát hiện ra hiệu ứng nhà kính.
Các biến ảnh hưởng đến hiệu ứng Tyndall
Như chúng tôi đã đề cập trước đây, hiệu ứng Tyndall nó không là gì khác hơn là sự tán xạ ánh sáng xảy ra khi một chùm ánh sáng đi qua một chất keo. Chất keo này là những hạt lơ lửng riêng lẻ có nhiệm vụ phân tán và phản xạ lâu, khiến chúng có thể nhìn thấy được. Các biến ảnh hưởng đến hiệu ứng Tyndall là tần số ánh sáng và mật độ của các hạt. Lượng tán xạ có thể được nhìn thấy trong loại hiệu ứng này hoàn toàn phụ thuộc vào các giá trị của tần số ánh sáng và mật độ của các hạt.
Cũng như tán xạ Rayleigh, ánh sáng xanh lam có xu hướng tán xạ mạnh hơn ánh sáng đỏ vì chúng có bước sóng ngắn hơn. Một cách khác để xem xét nó là có bước sóng dài hơn được truyền đi, trong khi bước sóng ngắn hơn bị phản xạ bởi sự tán xạ. Các biến khác ảnh hưởng là kích thước của các hạt. Đây là những gì phân biệt một chất keo với một dung dịch thực sự. Để hỗn hợp có dạng keo, các hạt ở thể huyền phù phải có kích thước gần đúng trong khoảng đường kính từ 1-1000 nanomet.
Hãy xem một số ví dụ chính mà chúng ta có thể sử dụng hiệu ứng Tyndall:
- Khi Chúng tôi bật đèn lồng trên một ly sữa chúng ta có thể thấy hiệu ứng Tyndall. Tốt nhất nên dùng sữa tách béo hoặc pha loãng sữa với một ít nước để có thể nhìn thấy hiệu ứng của các hạt keo trong chùm sáng.
- Một ví dụ khác là ánh sáng xanh tán xạ và có thể nhìn thấy trong màu xanh lam của khói từ xe máy hoặc động cơ hai thì.
- Chùm đèn pha có thể nhìn thấy trong sương mù có thể làm cho các hạt nước trôi nổi.
- Hiệu ứng này được sử dụng trong các thiết lập thương mại và phòng thí nghiệm để xác định kích thước của các hạt sol khí.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này bạn có thể hiểu thêm về hiệu ứng Tyndall.