高中物理 第5章 波与粒子 第2节 康普顿效应 丁达尔效应素材 鲁科版选修3-5.doc

丁达尔效应英国物理学家约翰丁达尔(john tyndall 18201893年) ，首先发现和研究了胶体中的上述现象。这主要是胶体中分散质微粒散射出来的光。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。由于溶胶粒子大小一般不超过100 nm，胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其大小在10100nm。小于可见光波长（400 nm700 nm），因此，当可见光透过溶胶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。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。其他分散系统产生的这种现象远不如溶胶显著，因此，丁达尔效应实际上成为判别溶胶与真溶液的最简便的方法。如图所示为fe（oh）3溶胶与cuso4溶液的区别。可见光的波长约在400700nm之间，当光线射入分散系统时，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）当光束通过粗分散系统，由于分散相的粒子大于入射光的波长，主要发生反射或折射现象，使系统呈现混浊。（2）当光速通过胶体溶液，由于分散相粒子的半径一般在1100nm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。丁达尔现象是胶体中分散质微粒对可见光（波长为400700nm）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，随着颗粒半径增加而变化。悬(乳)浊液分散质微粒直径太大，对于入射光只有反射而不散射；溶液里溶质微粒太小，对于入射光散射很微弱，观察不到丁达尔现象；只有溶胶才有比较明显的乳光，这时微粒好像一个发光体，无数发光体散射结果，就形成了光的通路。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，溶胶浓度不要太稀。在暗室中，让一束平行光线通过一肉眼看来完全透明的溶胶，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。在溶胶中分散相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。清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝