Seda nimetatakse Tyndalli efektiks. Kolloidide optilised omadused
Tyndalli efekt Tyndalli efekt (Tyndalli hajumine) Valguse hajumine, kui valguskiir läbib optiliselt ebahomogeenset keskkonda. Tavaliselt vaadeldakse helendavat koonust (Tyndalli koonus), mis on nähtav tumedal taustal. Iseloomulik...... Nanotehnoloogia selgitav inglise-vene sõnastik. - M.
Tyndalli efekt- Tindalio reiškinys statusas T ala fizika vastavusmenys: engl. Faraday Tyndalli efekt; Tyndall efekti vok. Faraday Tyndalli efekt, m; Tyndall Effect, m rus. Tyndalli efekt, m; Faraday Tyndalli fenomen, n pranc. effet Faraday Tyndall, m; effet… … Fizikos terminų žodynas
Tyndalli efekt- vaata Tyndalli koonust... Keemilised terminid
TYNDALLI NÄHTUS- TYNDALLI NÄHTUS, nähtus või efekt seisneb selles, et ere valguskiir, mis läbib teatud läbipaistvaid kehasid ja vaadeldakse valguskiirte teega risti olevas suunas, on nähtav vastavas valguses. läbipaistev korpus, nagu mingi paradiis..... Suur meditsiiniline entsüklopeedia
Ramani hajumine (Ramani efekt) on optilise kiirguse mitteelastne hajumine aine (tahke, vedela või gaasi) molekulidele, millega kaasneb selle sageduse märgatav muutus. Erinevalt Rayleighi hajutamisest... ... Wikipedia puhul
Valguskoonuse ilmumine tumedamal taustal (Tyndalli koonus), kui valgus lainepikkusega K on hajutatud häguses keskkonnas mõõtmetega h c » 0,1l. Nime saanud inglise keele järgi. füüsik J. Tyndall, kes avastas efekti; iseloomulik kolloidsele...... Füüsiline entsüklopeedia
Valguse hajumine häguses keskkonnas hajumise ebahomogeensuste suurusega? 0,1 0,2 valguse lainepikkust. Küljelt vaadates paistab hajuv valguskiir tumedal taustal sinaka koonusena (Tyndalli koonus). Uurinud J. Tyndall (1868). Kohta…… Suur entsüklopeediline sõnaraamat
Tyndalli hajumine, Valguse hajumine, kui valguskiir läbib optiliselt ebahomogeenset keskkonda. Tavaliselt vaadeldakse helendavat koonust (Tyndalli koonus), mis on nähtav tumedal taustal. Iseloomulik kolloidsüsteemide lahustele (Vt... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia
Valguse hajumine häguses keskkonnas hajumise ebahomogeensuste suurustega Tyndalli efekt 0,1 0,2 valguse lainepikkust. Küljelt vaadates paistab hajuv valguskiir tumedal taustal sinaka koonusena (Tyndalli koonus). Uurinud J. Tyndall...... entsüklopeediline sõnaraamat
Valguse hajumine häguses keskkonnas, mille hajumise ebahomogeensuse suurus on 0,1 0,2 valguse lainepikkust. Küljelt vaadates paistab hajuv valguskiir tumedal taustal sinaka koonusena (Tyndalli koonus). Uurinud J. Tyndall (1868). Kohta T. uh... Loodusteadus. entsüklopeediline sõnaraamat
Häguses keskkonnas hajub kõige rohkem violetset ja sinist valgust, kõige vähem aga oranži ja punast valgust.
Tyndalli efekt avastati teadlase uuringu tulemusena valguskiirte vastastikmõju kohta erinevad keskkonnad. Ta leidis, et kui valguskiired läbivad keskkonda, mis sisaldab suspensiooni pisikesi tahked osakesed- näiteks tolmune või suitsune õhk, kolloidlahused, hägune klaas - hajumise efekt väheneb, kuna kiire spektraalvärvus muutub violet-sinisest kollakaspunaseks spektriosaks. Kui aga valget valgust, näiteks päikesevalgust, mis sisaldab täielikku värvispektrit, lastakse läbi häguse keskkonna, siis spektri sinises osas on valgus osaliselt hajutatud, samas kui intensiivsus roheline-kollane-punane. osa valgusest jääb peaaegu samaks. Seega, kui vaatame hajutatud valgust pärast seda, kui see on valgusallikast eemal häguse keskkonna läbinud, tundub see sinisem kui algne valgus. Kui vaatame valgusallikat mööda hajumisjoont, st läbi häguse keskkonna, tundub allikas meile punasem, kui see tegelikult on. Seetõttu tundub meile näiteks metsatulekahjudest tulenev udu sinakasvioletne.
Tyndalli efekt ilmneb hõljuvatele osakestele, mille mõõtmed ületavad aatomite mõõtmeid kümneid kordi, hajumisel. Kui suspensiooni osakesi suurendatakse suurusjärgus 1/20 valguse lainepikkusest (alates ligikaudu 25 nm ja üle selle), muutub hajumine polükroomne, see tähendab, et valgus hakkab ühtlaselt hajuma üle kogu nähtava värvivahemiku violetsest punaseni. Selle tulemusena kaob Tyndalli efekt. Seetõttu tunduvad tihedad udu- või rünkpilved meile valgetena – need koosnevad tihedast veetolmu suspensioonist, mille osakeste läbimõõt on mikronitest millimeetriteni, mis on tunduvalt üle Tyndalli hajumisläve.
Võib arvata, et taevas näib meile Tyndalli efekti tõttu sinine, kuid see pole nii. Pilvede või suitsu puudumisel muutub taevas õhumolekulide poolt "päevavalguse" hajumise tõttu siniseks. Seda tüüpi hajumist nimetatakse Rayleighi hajumine(Sir Rayleighi järgi; vt Rayleighi kriteerium). Rayleighi hajumises hajub sinine ja tsüaanvalgus isegi rohkem kui Tyndalli efektis: näiteks sinine valgus lainepikkusega 400 nm hajub puhtas õhus üheksa korda tugevamini kui punane valgus lainepikkusega 700 nm. Sellepärast tundub taevas meile sinine - päikesevalgus hajub üle kogu spektrivahemiku, kuid spektri sinises osas on see peaaegu suurusjärgu võrra tugevam kui punases. Päikese päevitamist põhjustavad ultraviolettkiired hajuvad veelgi tugevamalt. Seetõttu jaotub päevitus üsna ühtlaselt üle keha, kattes ka need nahapiirkonnad, mis otsese päikesevalguse kätte ei puutu.
Töö tekst postitatakse ilma piltide ja valemiteta.
Täisversioon töö on PDF-vormingus saadaval vahekaardil "Tööfailid".
Igaüks meist omas Igapäevane elu rohkem kui korra on ta kokku puutunud ja puutub kokku nähtustega, mis on ühelt poolt tavalised, kuid teisalt samas hämmastavad, mõtlemata üldse sellele, milliste tähelepanuväärsete füüsikaliste nähtustega ta tegeleb.
Tulevikus tahaksin oma elu siduda sellise teadusega nagu füüsika, seega olen juba praegu huvitatud selleteemalistest küsimustest ja olen valinud oma uurimistöö teemaks ühe optilise efekti.
Praeguseks on teoseid, mis on pühendatud optilistele efektidele, eriti Tyndalli efektile. Siiski otsustasin seda teemat uurida, tehes omal käel katse.
Miks me näeme erinevat spektrivärvi valgust läbi häguse klaasi, suitsuse õhu või tärkliselahuse laskmisel erinevaid tulemusi? Miks paistavad paksud udu- või rünkpilved meile valged ja metsatulekahjudest tulenev udu sinakaslillana. Proovime neid nähtusi selgitada.
Projekti eesmärk:
tuvastada kolloidid Tyndalli efekti abil;
uurida tegurite mõju, mis määravad valguskiire läbipääsu kolloidlahusest.
Uuringu eesmärgid:
lainepikkuse mõju uurimine Tyndalli efekti rakendamisele;
osakeste suuruse mõju uurimine Tyndalli efekti rakendamisele;
osakeste kontsentratsiooni mõju uurimine Tyndalli efekti rakendamisele;
otsing Lisainformatsioon Tyndalli efekti küsimuses;
omandatud teadmiste üldistamine.
Tyndalli efekt
Valguse murdumine, peegeldus, dispersioon, interferents, difraktsioon ja palju muud: optilised efektid on kõikjal meie ümber. Üks neist on Tyndalli efekt, mille avastas inglise füüsik John Tyndall.
John Tyndall - geodeet, Faraday stipendiaat, Londoni Kuningliku Instituudi direktor, glatsioloog ja optik, akustik ja magnetismi spetsialist. Tema perekonnanimi andis nime Kuu kraatrile, Tšiili liustikule ja huvitavale optilisele efektile.
Tyndalli efekt on optiliselt ebahomogeense keskkonna kuma, mis tuleneb seda läbiva valguse hajumisest. Seda nähtust põhjustab valguse difraktsioon üksikutel osakestel või keskkonna ebahomogeensuse elementidel, mille suurus on palju väiksem kui hajutatud valguse lainepikkus.
Mis on heterogeenne keskkond? Ebahomogeenne keskkond on keskkond, mida iseloomustab muutuv murdumisnäitaja. Need. n ≠konst.
Milline iseloomulik tunnus kas seda mõju on võimalik tuvastada? Tyndalli efekt on iseloomulik kolloidsüsteemidele (süsteemidele, kus üks aine erineva suurusega osakeste kujul jaotub teises. Näiteks hüdrosoolid, tubakasuits, udu, geel jne), mille osakeste kontsentratsioon on väike, mille murdumisnäitaja erineb söötme murdumisnäitajast. Tavaliselt vaadeldakse heleda koonusena tumedal taustal (Tyndalli koonus), kui fokuseeritud valguskiir suunatakse küljelt läbi tasapinnaliste paralleelsete seintega klaasanuma, mis on täidetud kolloidse lahusega. (Kolloidlahused on väga hajutatud kahefaasilised süsteemid, mis koosnevad dispersioonikeskkonnast ja dispergeeritud faasist, ja lineaarsed mõõtmed viimaste osakesed on vahemikus 1 kuni 100 nm).
Tyndalli efekt on sisuliselt sama mis opalestsents (valguse hajumise järsk tõus). Kuid traditsiooniliselt tähistab esimene termin valguse intensiivset hajumist piiratud ruumis piki kiirteed ja teine valguse nõrka hajumist kogu vaadeldava objekti ruumala ulatuses.
Eksperimentaalne töö
Kasutades lihtne tehnika, näeme, kuidas Tyndalli efekti saab kasutada kolloidsete süsteemide tuvastamiseks vedelikes.
Materjalid: 2 kaanega klaasanumat, suunavalgusallikas (nt laserkursor), soola, pindaktiivse aine lahus (näiteks vedelik pesuaine), 1 muna, lahjendatud vesinikkloriidhappe lahus.
Eksperimendi läbiviimine:
Valage vesi klaasnõusse ja lahustage selles täielikult veidi lauasoola.
Valgustame klaasi saadud lahusega küljelt kitsa valgusvihuga (kiir laserkursor). Kuna sool on täielikult lahustunud, ei täheldata märgatavat mõju.
Katsetage bioloogilise materjaliga:
Lahustage kanavalk umbes 300 ml 1% soolalahuses.
Valgustame saadud lahust kitsa valgusvihuga. Kui vaatate klaasi küljelt, on kiirte teel näha ere helendav triip - Tyndalli efekti välimus.
Seejärel lisage valgulahusele lahjendatud vesinikkloriidhappe lahus. Valk koaguleerub (denatureerub), moodustades valkja sademe. Klaasi ülaosas ei ole valguskiir jällegi nähtav.
Katse tulemused: Kui suunate valguskiire küljelt soolalahust sisaldavale klaasist keeduklaasile, jääb kiir lahuses nähtamatuks. Kui valguskiir lastakse läbi kolloidlahusega (pindaktiivse aine lahusega) klaasi, on see nähtav, kuna kolloidosakesed hajutavad valgust.
Lainepikkuse, osakeste suuruse ja kontsentratsiooni mõju Tyndalli efekti rakendamisele
Lainepikkus. Kuna siniste lainete lainepikkus on nähtavas spektris kõige lühem, peegelduvad Tyndalli efekti ajal osakestelt just need lained, samas kui pikemad punased lained hajuvad kehvemini.
Osakese suurus. Kui osakeste suurus suureneb, võivad need mõjutada mis tahes lainepikkusega valguse hajumist ja "lõhenenud" vikerkaar voldib tagasi täiesti valgeks valguseks.
Osakeste kontsentratsioon. Hajutatud valguse intensiivsus on otseselt võrdeline osakeste kontsentratsiooniga kolloidlahuses.
Tyndalli efekti rakendamine
Tyndalli efektil põhinevaid meetodeid kolloidosakeste tuvastamiseks, suuruse ja kontsentratsiooni määramiseks kasutatakse laialdaselt teaduslikud uuringud ja tööstuspraktikas (näiteks ultramikroskoopides).
Ultramikroskoop on optiline instrument väikeste (kolloidsete) osakeste tuvastamiseks, mille suurus on väiksem kui tavaliste valgusmikroskoopide eraldusvõime piir. Võimalus selliseid osakesi ultramikroskoobi abil tuvastada on tingitud valguse difraktsioonist nende poolt Tyndalli efekti tõttu. Tugeva külgvalgustuse korral märgib vaatleja iga osakese ultramikroskoobis ereda punktina (helendav difraktsioonitäpp) tumedal taustal. Väikseimate osakeste difraktsiooni tõttu on valgust väga vähe, seetõttu kasutatakse ultramikroskoobis reeglina tugevaid valgusallikaid.
Sõltuvalt valgustuse intensiivsusest, valguslaine pikkusest, osakese ja keskkonna murdumisnäitajate erinevusest saab tuvastada osakesi suurusega 20-50 nm kuni 1-5 mikronini. Difraktsioonilaikude põhjal on võimatu kindlaks teha osakeste tegelikku suurust, kuju ja struktuuri. Ultramikroskoop ei anna uuritavatest objektidest optilist kujutist. Ultramikroskoobi abil on aga võimalik kindlaks teha osakeste olemasolu ja arvuline kontsentratsioon, uurida nende liikumist ja ka arvutada. keskmine suurus osakesed, kui on teada nende massikontsentratsioon ja tihedus.
Ultramikroskoope kasutatakse puhtuse kontrollimiseks hajutatud süsteemide uurimisel atmosfääriõhk. Vesi, optiliselt läbipaistvate kandjate saastatus võõrkehadega.
Järeldus
Uurimise käigus õppisin palju optiliste efektide, eriti Tyndalli efekti kohta. See töö aitas mul vaadata värske pilguga nii mõnda füüsikaharu kui ka meie hämmastav maailmüldiselt.
Lisaks käesolevas töös käsitletud aspektidele oleks minu arvates huvitav uurida ka laiema võimalusi praktilise rakendamise Tyndalli efekt.
Mis puudutab õppetöö eesmärki, siis see võib olla kasulik ja huvitav nii optikahuvilistele kooliõpilastele kui ka kõigile, kes on huvitatud füüsikast ja erinevatest katsetest.
Bibliograafia
Gavronskaja Yu.Yu. Kolloidkeemia: õpik. SPb.: Venemaa Riikliku Pedagoogikaülikooli kirjastus. A. I. Herzen, 2007. - 267 lk.
Uus polütehniline sõnaraamat.- M.: Suur vene entsüklopeedia, 2000. - .20 lk. , 231 lk. , 460 lk.
Juhend "NanoSchoolBoxi" katsete läbiviimiseks. 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
Tyndalli efekt, Tyndalli hajumine(Inglise) Tyndalli efekt) - optiline efekt, valguse hajumine, kui valguskiir läbib optiliselt ebahomogeenset keskkonda. Tavaliselt vaadeldakse helendavat koonust ( Tyndalli koonus), nähtav tumedal taustal.
Tyndalli efekt on oma nime saanud John Tyndalli järgi, kes selle avastas.
Vaata ka
Kirjutage ülevaade artiklist "Tyndalli efekt"
Lingid
Väljavõte Tyndalli efekti kirjeldamisest
"Olgu, okei, sa räägid mulle hiljem," ütles printsess Marya punastades."Las ma küsin temalt," ütles Pierre. - Kas sa oled seda ise näinud? - ta küsis.
- Miks, isa, sind ennast on austatud. Näol on selline sära, nagu taevane valgus, ja mu ema põskest muudkui tilgub ja tilgub...
"Kuid see on pettus," ütles Pierre naiivselt, kes kuulas rändurit tähelepanelikult.
- Oh, isa, mis sa räägid! - ütles Pelageyushka õudusega, pöördudes kaitse saamiseks printsess Marya poole.
"Nad petavad inimesi," kordas ta.
- Issand Jeesus Kristus! – ütles rännumees risti ristis. - Oh, ära ütle mulle, isa. Nii et üks anaal ei uskunud seda, ütles ta: "mungad petavad" ja nagu ta ütles, jäi ta pimedaks. Ja ta nägi unes, et Petšerski ema tuli tema juurde ja ütles: "Usu mind, ma ravin su terveks." Nii hakkas ta küsima: võtke mind ja viige mind tema juurde. Ma räägin teile tõelist tõtt, ma nägin seda ise. Nad tõid ta pimedana otse naise juurde, ta tuli üles, kukkus ja ütles: "Tervenda! "Ma annan sulle," ütleb ta, "selle, mille kuningas teile andis." Ma nägin seda ise, isa, täht oli sinna sisse põimitud. Noh, ma sain oma nägemise kätte! Seda on patt öelda. "Jumal karistab," pöördus ta õpetlikult Pierre'i poole.
- Kuidas staar pildile sattus? küsis Pierre.
- Kas sa tegid oma emast kindrali? - ütles prints Andrei naeratades.
***Newtonile kukkus õun, hiinlased imetlesid lootoseõitel tilku ja John Tyndall märkas ilmselt läbi metsa kõndides valguskoonust. Muinasjutt? Võib olla. Kuid just viimase kangelase auks on nimetatud üks meie maailma ilusamaid efekte - Tyndalli efekt...***
Valguse hajumine on üks üldised omadused väga hajutatud süsteemid.
Külgvalgustusega hajutatud süsteem täheldatakse iseloomulikku sillerdavat, tavaliselt sinakat kuma, mis on eriti selgelt nähtav tumedal taustal.
Seda omadust, mis on seotud hajutatud faasi osakeste valguse hajutamisega, nimetatakse opaali nimest opalestsentsiks - opalus (ladina), poolläbipaistev sinaka või kollakasvalge värvi mineraal. 1868. aastal avastas ta, et kui kolloidlahust valgustati küljelt valgusvihuga tugev allikas täheldatakse heledat ühtlaselt helendavat koonust - Tyndalli koonus, või Tyndalli efekt, kusjuures madala molekulmassiga lahuse puhul näib vedelik optiliselt tühi, s.t. tala jälg on nähtamatu.
vasakul on 1% tärkliselahus, paremal vesi.
Tyndalli efekt tekib siis, kui see on hajutatud hõljuvate osakeste poolt, mille mõõtmed ületavad aatomite mõõtmeid kümneid kordi. Kui suspensiooni osakesed suurenevad suurusjärgus 1/20 valguse lainepikkusest (alates ligikaudu 25 nm ja üle selle), muutub hajumine polükromaatiliseks, st valgus hakkab hajuma ühtlaselt üle kogu nähtava värvivahemiku violetsest punaseni. . Selle tulemusena kaob Tyndalli efekt. Seetõttu tunduvad tihedad udu- või rünkpilved meile valgetena – need koosnevad tihedast veetolmu suspensioonist, mille osakeste läbimõõt on mikronitest millimeetriteni, mis on tunduvalt üle Tyndalli hajumisläve.
Võib arvata, et taevas näib meile Tyndalli efekti tõttu sinine, kuid see pole nii. Pilvede või suitsu puudumisel muutub taevas õhumolekulide poolt "päevavalguse" hajumise tõttu siniseks. Seda tüüpi hajumist nimetatakse Rayleighi hajutuseks (Sir Rayleighi järgi). Rayleighi hajumises hajub sinine ja sinine valgus isegi rohkem kui Tyndalli efektis: näiteks sinine valgus lainepikkusega 400 nm hajub puhtas õhus üheksa korda tugevamini kui punane valgus lainepikkusega 700 nm. Seetõttu tundub taevas meile sinine – päikesevalgus on hajutatud kogu spektrivahemikus, kuid spektri sinises osas on see peaaegu suurusjärgu võrra tugevam kui punases. Päikese päevitamist põhjustavad ultraviolettkiired hajuvad veelgi tugevamalt. Seetõttu jaotub päevitus üsna ühtlaselt üle keha, kattes ka need nahapiirkonnad, mis otsese päikesevalguse kätte ei puutu.