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丁达尔效应

  丁达尔效应(Tyndall effect)，也叫丁达尔现象，或者丁铎尔现象、丁泽尔效应、廷得耳效应 。

  当一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的"通路"，丁达尔效应的出现从而也寓意着光可被看见。


  摄影界也叫它"耶稣光"，一般出现在清晨、日落时分或者雨后云层较多的时候，大气中有雾气或灰尘，刚好太阳投射在上面，被分割成一条条，有时一大片，显得特别壮观。

基本信息
中文名称
丁达尔效应
外文名称
Tyndall effect
别名
丁铎尔现象、丁铎尔效应
命名者
约翰·丁达尔
实际应用
用于胶体与溶液的鉴别
现象名称
树林现象、胶体现象、暗室现象
原理
光的散射
发现时间
1869年

效应介绍

命名始源

英国物理学家约翰·丁达尔(John Tyndall 1820~1893年) ，1869年首先发现和研究了胶体中的上述现象。这条光亮的"通路"是由于胶体粒子对光线散射形成的。 丁达尔效应是区分胶体和溶液的一种常用物理方法。

产生原因

在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射;如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光或乳光。丁达尔效应就是光的散射现象或称乳光现象。由于真溶液粒子直径一般不超过1nm，胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其直径在1~100nm。小于可见光波长(400~700nm)，因此，当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。而对于真溶液，虽然分子或离子更小，但是因散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱，因此，真溶液对光的散射作用很微弱。此外，散射光的强度还随分散体系中粒子浓度增大而增强。 所以说，胶体能有丁达尔现象，而溶液几乎没有，可以采用丁达尔现象来区分胶体和溶液，注意:当有光线通过悬浊液时有时也会出现光路，但是由于悬浊液中的颗粒对光线的阻碍过大，使得产生的光路很短。

实际应用

丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。(还可以用半透膜检测：渗析)

实验例证

丁达尔现象

1869年，丁达尔发现，若令一束汇聚的光通过溶胶，则从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体，这就是丁达尔效应。
其他分散体系产生的这种现象远不如胶体显著，因此，丁达尔效应实际上成为判别胶体与真溶液的最简便的方法。如图1所示为Fe(OH)3 【氢氧化铁】胶体与CuSO4【硫酸铜溶液】的区别。
可见光的波长约在400~700 nm之间，当光线射入分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射，可能发生以下三种情况:
(1)当光束通过粗分散体系，由于分散质的粒子大于入射光的波长，主要发生反射或折射现象，使体系呈现混浊。
(2)当光线通过胶体溶液，由于分散质粒子的直径一般在1~100nm之间，小于入射光的波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱，出现丁达尔现象。
(3)当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。

胶体现象

1869年，英国科学家丁达尔发现了丁达尔现象。丁达尔现象是胶体中分散质微粒对可见光(波长为400~700nm)散射而形成的。它在实验室里可用于胶体与溶液的鉴别。
光射到微粒上可以发生两种情况，一是当微粒直径大于入射光波长很多倍时，发生光的反射;二是微粒直径小于入射光的波长时，发生光的散射，散射出来的光称为乳光。散射光的强度，还随着微粒浓度增大而增加，因此进行实验时，胶体浓度不要太稀。

暗室现象

在暗室中，让一束平行光线通过一肉眼看来完全透明的胶体，从垂直于光束的方向，可以观察到有一浑浊发亮的光柱，其中有微粒闪烁，该现象称为丁达尔效应。在胶体中分散质粒子直径比可见光波长要短，入射光的电磁波使颗粒中的电子做与入射光波同频率的强迫振动，致使颗粒本身象一个新光源一样，向各方向发出与入射光同频率的光波。丁达尔效应就是粒子对光散射(光波偏离原来方向而发散传播)作用的结果，如黑夜中看到的探照灯的光束、晴天时天空中的蓝色，都是粒子对光的散射作用。根据散射光强的规律和溶胶粒子的特点，只有溶胶具有较强的光散射现象，故丁达尔现象常被认为是胶体体系。

树林现象

清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，类似于这种自然界现象，也是丁达尔现象。这是因为云、雾、烟尘也是胶体，只是这些胶体的分散剂是空气，分散质是微小的尘埃或液滴。

耶稣光

耶稣光即丁达尔效应的形成，是靠雾气或是大气中的灰尘，当太阳照射下来投射在上面时，就可以明显看出光线的线条，加上太阳是大面积的光线，所以投射下来的，不会只是 一点点，而是一整片的壮阔画面这种为风景带来一种神圣的静谧感的光线，不知何时被命名为了"耶稣光"。
2015年7月7日傍晚，中山黄圃镇上空出现美丽的"丁达尔现象"。
2015年8月7日傍晚，受2015年第13号台风"苏迪罗"外围云系影响，福州市西面出现美丽的"耶稣光"。
2016年8月15日傍晚，一缕缕金色的阳光透过云层的间隙，照射在成都的高楼大厦上，出现美丽的"耶稣光"。