Cum funcționează efectul Tyndall

Toți ne bucurăm de culorile vibrante văzute în cer la apusul soarelui. în zilele limpezi, putem vedea un cer albastru în timpul zilei; totuși, soarele care stă în picioare vopsește cerul într-o strălucire portocalie. Dacă vizitați plaja în timpul unei serii clare, veți vedea că partea cerului din jurul soarelui este împrăștiată cu galben, portocaliu și roșu, chiar dacă o parte a cerului este încă albastră. Te-ai intrebat vreodata cum natura ar putea juca o astfel de magie inteligenta si sa-ti induca ochiul? Acest fenomen este cauzat de Efectul Tyndall.

Acest articol explică,

1. Ce este efectul Tyndall
2. Cum funcționează efectul Tyndall
3. Exemple de efect Tyndall

Ce este efectul Tyndall

În termeni simpli, efectul Tyndall este împrăștierea luminii cu particule coloidale într-o soluție. Pentru a înțelege mai bine fenomenele, să discutăm despre particulele coloidale.

Particulele coloidale se găsesc în intervalul de mărime de 1-200 nm. Particulele sunt dispersate într-un alt mediu de dispersie și sunt numite faze dispersate. Particulele coloidale sunt de obicei molecule sau agregate moleculare. Acestea pot fi separate în două faze dacă este necesar timpul necesar, fiind, prin urmare, considerați metastabili. Câteva exemple de sisteme coloidale sunt prezentate mai jos. (Citiți mai multe despre coloizi aici.)

Faza dispersată: Mediul de dispersie	Sistemul coloidal - exemple
Solid: Solid	Sol solide - minerale, pietre prețioase, sticlă
Solid: lichid	Sols - apă murdară, amidon în apă, fluide celulare
Solid: gaz	Aerosol de solide - Furtuni de praf, fum
Lichid: lichid	Emulsie - medicină, lapte, șampon
Lichid: Solid	Geluri - unt, jeleuri
Lichid: gaz	Lichide Aerosoli - ceață, ceață
Gaz: solid	Spumă solidă - piatră, cauciuc spongios
Gaz: lichid	Spumă, spumă - apă brută, frisca

Cum funcționează efectul Tyndall

Micile particule coloidale au capacitatea de a împrăștia lumina. Când un fascicul de lumină trece printr-un sistem coloidal, lumina se ciocnește cu particulele și se împrăștie. Această dispersie de lumină creează un fascicul de lumină vizibilă. Această diferență poate fi văzută în mod clar atunci când fasciculele luminoase identice sunt trecute printr-un sistem coloid și o soluție.

Când lumina trece printr-o soluție cu particule de dimensiunea de < 1 nm, the light directly travels through the solution. Hence, the path of the light cannot be seen. These types of solutions are called true solutions. In contrast to a true solution, the colloid particles scatter the light, and the path of the light is clearly visible.

Figura 1: Efectul Tyndall în sticlă opalescentă

Există două condiții care trebuie îndeplinite pentru ca efectul Tyndall să aibă loc.

• Lungimea de undă a fasciculului de lumină folosit ar trebui să fie mai mare decât diametrul particulelor implicate în împrăștiere.
• Ar trebui să existe un decalaj uriaș între indicii de refracție ai fazei dispersate și mediul de dispersie.

Sistemele coloidale pot fi diferențiate prin soluții reale bazate pe acești factori. Deoarece soluțiile adevărate au particule solute foarte mici care nu pot fi deosebite de solvent, acestea nu satisfac condițiile de mai sus. Diametrul și indicele de refracție al particulelor dizolvate sunt extrem de mici; prin urmare, particulele dizolvate nu pot împrăștia lumina.

Fenomenul discutat mai sus a fost descoperit de John Tyndall și a fost numit Efectul Tyndall. Acest lucru este valabil pentru multe fenomene naturale pe care le vedem zilnic.

Exemple de efecte Tyndall

Cerul este unul dintre cele mai populare exemple pentru a explica efectul Tyndall. După cum știm, atmosfera conține miliarde și miliarde de particule mici. Există numeroase particule coloidale printre ele. Lumina de la soare călătorește prin atmosferă pentru a ajunge pe pământ. Lumina albă constă din diferite lungimi de undă care se corelează cu șapte culori. Aceste culori sunt roșii, portocalii, galbene, verzi, albastre, indigo și violete. Din aceste culori, lungimea de undă albastră are o capacitate mai mare de împrăștiere decât altele. Când lumina se deplasează prin atmosferă în timpul unei zile libere, lungimea de undă corespunzătoare culorii albastre devine împrăștiată. Prin urmare, vedem un cer albastru. Cu toate acestea, în timpul apusului soarelui, lumina soarelui trebuie să călătorească o lungime maximă prin atmosferă. Datorită intensității împrăștierii luminii albastre, lumina soarelui conține mai multă lungime de undă care corespunde luminii roșii atunci când ajunge la pământ. Prin urmare, vedem o nuanță roșu-portocalie în jurul soarelui.

Figura 2: Exemplu de efect Tyndall - Sky at Sunset

Când un vehicul călătorește prin ceață, farurile nu se deplasează la o distanță lungă, ca atunci când drumul este limpede. Acest lucru se datorează faptului că ceața conține particule coloidale, iar lumina emisă de farurile vehiculului este împrăștiată și împiedică lumina să se deplaseze mai departe.

O coadă a unei comete apare galben strălucitor, deoarece lumina este împrăștiată de particulele coloidale care rămân în calea cometă.

Este evident că efectul Tyndall este abundent în împrejurimile noastre. Deci, data viitoare când vezi un incident de lumină împrăștiat, știi că este din cauza efectului Tyndall și sunt implicați în el coloizi.

Referinţă:

1. Jprateik. "Efectul Tyndall: Trucuri de împrăștiere". Top Bytes. N.p., 18 ianuarie 2017. Web. 13 februarie 2017.
2. Efectul Tyndall. Chimie LibreTexts. Libretexts, 21 iulie 2016. Web. 13 februarie 2017.

Datorită fotografiei:

1. "8101" (Domeniul Public) prin intermediul Pexels
2. "De ce este albastrul cerului" Prin optic - (CC BY-SA 2.0) prin Wikimedia Commons