Kas ir Tyndall efekts?

Tyndall efekts rodas, kad daļiņas koloīdā vai suspensijā izkliedē gaismu, kas iet cauri. Izkliedes intensitāte ir tiešs koloidālo daļiņu lieluma rezultāts; Tā kā tie ir aptuveni viena gaismas viļņa garuma lielumā, Tyndall efekts ir daudz intensīvāks nekā līdzīgs efekts, kas pazīstams kā Reilija izkliede. Visizplatītākais efekta praktiskais pielietojums ir koloīdu un ultramikroskopisku daļiņu noteikšana. Tyndall efektu var izmantot arī, lai noteiktu gaismu, kas citādi būtu neredzama ar neapbruņotu aci.

Parastā Tyndall efekta demonstrācija ietver caurspīdīga koloīda, piemēram, uz ūdens bāzes, izveidi caurspīdīgā stikla iekšpusē. Kad gaismas stars iziet cauri stiklam, pats stars ir skaidri un redzami norobežots koloīdā. To izraisa garāki viļņu garumi, kas šķērso vielu, savukārt īsāki gaismas viļņi tiek izkliedēti, atstarojot īsāku gaismu atpakaļ skatītājā. Dažos gadījumos izkliede var mainīt uztveramo koloīda krāsu. Milti, kas sajaukti ar ūdeni, piemēram, izskatīsies zilā krāsā, ja tos sagatavos kā koloīdu; tāds pats efekts tiek panākts zilacu indivīdu varavīksnenēs.

Tyndall efektu var droši izmantot, lai noteiktu koloīdus un, attiecīgi, mazas daļiņas koloīdos. Tradicionālajiem mikroskopiem ir grūtības uzņemt attēlus no daļiņām, kuru izmērs ir mazāks par 0.1 mikronu, tāpēc ir grūti noteikt, vai konkrēta viela ir koloīds vai īsts šķīdums. Ja gaismas stars izkliedējas, ejot cauri dzidrai vielai, novērotāji var apstiprināt daļiņu klātbūtni un noteikt, ka viela ir koloīds. Šis princips ir novedis pie ultramikroskopu izstrādes, kas ļauj zinātniekiem novērot daļiņas, kas ir neredzamas pat ar tradicionālā mikroskopa palīdzību. To pašu testu var izmantot, lai iegūtu priekšstatu par daļiņu lielumu koloīdā un tā blīvumu.

Šo efektu var izmantot arī neredzamas gaismas noteikšanai. Tā kā Tyndall efekts izkliedē gaismu ar īsāku viļņa garumu, ir iespējams padarīt infrasarkano gaismu redzamu, izlaižot to caur koloīdu. To var panākt, izpūšot dūmus vai citu gāzveida koloīdu uz aizdomīgu vietu. Daļiņas izkliedēs īsākos, redzamos sarkanos viļņu garumus, ļaujot novērotājiem redzēt sarkanās gaismas staru. Stars būs visredzamākais, skatoties no leņķa, kas ir perpendikulārs gaismas ceļam.