丁達(dá)爾效應(yīng)
丁達(dá)爾效應(yīng)(Tindal effect)它最初是由英國(guó)物理學(xué)家約翰寫(xiě)的·丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)了它,因此得名,也被稱(chēng)為“丁達(dá)爾現(xiàn)象”,或者“丁鐸爾現(xiàn)象”丁澤爾效應(yīng)”廷得耳效應(yīng)”是指當(dāng)一束光穿過(guò)膠體時(shí),從垂直入射光的方向可以在膠體中觀(guān)察到一束亮光“通路”現(xiàn)象,廷德?tīng)栃?yīng)的出現(xiàn)也暗示了光是可以看見(jiàn)的。
攝影也被稱(chēng)為廷德?tīng)栃?yīng)“耶穌光”一般出現(xiàn)在凌晨、日落時(shí)分或雨后云多的時(shí)候,大氣中有霧或塵埃,陽(yáng)光正好投射在上面,分成一條條,有時(shí)成一大片,特別壯觀(guān)。
基本介紹
廷德?tīng)栃?yīng)是由英國(guó)物理學(xué)家約翰首先發(fā)現(xiàn)的·丁達(dá)爾(John Tindal, 1820~1893) 在1869年首次被發(fā)現(xiàn)并被實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)光通過(guò)膠體時(shí),由于膠體顆粒對(duì)光的散射, 會(huì)在膠體中形成亮光“通路”廷德?tīng)栃?yīng)是區(qū)分膠體和溶液的常用物理方法。
產(chǎn)生原因
在光的傳播過(guò)程中,當(dāng)光照射到粒子上時(shí),如果粒子比入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng)很多倍,就會(huì)發(fā)生光的反射;如果粒子小于入射光的波長(zhǎng),就會(huì)發(fā)生光散射此時(shí)觀(guān)察到光波在粒子周?chē)椛洌Q(chēng)為散射光或乳狀光。Tindal效應(yīng)本質(zhì)上是一種光散射現(xiàn)象或乳光現(xiàn)象。因?yàn)檎嫒芤毫W拥陌霃揭话阈∮?nm,膠體粒子介于溶液中溶質(zhì)粒子和混濁液體粒子之間,其半徑為1~100nm。小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)(400 nm to 700 nm)因此,當(dāng)可見(jiàn)光通過(guò)膠體時(shí),會(huì)產(chǎn)生明顯的散射效應(yīng)。對(duì)于實(shí)溶液,分子或離子較小,散射光的強(qiáng)度隨著散射粒子體積的減小而明顯減弱,所以實(shí)溶液對(duì)光的散射作用很弱。光線(xiàn)通過(guò)懸浮液時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)光路,但由于懸浮液中的粒子對(duì)光線(xiàn)的阻礙太大,所以光路很短。此外,散射光的強(qiáng)度隨著分散體系中顆粒濃度的增加而增加,所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)膠體濃度不能太稀。
實(shí)際應(yīng)用
膠體有明顯的丁達(dá)爾現(xiàn)象,而溶液幾乎沒(méi)有因此,在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常利用廷德?tīng)柆F(xiàn)象來(lái)區(qū)分膠體和溶液。除了廷德?tīng)栃?yīng),還有半透膜法區(qū)分膠體和溶液。
實(shí)驗(yàn)例證
丁達(dá)爾現(xiàn)象
1869年,丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn),當(dāng)一束聚焦的光束穿過(guò)溶膠時(shí),從側(cè)面可以看到一個(gè)發(fā)光的圓錐體,這就是廷德?tīng)栃?yīng)。其他分散體系也能產(chǎn)生類(lèi)似現(xiàn)象,但遠(yuǎn)不如膠體明顯。可見(jiàn)光的波長(zhǎng)通常在400到700納米之間當(dāng)光進(jìn)入色散系統(tǒng)時(shí),一部分自由通過(guò),一部分被吸收、反射或散射,可能會(huì)出現(xiàn)以下三種情況。
1)當(dāng)光束通過(guò)粗色散系統(tǒng)時(shí),由于色散的粒子大于入射光的波長(zhǎng),主要發(fā)生反射或折射,系統(tǒng)出現(xiàn)渾濁。
2)光線(xiàn)通過(guò)膠體溶液時(shí),分散質(zhì)顆粒的直徑一般在1 ~ 100 nm之間,小于入射光的波長(zhǎng),且以散射為主,可見(jiàn)乳白色光柱,產(chǎn)生Tindal現(xiàn)象。
3)當(dāng)光束通過(guò)分子溶液時(shí),由于溶液非常均勻,散射光因相互干涉而完全抵消,散射光不可見(jiàn)。
暗室現(xiàn)象
在暗室中,讓平行光束穿過(guò)一個(gè)肉眼完全透明的膠體從垂直于光束的方向,我們可以觀(guān)察到一個(gè)渾濁而閃亮的光束,有粒子在閃爍。膠體中分散質(zhì)顆粒的直徑小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)入射光的電磁波使粒子中的電子以與入射光波相同的頻率振動(dòng),使粒子像新光源一樣向各個(gè)方向發(fā)射相同頻率的光波。如在黑暗中看到的探照燈光、晴天天空中的藍(lán)色是粒子對(duì)光的散射。
樹(shù)林現(xiàn)象
清晨,在茂密的森林中,經(jīng)常可以看到一串光束穿透枝葉,類(lèi)似于這種自然現(xiàn)象,也是廷達(dá)爾現(xiàn)象。這是因?yàn)樵啤㈧F、煙塵是膠體,但這些膠體的分散劑是空氣,分散質(zhì)是微小的粉塵或液滴。
耶穌光

耶穌光也是一種Tindal現(xiàn)象,由大氣中的霧或塵埃形成當(dāng)陽(yáng)光照射下來(lái),投射在上面,光線(xiàn)的線(xiàn)條就可以清晰的看到另外,太陽(yáng)是大面積發(fā)光的,所以不會(huì)只是一點(diǎn)點(diǎn),而是一整幅壯麗的畫(huà)面。這種給景觀(guān)帶來(lái)圣潔寧?kù)o感的光被命名為“耶穌光”
耶穌之光也在中國(guó)很多地方出現(xiàn)過(guò)。比如2015年7月7日晚出現(xiàn)在中山黃圃鎮(zhèn)上空;8月7日晚,受2015年第13號(hào)臺(tái)風(fēng)影響,“蘇迪羅”受外圍云系影響,福州西部出現(xiàn)美景“耶穌光”
2016年8月15日晚出現(xiàn)在成都上空。