Hvordan virker Tyndall Effect

Alle av oss kan nyte de levende farger som ses i himmelen ved solnedgang. På klare dager kan vi se en blå himmel om dagen; Imidlertid maler innstillingssolen himmelen i en oransje glans. Hvis du besøker stranden på en klar kveld, vil du se delen av himmelen rundt solnedgangen er spredt med gul, oransje og rød, selv om en del av himmelen fortsatt er blå. Har du noen gang lurt på hvordan naturen kan spille så smart magi og lure øyet? Dette fenomenet er forårsaket av Tyndall Effect.

Denne artikkelen forklarer,

1. Hva er Tyndall Effect
2. Hvordan virker Tyndall Effect
3. Eksempler på Tyndall-effekt

Hva er Tyndall Effect

Enkelt sagt er Tyndall Effect spredning av lys av kolloidale partikler i en løsning. For å forstå fenomenene bedre, la oss diskutere hvilke kolloide partikler som er.

Kolloidale partikler finnes innenfor størrelsesområdet 1-200 nm. Partiklene dispergeres i et annet dispersjonsmedium og kalles dispergert fase. Kolloidale partikler er vanligvis molekyler eller molekylære aggregater. Disse kan skilles i to faser hvis det er nødvendig med tid, og anses derfor metastabile. Noen eksempler på kolloidale systemer er gitt nedenfor. (Les mer om Colloids her.)

Dispersjonsfase: Dispersjonsmedium	Kolloidal System-Eksempler
Solid: Solid	Solid solstråler - mineraler, edelstener, glass
Fast: Væske	Soler - gjørmete vann, stivelse i vann, cellevæsker
Fast: Gass	Aerosol av faste stoffer - Støv stormer, røyk
Væske: Væske	Emulsjon - medisin, melk, sjampo
Væske: Fast	Gels - smør, gelé
Væske: Gass	Flytende aerosoler - tåke, tåke
Gass: Fast	Solid skum - stein, skumgummi
Gass: Væske	Skum, Skum - brusvann, pisket krem

Hvordan virker Tyndall Effect

De små kolloidale partiklene har muligheten til å spre lys. Når en stråle av lys passerer gjennom et kolloidalt system, kolliderer lyset med partiklene og sprer seg. Denne spredningen av lys skaper en synlig lysstråle. Denne forskjellen kan tydelig ses når identiske lysbjelker føres gjennom et kolloidsystem og en løsning.

Når lyset passerer gjennom en løsning med partikler i størrelsen på < 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.

Figur 1: Tyndall-effekten i opaliserende glass

Det er to forhold som må oppfylles for at Tyndall-effekten skal skje.

• Bølgelengden til lysstrålen som brukes skal være større enn diameteren av partiklene involvert i spredning.
• Det bør være et stort gap mellom brytningsindeksene i den dispergerte fase og dispersjonsmediet.

Kolloidale systemer kan differensieres av sanne løsninger basert på disse faktorene. Som sanne løsninger har svært små oppløste partikler som ikke kan skille seg fra løsningsmidlet, tilfredsstiller de ikke de ovennevnte betingelser. Diameteren og brytningsindeksen for oppløste partikler er ekstremt små; Derfor kan oppløste partikler ikke spre lys.

Det ovenfor diskuterte fenomenet ble oppdaget av John Tyndall og ble kalt Tyndall Effect. Dette gjelder mange naturlige fenomener vi ser på daglig basis.

Eksempler på Tyndall Effect

Himmelen er et av de mest populære eksempelene for å forklare Tyndall Effect. Som vi vet, inneholder atmosfæren milliarder og milliarder småpartikler. Det er utallige kolloidale partikler blant dem. Lyset fra solen beveger seg gjennom atmosfæren for å nå jorden. Det hvite lyset består av forskjellige bølgelengder som korrelerer til syv farger. Disse fargene er røde, oransje, gule, grønne, blå, indigo og fiolette. Ut av disse fargene har den blå bølgelengden en større spredningskapasitet enn andre. Når lyset beveger seg gjennom atmosfæren i løpet av en klar dag, blir bølgelengden som tilsvarer den blå fargen spredt. Derfor ser vi en blå himmel. Under solnedgangen må sollyset imidlertid reise maksimal lengde gjennom atmosfæren. På grunn av intensiteten av spredning av det blå lyset, inneholder sollyset mer av bølgelengden som tilsvarer rødt lys når det når jorden. Derfor ser vi en rødaktig oransje fargeskygge rundt solnedgangen.

Figur 2: Eksempel på Tyndall-effekt - Himmel ved solnedgang

Når et kjøretøy beveger seg gjennom tåken, kjører ikke strålelysene langt unna som det gjør når veien er klar. Dette skyldes at tåken inneholder kolloidale partikler og lyset fra kjøretøyets frontlykter blir spredt og hindrer at lyset går videre.

En hale av kometen ser lyse orangishgul, da lyset er spredt av kolloidale partikler som forblir i kometenes vei.

Det er tydelig at Tyndall Effect er rikelig i våre omgivelser. Så neste gang du ser en hendelse av lysfordeling vet du at det er på grunn av Tyndall Effect, og kolloider er involvert i det.

Henvisning:

1. Jprateik. "Tyndall Effect: The Triks of Scattering." Toppr Bytes. N.p., 18 Jan. 2017. Web. 13. februar 2017.
2. "Tyndall Effect." Kjemi LibreTexts. Libretexts, 21. juli 2016. Web. 13. februar 2017.

Bilde Courtesy:

1. "8101" (Public Domain) via Pexels
2. "Hvorfor er himmelen blå" Ved optikk - (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia