ティンダル効果 または ティンダル散乱 コロイドまたは微細な懸濁液中の小さな浮遊粒子による光の散乱であり、光線を可視化します。たとえば、懐中電灯の光は、コップ一杯のミルク (コロイド) を照らすと見えます。この効果は、この現象を最初に記述して研究した 19 世紀の物理学者ジョン・ティンダルにちなんで名付けられました。
コロイドの識別
チンダル効果は、コロイドと真の化学溶液を区別します。溶液中の粒子は非常に小さいのに対し、コロイド中の粒子は直径 1 ～ 1000 ナノメートルです。したがって、砂糖水または塩水 (溶液) の入ったグラスに懐中電灯のビームを当てても、ビームは見えません。ただし、ビームはスキムミルクのグラスやゼラチン (コロイド) の容器で見ることができます。
チンダル効果は、小麦粉と水の混合物などの細かい懸濁液でも散乱を生成します。ただし、懸濁液中の粒子は最終的に沈降しますが、コロイド中の粒子は均一のままです。
ティンダル効果とレイリー散乱およびミー散乱
レイリー散乱、チンダル効果、およびミー散乱はすべて光散乱を伴いますが、粒子サイズが異なります。 3 種類の散乱すべてにおいて、長い波長 (赤) は透過し、短い波長 (青) は反射されます。
- レイリー散乱は、粒子がはるかに小さい場合に発生します 可視光の波長 (400 ～ 750 nm) よりも優れています。たとえば、レイリー散乱によって空が青いのは、粒子が窒素と酸素の小さな分子であるためです。
- ティンダル効果は、パーティクルがほぼ同じかそれより小さい場合に発生します 光の波長よりも個々の粒子の範囲は 40 nm から 900 nm です。
- ミー散乱は、粒子が球状で同じサイズからはるかに大きい場合に発生します 光の波長よりもたとえば、下層大気での光のエアロゾル散乱により、太陽の周りの領域が白く見えます。水滴を含む雲を光が通過するときに生成される太陽光線も、ミー散乱によるものです。
チンダル効果の例
ティンダル効果は日常生活でよく見られます。例:
- オートバイのエンジンのような煙の青い色は、ティンダル散乱によるものです。
- チンダル効果はオパールや乳白色のガラスの青色を引き起こしますが、透過光はしばしば黄色に見えます.
- ミルクを透過した光は青く見えます。この効果は、スキムミルクで特に顕著です。
- 街灯の周りのハローは、ティンダル スキャッタリングによるものです。
- 夜間、特に霧の中での自動車のライトからの光線は、チンダル効果によるものです。
- 目に見える太陽光線は、チンダル効果によるものです。ただし、水滴とほこりのモートは大きすぎるため、この例には霧、もや、細かいほこりのみが含まれています。
青い目とチンダル効果
青い目はチンダル効果の一例です。青い目には「青」の色素はありません。むしろ、虹彩は、緑、茶色、または黒い目よりもはるかに少ないメラニンを含んでいます.メラニンは、光を吸収して虹彩の色を与える色素です。青い目では、光は色素層ではなく半透明の層を通過します。半透明である間、レイヤー内の粒子は光を散乱させます。より長い波長は層を通過し、虹彩の次の層によって吸収されますが、より短い (青色の) 波長は目の前に向かって反射され、青色に見えます.
チンダル効果を自分で確認
チンダル効果の簡単なデモでは、少量の小麦粉またはコーンスターチをコップ一杯の水にかき混ぜ、その光を通してフラッシュ ライトまたはレーザーを照射します。通常、これらの懸濁液はわずかにオフホワイトに見えますが、液体に懐中電灯を当てると、散乱光のために青色に見えます.また、懐中電灯のビームも見えます。
参考文献
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