丁達爾效應,是指當一束光線透過膠體,從垂直入射光方向可以觀察到膠體裡出現的一條光亮的通路,這種現象即是“丁達爾效應”,也叫“丁達爾現象”,由英國物理學傢約翰·丁達爾在1869年研究發現。
什麼是丁達爾效應
丁達爾效應,也叫丁達爾現象,或者丁鐸爾現象、丁澤爾效應、廷得耳效應。當一束光線透過膠體,從垂直入射光方向可以觀察到膠體裡出現的一條光亮的“通路”,丁達爾效應的出現從而也寓意著光可被看見。
丁達爾效應在我們的生活中經常可見。比如一般在清晨、日落時分或者雨後雲層較多的時候,大氣中有霧氣或灰塵,剛好太陽投射在上面,被分割成一條條,有時是一大片,顯得特別壯觀。也有人把這種光線叫做“耶穌光”。
簡單來說,當丁達爾效應出現的時候,光就有瞭形狀。
在自然界中,光、空氣等本身看不見,也摸不著,而對人類來說又是不可或缺的東西。但是,當丁達爾效應出現的時候,光就有瞭形狀,讓人們能真切看到、感受到光的存在。
因此,丁達爾效應已然成瞭“美好”的代名詞,象征所有那些看不見、摸不著、但又真實存在、讓人心動、給人力量的美好事物。
丁達爾效應產生的原因
在光的傳播過程中,光線照射到粒子時,如果粒子大於入射光波長很多倍,則發生光的反射;如果粒子小於入射光波長,則發生光的散射,這時觀察到的是光波環繞微粒而向其四周放射的光,稱為散射光或乳光。丁達爾效應就是光的散射現象或稱乳光現象。
由於真溶液粒子直徑一般不超過1nm,膠體粒子介於溶液中溶質粒子和濁液粒子之間,其直徑在1~100nm。小於可見光波長(400nm~700nm),因此,當可見光透過膠體時會產生明顯的散射作用。
而對於真溶液,雖然分子或離子更小,但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱,因此,真溶液對光的散射作用很微弱。此外,散射光的強度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強。
一般情況下,人類的可見光波長約在400-700nm之間。而在光的傳播過程中,可能會發生以下兩種情況:
光的散射或折射現象:如果分散質的粒子大於入射光的波長,會發生光的反射或折射現象,使體系呈現渾濁;
光的散射:
①膠體粒子(包括雲、霧、煙塵等)的直徑一般在1-100nm之間,小於可見光波長,會發生光的散射現象,可以看見散射光或乳白色的光柱;
② 溶液粒子的直徑一般不超過1nm,小於可見光波長,會發生光的散射現象。但由於溶液十分均勻,散射光因互相幹涉而完全抵消或吸收,看不見散射光。
1896年,英國物理學傢約翰·丁達爾首次研究並發現瞭膠體粒子的散射現象,“丁達爾效應”即來源於此。此後,丁達爾效應成瞭區分膠體和溶液的一種常用的物理方法,丁達爾效應就是光的散射現象或乳光現象。