Mikä on Tyndall -vaikutus?

Tyndall -ilmiö syntyy, kun kolloidin tai suspension hiukkaset sirottavat läpi kulkevan valon. Hajonnan voimakkuus johtuu suoraan kolloidisten hiukkasten koosta; koska ne ovat suunnilleen yhden valon aallonpituuden kokoisia, Tyndall -vaikutus on paljon voimakkaampi kuin vastaava vaikutus, joka tunnetaan nimellä Rayleigh -sironta. Vaikutuksen yleisin käytännön sovellus on kolloidien ja ultramikroskooppisten hiukkasten havaitseminen. Tyndall -tehostetta voidaan käyttää myös havaitsemaan valoa, joka muuten olisi paljaalla silmällä näkymätön.

Yleinen Tyndall-ilmiön esittely sisältää kirkkaan kolloidin, kuten vesipohjaisen, luomisen läpinäkyvän lasin sisään. Kun valonsäde kulkee lasin läpi, säde itse on selvästi ja näkyvästi rajattu kolloidin sisään. Tämä on seurausta aineen läpi kulkevista pidemmistä aallonpituuksista, kun taas lyhyemmät valon aallonpituudet ovat hajallaan, mikä heijastaa lyhyemmän valon takaisin katsojalle. Joissakin tapauksissa sironta voi muuttaa kolloidin havaittua väriä. Esimerkiksi veden kanssa sekoitetut jauhot näyttävät sinisiltä, ​​kun ne on valmistettu kolloidina; sama vaikutus saavutetaan sinisilmäisten yksilöiden iiriksissä.

Tyndall -vaikutusta voidaan käyttää luotettavasti kolloidien ja laajasti pienten hiukkasten havaitsemiseen kolloideissa. Tavanomaisilla mikroskoopeilla on vaikeuksia ottaa kuvia alle 0.1 mikronin kokoisista hiukkasista, minkä vuoksi on vaikea määrittää, onko tietty aine kolloidi vai todellinen ratkaisu. Jos valonsäde hajoaa kulkiessaan kirkkaan aineen läpi, tarkkailijat voivat vahvistaa hiukkasten läsnäolon ja määrittää, että aine on kolloidi. Tämä periaate on johtanut ultramikroskooppien kehittämiseen, joiden avulla tutkijat voivat havaita hiukkasia, jotka ovat näkymättömiä jopa perinteisen mikroskoopin avulla. Saman testin avulla voidaan kerätä käsitys kolloidin sisällä olevien hiukkasten koosta ja tiheydestä.

Tehostetta voidaan käyttää myös havaitsemattoman valon havaitsemiseen. Koska Tyndall -ilmiö hajottaa valon, jonka aallonpituus on lyhyempi, on mahdollista tehdä infrapunavalo näkyväksi johtamalla se kolloidin läpi. Tämä voidaan saavuttaa puhaltamalla savua tai muuta kaasumaista kolloidia epäillylle alueelle. Hiukkaset hajottavat lyhyemmät, näkyvät punaiset aallonpituudet, jolloin tarkkailijat voivat nähdä punaisen valonsäteen. Säde näkyy parhaiten, kun sitä tarkastellaan kulmasta, joka on kohtisuorassa valon kulkuun nähden.