Нарича се ефект на Тиндал. Оптични свойства на колоидите
Ефект на Тиндал Ефект на Тиндал (разсейване на Тиндал) Разсейване на светлината, когато светлинен лъч преминава през оптически нехомогенна среда. Обикновено се наблюдава като светещ конус (конус на Тиндал), видим на тъмен фон. Характерно за ..... Обяснителен англо-руски речник по нанотехнологии. - М.
Ефект на Тиндал- Tindalio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. ефект на Фарадей Тиндал; Ефектът на Тиндал вок. Ефект на Фарадей Тиндал, m; Ефектът на Тиндал, m rus. ефект на Тиндал, m; Феноменът на Фарадей Тиндал, n pranc. ефект Фарадей Тиндал, м; effet… … Fizikos terminų žodynas
Ефект на Тиндал- виж конуса на Тиндал... Химически термини
ФЕНОМЕНЪТ ТИНДОЛ- ФЕНОМЕНЪТ на ТИНДОЛ, феномен или ефект, се състои в това, че ярък лъч светлина, преминаващ през определени прозрачни тела и гледан в посока, перпендикулярна на пътя на светлинните лъчи, се вижда в съответния прозрачно тяло, като някакъв рай... ... Голяма медицинска енциклопедия
Рамановото разсейване (раманов ефект) е нееластичното разсейване на оптично лъчение върху молекули на вещество (твърдо, течно или газообразно), придружено от забележима промяна в неговата честота. За разлика от разсейването на Релей, в случая на... ... Уикипедия
Появата на светещ конус на по-тъмен фон (конус на Тиндал) при разсейване на светлина с дължина на вълната K в мътна среда с размери h c » 0,1l. Кръстен на англ. физикът J. Tyndall, който открива ефекта; характеристика на колоиден... ... Физическа енциклопедия
Разсейване на светлината в мътна среда с размера на разсейващите нехомогенности? 0,1 0,2 дължини на вълната на светлината. Когато се гледа отстрани, разсейващият се лъч светлина изглежда като синкав конус на тъмен фон (конус на Тиндал). Изследван от J. Tyndall (1868). На… … Голям енциклопедичен речник
Разсейване на Тиндал, разсейване на светлината, когато светлинен лъч преминава през оптически нехомогенна среда. Обикновено се наблюдава като светещ конус (конус на Тиндал), видим на тъмен фон. Характеристика на разтвори на колоидни системи (Вижте... ... Велика съветска енциклопедия
Разсейване на светлината в мътна среда с размери на разсейващите нееднородности Ефект на Тиндал 0,1 0,2 дължини на вълната на светлината. Когато се гледа отстрани, разсейващият се лъч светлина изглежда като синкав конус на тъмен фон (конус на Тиндал). Проучвано от J. Tyndall... ... енциклопедичен речник
Разсейване на светлината в мътни среди с размери на разсейващите нееднородности 0,1 0,2 дължини на вълната на светлината. Когато се гледа отстрани, разсейващият се лъч светлина изглежда като синкав конус на тъмен фон (конус на Тиндал). Изследван от J. Tyndall (1868). На Т. ъъ... Естествени науки. енциклопедичен речник
В мътна среда виолетовата и синята светлина се разсейват най-много, докато оранжевата и червената светлина се разсейват най-малко.
Ефектът на Тиндал е открит в резултат на изследване на учен за взаимодействието на светлинните лъчи с различни среди. Той установи, че когато светлинните лъчи преминават през среда, съдържаща суспензия от мънички прахови частици- например запрашен или задимен въздух, колоидни разтвори, мътно стъкло - ефектът на разсейване намалява при промяна на спектралния цвят на лъча от виолетово-синя към жълто-червена част на спектъра. Ако обаче бялата светлина, като например слънчевата, която съдържа целия цветен спектър, премине през мътна среда, тогава светлината в синята част на спектъра ще бъде частично разпръсната, докато интензитетът на зелено-жълто-червеното част от светлината ще остане почти същата. Следователно, ако погледнем разсеяната светлина, след като е преминала през мътна среда далеч от източника на светлина, тя ще изглежда по-синя от оригиналната светлина. Ако погледнем източник на светлина по линията на разсейване, тоест през мътна среда, източникът ще ни изглежда по-червен, отколкото е в действителност. Ето защо мъглата от горски пожари например ни изглежда синкаво-виолетова.
Ефектът на Тиндал възниква, когато се разсейва от суспендирани частици, чиито размери надвишават размерите на атомите десетки пъти. Когато частиците на суспензията се увеличат до размери от порядъка на 1/20 от дължината на светлинната вълна (от приблизително 25 nm и повече), разсейването става полихромен, тоест светлината започва да се разпръсква равномерно по цялата видима гама от цветове от виолетово до червено. В резултат на това ефектът на Тиндал изчезва. Ето защо гъстата мъгла или купестите облаци ни изглеждат бели - те се състоят от гъста суспензия от воден прах с диаметър на частиците от микрони до милиметри, което е доста над прага на разсейване на Тиндал.
Може би си мислите, че небето ни изглежда синьо поради ефекта на Тиндал, но това не е така. При липса на облаци или дим небето става синьо поради разсейването на „дневната светлина“ от молекулите на въздуха. Този вид разсейване се нарича Релеево разсейване(по сър Рейли; вижте критерия на Рейли). При разсейването на Rayleigh синята и синята светлина се разпръскват дори повече, отколкото при ефекта на Тиндал: например синята светлина с дължина на вълната 400 nm се разсейва в чист въздух девет пъти по-силно от червената светлина с дължина на вълната 700 nm. Затова небето ни изглежда синьо - слънчева светлинасе разсейва в целия спектрален диапазон, но в синята част на спектъра е почти с порядък по-силен, отколкото в червената. Ултравиолетовите лъчи, които причиняват слънчев тен, се разпръскват още по-силно. Ето защо тенът се разпределя доста равномерно по тялото, като покрива дори онези участъци от кожата, които не са изложени на пряка слънчева светлина.
Текстът на работата е публикуван без изображения и формули.
Пълна версияработата е достъпна в раздела „Работни файлове“ в PDF формат
Всеки от нас в своето Ежедневиетоневеднъж се е сблъсквал и се сблъсква с обикновени от една страна, но същевременно удивителни от друга страна явления, без изобщо да се замисля с какви забележителни физически явления си има работа.
В бъдеще бих искал да свържа живота си с такава наука като физиката, така че вече се интересувам от всякакви въпроси по тази тема и избрах един от оптичните ефекти като тема на моето изследване.
Към днешна дата има работи, посветени на оптичните ефекти, по-специално на ефекта на Тиндал. Въпреки това реших да проуча тази тема, като проведох сам експеримент.
Защо наблюдаваме различни резултати при преминаване на светлина с различни спектрални цветове през мътно стъкло, опушен въздух или разтвор на нишесте? Защо гъстата мъгла или купестите облаци ни изглеждат бели, а мъглата от горски пожари изглежда синкаво-лилава. Нека се опитаме да обясним тези явления.
Цел на проекта:
откриване на колоиди с помощта на ефекта на Тиндал;
изследване на влиянието на факторите, определящи преминаването на светлинен лъч през колоиден разтвор.
Цели на изследването:
изследване на влиянието на дължината на вълната върху реализацията на ефекта на Тиндал;
изследване на влиянието на размера на частиците върху реализирането на ефекта на Тиндал;
изследване на влиянието на концентрацията на частиците върху реализацията на ефекта на Тиндал;
Търсене Допълнителна информацияпо въпроса за ефекта на Тиндал;
обобщаване на придобитите знания.
Ефект на Тиндал
Пречупване на светлината, отражение, дисперсия, интерференция, дифракция и много други: оптичните ефекти са навсякъде около нас. Един от тях е ефектът на Тиндал, открит от английския физик Джон Тиндал.
Джон Тиндал – геодезист, сътрудник на Фарадей, директор на Кралския институт в Лондон, глациолог и оптик, акустик и специалист по магнетизъм. Фамилията му дава името на кратер на Луната, ледник в Чили и интересен оптичен ефект.
Ефектът на Тиндал е светенето на оптически нехомогенна среда поради разсейването на светлината, преминаваща през нея. Това явление се причинява от дифракцията на светлината върху отделни частици или елементи на нехомогенност на средата, чийто размер е много по-малък от дължината на вълната на разсеяната светлина.
Какво е хетерогенна среда? Нехомогенна среда е среда, характеризираща се с променлив индекс на пречупване. Тези. н ≠конст.
Който характерна особеностможе ли да се идентифицира този ефект? Ефектът на Тиндал е характерен за колоидните системи (системи, в които едно вещество под формата на частици с различни размери е разпределено в друго. Например хидрозолите, тютюнев дим, мъгла, гел и др.) с ниска концентрация на частици с индекс на пречупване, различен от индекса на пречупване на средата. Обикновено се наблюдава като светъл конус на тъмен фон (конус на Тиндал), когато фокусиран светлинен лъч преминава отстрани през стъклен съд с плоскопаралелни стени, пълен с колоиден разтвор. (Колоидните разтвори са силно диспергирани двуфазни системи, състоящи се от дисперсионна среда и дисперсна фаза, и линейни размеричастиците на последния варират от 1 до 100 nm).
Ефектът на Тиндал е по същество същият като опалесценцията (рязко увеличаване на разсейването на светлината). Но традиционно първият термин се отнася до интензивното разсейване на светлината в ограничено пространство по пътя на лъча, а вторият - до слабото разсейване на светлината от целия обем на наблюдавания обект.
Експериментална работа
Използвайки проста техника, ще видим как ефектът на Тиндал може да се използва за откриване на колоидни системи в течности.
Материали: 2 стъклени контейнера с капаци, източник на насочена светлина (като лазерна показалка), сол, разтвор на повърхностно активно вещество (например течен перилен препарат), 1 яйце, разреден разтвор на солна киселина.
Провеждане на експеримента:
Налейте вода в стъклен съд и напълно разтворете в нея малко готварска сол.
Осветяваме стъклото с получения разтвор отстрани с тесен лъч светлина (лъч лазерна показалка). Тъй като солта е напълно разтворена, не се наблюдава забележим ефект.
Експериментирайте с биологичен материал:
Разтворете пилешкия протеин в около 300 мл 1% разтвор на сол.
Осветяваме получения разтвор с тесен лъч светлина. Ако погледнете стъклото отстрани, по пътя на лъча се вижда ярка светеща ивица - появата на ефекта на Тиндал.
След това добавете разреден разтвор на солна киселина към протеиновия разтвор. Протеинът ще коагулира (денатурира), за да образува белезникава утайка. В горната част на стъклото светлинният лъч отново няма да се вижда.
Резултати от експеримента:Ако насочите лъч светлина отстрани към стъклена чаша, съдържаща солен разтвор, лъчът ще бъде невидим в разтвора. Ако светлинен лъч премине през стъкло с колоиден разтвор (разтвор на повърхностноактивно вещество), той ще бъде видим, защото светлината се разсейва от колоидните частици.
Влияние на дължината на вълната, размера на частиците и концентрацията върху прилагането на ефекта на Тиндал
Дължина на вълната.Тъй като сините вълни имат най-късата дължина на вълната във видимия спектър, именно тези вълни се отразяват от частиците по време на ефекта на Тиндал, докато по-дългите червени вълни се разпръскват по-слабо.
Размер на частиците.Ако размерът на частиците се увеличи, те могат да повлияят на разсейването на светлина с всякаква дължина на вълната и "раздвоената" дъга се сгъва обратно в напълно бяла светлина.
Концентрация на частици.Интензитетът на разсеяната светлина е право пропорционален на концентрацията на частиците в колоидния разтвор.
Приложение на ефекта на Тиндал
Методите, базирани на ефекта на Тиндал за откриване, определяне на размера и концентрацията на колоидните частици, се използват широко в научно изследванеи промишлена практика (например в ултрамикроскопи).
Ултрамикроскопът е оптичен инструмент за откриване на малки (колоидни) частици, чиито размери са по-малки от границата на разделителна способност на конвенционалните светлинни микроскопи. Способността да се откриват такива частици с помощта на ултрамикроскоп се дължи на дифракцията на светлината от тях поради ефекта на Тиндал. При силно странично осветление всяка частица в ултрамикроскопа се маркира от наблюдателя като ярка точка (светещо дифракционно петно) на тъмен фон. Поради дифракцията върху най-малките частици има много малко светлина, така че в ултрамикроскопа като правило се използват силни източници на светлина.
В зависимост от интензитета на осветяване, дължината на светлинната вълна, разликата в показателите на пречупване на частицата и средата, могат да бъдат открити частици с размери от 20-50 nm до 1-5 микрона. Невъзможно е да се определи истинският размер, форма и структура на частиците от дифракционните петна. Ултрамикроскопът не предоставя оптични изображения на изследваните обекти. Въпреки това, използвайки ултрамикроскоп, е възможно да се установи наличието и числената концентрация на частици, да се изследва тяхното движение и също да се изчисли средният размерчастици, ако са известни тяхната тегловна концентрация и плътност.
Ултрамикроскопите се използват при изследване на дисперсни системи за контрол на чистотата атмосферен въздух. Вода, степен на замърсяване на оптично прозрачни среди с чужди включвания.
Заключение
По време на изследването си научих много за оптичните ефекти, по-специално за ефекта на Тиндал. Тази работа ми помогна да хвърля нов поглед върху някои клонове на физиката и нашата невероятен святв общи линии.
В допълнение към аспектите, обсъдени в тази работа, според мен би било интересно да се изследват възможностите за по-широко практическо приложениеЕфект на Тиндал.
Що се отнася до целта на изследването, то може да бъде полезно и интересно за ученици, които се интересуват от оптика, както и за всички, които се интересуват от физика и различни видове експерименти.
Библиография
Гавронская Ю.Ю. Колоидна химия: Учебник. SPb .: Издателство на Руския държавен педагогически университет им. А. И. Херцен, 2007. - 267 с.
Нов политехнически речник - М.: Велика руска енциклопедия, 2000. - .20 с. , 231 стр. , 460 стр.
Ръководство за извършване на експерименти за "NanoSchoolBox". NanoBioNet e.V/ Scince Park Translation INT.
https://indicator.ru/article/2016/12/04/istoriya-nauki-chelovek-rasseyanie.
http://kf.info.urfu.ru/fileadmin/user_upload/site_62_6389/pdf/FiHNS_proceedings.pdf
http://www.ngpedia.ru/id623274p1.html
Ефект на Тиндал, Тиндаловото разсейване(Английски) Ефект на Тиндал) - оптичен ефект, разсейване на светлината при преминаване на светлинен лъч през оптически нехомогенна среда. Обикновено се наблюдава като светещ конус ( Конус на Тиндал), видими на тъмен фон.
Ефектът на Тиндал е кръстен на Джон Тиндал, който го открива.
Вижте също
Напишете рецензия на статията "Ефектът Тиндал"
Връзки
Откъс, описващ ефекта на Тиндал
„Добре, добре, ще ми кажеш по-късно“, каза принцеса Мария, изчервявайки се.— Нека я попитам — каза Пиер. - Самият ти виждал ли си го? - попита той.
- Защо, отче, ти самият си бил почетен. Такова сияние има на лицето, като небесна светлина, а от бузата на майка ми все капе и капе...
„Но това е измама“, каза наивно Пиер, който слушаше внимателно скитника.
- О, татко, какво говориш! - каза Пелагеюшка с ужас, обръщайки се към принцеса Мария за защита.
„Те мамят хората“, повтори той.
- Господи Исусе Христе! – каза скитницата и се прекръсти. - О, не ми казвай, татко. И така, един анарал не повярва, той каза: „монасите мамят“ и както каза, той ослепя. И той сънува, че Майка Печерска идва при него и му казва: „Повярвай ми, аз ще те излекувам“. И той започна да пита: вземете ме и ме заведете при нея. Казвам ви истинската истина, видях я сам. Доведоха го сляп право при нея, той се качи, падна и каза: „Лекувай! „Ще ти дам това, което ти даде кралят“, казва той. Сам го видях, татко, звездата беше вградена в него. Е, прогледнах! Грях е да го кажа. „Бог ще накаже“, обърна се тя назидателно към Пиер.
- Как се озова звездата в образа? — попита Пиер.
- Вие ли направихте майка си генерал? - каза княз Андрей, усмихвайки се.
***Една ябълка падна върху Нютон, китайците се възхищаваха на капките върху цветята на лотос, а Джон Тиндал, вероятно вървейки през гората, забеляза конус от светлина. Приказка? Може би. Но именно в чест на последния герой е наречен един от най-красивите ефекти на нашия свят - ефектът на Тиндал...***
Разсейването на светлината е едно от основни характеристикисилно диспергирани системи.
Със странично осветление дисперсна системанаблюдава се характерен ирисцентен, обикновено синкав блясък, особено ясно видим на тъмен фон.
Това свойство, свързано с разсейването на светлината от частици от дисперсната фаза, се нарича опалесценция, от името на опал - опал (лат.), полупрозрачен минерал със синкав или жълтеникаво-бял цвят. През 1868 г. той открива, че когато колоиден разтвор бъде осветен отстрани с лъч светлина от силен източникнаблюдава се ярък равномерно светещ конус - конус на Тиндал,или Ефект на Тиндал, докато в случай на разтвор с ниско молекулно тегло, течността изглежда оптически празна, т.е. следата от лъча е невидима.
отляво е 1% разтвор на нишесте, отдясно е вода.
Ефектът на Тиндал възниква при разсейване върху суспендирани частици, чиито размери надвишават размерите на атомите десетки пъти. Когато частиците на суспензията се увеличат до размери от порядъка на 1/20 от дължината на светлинната вълна (от приблизително 25 nm и повече), разсейването става полихроматично, т.е. светлината започва да се разпръсква равномерно по целия видим диапазон от цветове от виолетово до червено . В резултат на това ефектът на Тиндал изчезва. Ето защо гъстата мъгла или купестите облаци ни изглеждат бели - те се състоят от гъста суспензия от воден прах с диаметър на частиците от микрони до милиметри, което е доста над прага на разсейване на Тиндал.
Може би си мислите, че небето ни изглежда синьо поради ефекта на Тиндал, но това не е така. При липса на облаци или дим небето става синьо поради разсейването на „дневната светлина“ от молекулите на въздуха. Този тип разсейване се нарича разсейване на Rayleigh (след сър Rayleigh). При разсейването на Rayleigh синята и циан светлината се разпръскват дори повече, отколкото при ефекта на Тиндал: например синята светлина с дължина на вълната 400 nm се разсейва в чист въздух девет пъти по-силно от червената светлина с дължина на вълната 700 nm. Ето защо небето ни изглежда синьо - слънчевата светлина се разпръсква в целия спектрален диапазон, но в синята част на спектъра е почти с порядък по-силна, отколкото в червената. Ултравиолетовите лъчи, които причиняват слънчев тен, се разпръскват още по-силно. Ето защо тенът се разпределя доста равномерно по тялото, като покрива дори онези участъци от кожата, които не са изложени на пряка слънчева светлина.