Tako fizika kot kemija preučujeta pojav, ki pomaga razložiti, zakaj so nekateri delci ob določenih časih vidni. Ta pojav je znan kot Tyndallov učinek. Gre za fizikalni pojav, ki ga je leta 1869 preučeval irski znanstvenik John Tyndall. Od takrat so te študije imele številne aplikacije na področju fizike in kemije. Preučujejo delce, ki so s prostim očesom nevidni. Ker pa lahko odbijajo ali lomijo svetlobo, pod določenimi pogoji postanejo nevidni.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o Tyndallovem učinku in njegovem pomenu za fiziko v kemiji.
Kaj je Tyndallov učinek
To je vrsta fizikalnega pojava, ki pojasnjuje, kako lahko določeni delci, ne glede na to, ali so raztopljeni v raztopini ali v plinu, postanejo vidni, ker lahko odbijajo ali lomijo svetlobo. Na prvi pogled se ti delci zdijo nevidni. Vendar pa dejstvo, da lahko svetlobo različno sipajo ali absorbirajo, odvisno od medija, v katerem se nahajajo, omogoča, da jih ločimo. Vidimo jih lahko, če so suspendirani v raztopini in če skoznje prehaja svetel snop svetlobe pravokotno na vidno linijo opazovalca.
Če svetloba ne prehaja skozi ta kontekst, jih ni mogoče videti. Na primer, da ga lažje razumemo, govorimo o delcih, kot so pike prahu. Ko sonce vstopi skozi okno z določeno stopnjo naklona, lahko vidimo pike prahu, ki plavajo v zraku. Ti delci sicer niso vidni. Videti jih je mogoče le, če sončna svetloba vstopi v prostor z določeno stopnjo naklona in določeno intenzivnostjo.
To je znano kot Tyndallov učinek. Odvisno od zornega kota opazovalca je mogoče videti delce, ki so običajno nevidni. Drug primer, ki prikazuje Tyndallov učinek, je uporaba avtomobilskih žarometov v megli. Svetloba, ki jo mečejo na vlago, nam omogoča, da vidimo lebdeče delce vode. Sicer bi videli le meglo samo.
Pomen in prispevki
Tanto en física como en química el efecto Tyndall tiene numerosos aportes para ciertos estudios y una gran importancia. Y es que hay gracias a este efecto podemos explicar por qué el cielo es azul. Sabemos que la luz que procede del sol es de color blanca. Sin embargo, cuando entra la atmósfera terrestre, choca con las moléculas de los diferentes gases que la componen. Recordamos que la atmósfera terrestre está compuesta en su mayoría por moléculas de nitrógeno, oxígeno y argón en menor proporción. En unas concentraciones mucho más inferiores se encuentran los gases de efecto invernadero entre los que tenemos el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua, entre otros.
Ko bela svetloba sonca zadene vse te suspendirane delce, se različno lomi. Lom sončne svetlobe na molekulah kisika v dušiku povzroči, da ima svetloba različne barve. Te barve so odvisne od valovne dolžine in stopnje loma. Barvi, ki se najbolj lomita, sta vijolična in modra, ker imata krajše valovne dolžine. To daje nebu barvo in je zelo podobno Rayleighovemu učinku.
John Tyndall je odkril tudi učinek tople grede, zahvaljujoč simulaciji Zemljine atmosfere v laboratoriju. Prvotni cilj tega poskusa je bil natančno izračunati, koliko sončne energije doseže Zemljo in koliko je Zemljina površina seva nazaj v vesolje. Kot vemo, ne ostane vse sončno sevanje, ki doseže naš planet, na njem. Del se odbije v oblakih, preden doseže površino. Drugi del absorbirajo toplogredni plini. Nazadnje Zemljina površina odbije del vpadnega sončnega sevanja, odvisno od albeda posamezne vrste tal. Po poskusu, ki ga je Tyndall izvedel leta 1859, je uspel odkriti učinek tople grede.
Spremenljivke, ki vplivajo na Tyndallov učinek
Kot smo že omenili, je Tyndallov učinek preprosto sipanje svetlobe, ki nastane, ko svetlobni žarek prehaja skozi koloid. Ta koloid je sestavljen iz posameznih suspendiranih delcev, ki sipajo in odbijajo svetlobo, zaradi česar je vidna. Spremenljivki, ki vplivata na Tyndallov učinek, sta frekvenca svetlobe in gostota delcev. Količina opaženega sipanja je v celoti odvisna od frekvence svetlobe in gostote delcev.
Tako kot pri Rayleighovem sipanju se modra svetloba ponavadi močneje razprši kot rdeča, ker ima krajšo valovno dolžino. Drug način gledanja je, da se oddaja daljša valovna dolžina, krajša pa se odraža v sipanju. Druga spremenljivka, ki vpliva, je velikost delcev. To je tisto, kar koloid razlikuje od prave rešitve. Da je zmes koloidnega tipa, morajo imeti delci, ki so v suspenziji, približno velikost v premeru od 1 do 1000 nanometrov.
Oglejmo si nekaj glavnih primerov, kjer lahko uporabimo Tyndallov učinek:
- Pri Na kozarcu mleka prižgemo luč luči vidimo Tyndallov učinek. Najbolje je uporabiti posneto mleko ali mleko razredčiti z malo vode, da se vidi učinek koloidnih delcev v svetlobnem žarku.
- Drug primer je sipanje modre svetlobe in ga je mogoče videti v modri barvi dima iz motornih koles ali dvotaktnih motorjev.
- Vidni žarek žarometov v megli lahko naredi vidne plavajoče delce vode.
- Ta učinek se uporablja v komercialnih in laboratorijskih nastavitvah za določitev velikosti aerosolnih delcev.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o Tyndallovem učinku.