Тиндалов ефекат

Из Википедије, слободне енциклопедије

Тиндалов Ефекат се обично односи на ефекат расејања светлости на честицама у колоидном систему, попут суспензија или емулзија. Назван је према ирском научнику Џону Тиндалу. Тиндалов ефекат се користи у разликовању различитих типова мешавина наиме раствора, колоида и суспензија. Примера ради, Тиндалов ефекат срећемо када упалимо фарове возила у магли. Светлосни зраци краћих таласних дужина бивају боље расејани, тако да боја расејаног светла добија плавкасте нијансе. Овај ефекат је и разлог због кога небо изгледа плаво. Када електромагнетно зрачење са Сунца стигне у атмосферу тада се таласи кратких таласних дужина (који су плаве боје) сударају са молекулима ваздуха у атмосгери и потом одбијају надоле ка површини тла. Што је таласна дужина већа, тј. приближнија црвеном делу спектра, то је она мање у дејству са честицама у атмосфери и пролази кроз атмосферу. Ово узрокује да плава светлост буде та која је одбијена и да плава боја буде предмет наше перцепције чулом вида.

Дифракција светлости[уреди]

Светлост је електромагнетно зрачење које је видљиво људском оку. Креће се најкраћим путем којим ће стићи до одређене тачке, а то је праволинијски, све док не наиђе на неку препреку. Светлост од ње може да се одбије, може да се преломи и прође кроз њу, а може и да се апсорбује.

Слика 1.

Ако је препрека јако мала, светлост скреће и заобилази ту препреку. Одступање светлости од праволинијског кретања назива се дифракција светлости. До дифракције не може доћи ако је таласна дужина λ већа од димензија d препреке.

Расејавање светлости[уреди]

Расејање у нехомогеним срединама[уреди]

Појава скретања светлости у свим правцима у односу на првобитни правац кретања назива се расејање светлости. Ова појава проузрокована је оптичком нехомогеношћу средине кроз коју се простире.

За неку средину кажемо да је нехомогена ако у свим својим деловима нема исти састав, односно ако се у њој мења индекс преламања n од тачке до тачке. То може бити услед случајних промена (флуктуација) густине, али и ако се у тој средини нађу неке честице које јој по свом саставу не припадају. Добар пример за овакве средине су колоидни раствори, као суспензије и емулзије.

Индекс преламања n је веза између синуса упадног и синуса преломног угла. То је заправо однос брзина простирања светлосних зракова који се могу преламати из једне супстанционалне средине у другу, када ову величину називамо релативни индекс преламања:

nᵣ = (v₁)/(v₂)

Ако је, међутим, једна од те две средине вакуум, тада однос брзина представља апсолутни индекс преламања:

n = c/v

Ова појава је разлог зашто облаке видимо беле. Наиме, облаци се састоје од доста великих честица, что условљава равномерно одбијање таласа свуда у простору. Све таласне дужине се подједнако расипају и зато наше чуло вида детектује белу боју.

Расејање светлости се, дакле, може сматрати као дифракција од неуређених просторних препрека и отвора, чији се распоред стално мења услед хаотичног (топлотног) кретања.

Тиндалов ефекат[уреди]

Расејање светлости у нехомогеним срединама, уколико су размере нехомогености мале у односу на таласну дужину светлости и ако је индекс преламања нехомогености различит од индекса преламања средине, назива се Тиндалов ефекат. Назван је према ирском научнику Џону Тиндалу. Ову појаву могуће је посматрати у дисперзионим срединама: у диму, у прашњавом ваздуху, у колоидним растворима. Јачина расејане светлости у том случају није иста у свим правцима, али је симетрично расподељена у односу на правац кретања примарног светлосног таласа. Средине у којима се може посматрати ова светлосна појава називају се мутне средине.

Расејање сунчевих зрака кроз крошње

Плаветнило неба[уреди]

Тиндаловим ефектом може да се објасни небеско плаветнило. Познато је да се највише расејавају таласи кратких таласних дужина из спектра видљиве светлости. То значи да што је мања таласна дужина, њена реактивност са честицама из атмосфере је већа. Због тога велике таласне дужине, близу црвеног дела спектра, пролазе без интеракције кроз атмосферу и ми дању видимо плаво небо. Јутарње и вечерње руменило се објашњава проласком светлосних таласа највећих таласних дужина са најмањим расејањем.

Плава дужица ока

Боја очију[уреди]

Боја очију такође потиче од Тиндаловог ефекта у мутном слоју дужице. Познато је да меланин апсорбује светлост. У недостатку меланина светлост се дифузно расипа и тада долази до изражаја најмања таласна дужина - плава.

Расејање у хомогеним срединама[уреди]

Светлост се такође може расипати и у хемијски хомогеним срединама, као што су чисти гасови или многе течности без примеса. Узрок расејавања светлости у оваквим срединама представљају случајна колебања (флуктуације) густине средине по статичком закону.

Литература[уреди]

  • Светозар Божин, Милан Распоповић, Емило Даниловић - Физика 3

Спољашње везе[уреди]