丁達爾效應

物理現(xiàn)象中光與微粒

光射到微粒上可以發(fā)生兩種情況，一是當微粒直徑大于入射光波長很多倍時，發(fā)生光的反射；二是微粒直徑小于入射光的波長時，發(fā)生光的散射，散射出來的光稱為乳光。丁達爾效應指光經(jīng)過膠體（例如乳劑、混懸劑）時產(chǎn)生散射。

當光射向溶液時，光受到的散射較少，大部分光都能通過溶液。但射向膠體時，膠體的粒子散射光，使得那些粒子有被散射的光的顏色。

維基中的講：當一束光線透過膠體，從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫丁達爾現(xiàn)象，也叫丁達爾效應。

這是因為膠體微粒較大，對光線產(chǎn)生散射而形成的（溶液無此現(xiàn)象——可用以區(qū)別）。

英國物理學家丁達爾(1820～1893年) ，首先發(fā)現(xiàn)和研究了膠體中的上述現(xiàn)象。這主要是膠體中分散質(zhì)微粒散射出來的光。

在光的傳播過程中，光線照射到粒子時，如果粒子大于入射光波長很多倍，則發(fā)生光的反射；如果粒子小于入射光波長，則發(fā)生光的散射，這時觀察到的是光波環(huán)繞微粒而向其四周放射的光，稱之為散射光或乳光。丁達爾效應就是光的散射現(xiàn)象或稱乳光現(xiàn)象。

由于溶膠粒子大小一般不超過 100 nm ，小于可見光波長（ 400 nm ～ 700 nm ），因此，當可見光透過溶膠時會產(chǎn)生明顯的散射作用。而對于真溶液，雖然分子或離子更小，但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱，因此，真溶液對光的散射作用很微弱。此外，散射光的強度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強。所以說，膠體能有丁達爾現(xiàn)象，而溶液沒有，可以采用丁達爾現(xiàn)象來區(qū)分膠體和溶液。

清晨，在茂密的樹林中，常?？梢钥吹綇闹θ~間透過的一道道光柱，類似這種自然界的現(xiàn)象，也是丁達爾現(xiàn)象。這是因為云、霧、煙塵也是膠體，只是這種膠體的分散劑是空氣，分散質(zhì)是微小的塵?；蛞旱巍?

其實丁達爾效應可以這么簡單理解，純凈：光直通通的過去，沒有毛邊膠體：光一頭大一頭小，光路呈細長橢圓柱狀，且毛邊小將近不可見；其他混合：和膠體相比，光路不如膠體細長，且毛邊明顯可見。網(wǎng)上找到的這段我覺得還可以：

實際上得到的渾濁液和乳濁液的分散質(zhì)的直徑范圍往往包括了屬于膠體粒子了，如果我們有一種方法將分散物精密分開，使一部分粒子的半徑都大于10的-7次方，而又小于10-6次方，則這樣可以形成比較穩(wěn)定的乳濁液或渾濁掖，這樣的分散系的性質(zhì)就和膠體有明顯的區(qū)別，而我們制作的膠體也是這樣，如果膠粒子的半徑就控制在10的-8次方附近的一定范圍，則它的光學效應則更明顯，如十分清朗的天空，沒有一點沙塵，而空氣中只有微小的水汽，這個微小是指水滴，不是指完全分子化的水，若完全分子化，則空氣就是均相的， 屬于溶液范疇了，這樣的大氣環(huán)境，可能還十分糟糕呢，為什么？因為沒有了光的散射現(xiàn)象，在背光的地方， 是一個真正的伸手不見五指的地方了，而有水滴的空氣，則不然，但它的半徑一定要小到膠粒子的程度，否則就要陷入迷霧之中了，這樣的環(huán)境大氣的透明度十分好，但大氣的折射和散色率也在恰當?shù)臓顩r，那樣的天空就是湛藍的，而水滴的半徑在10的負6次方，并形成大塊的團，它可以漂浮在天空，就是云團，我們在山上，進入云團，就是進入了霧里，可以看到細小的水滴的移動狀況。

我們做一個箱子——暗箱，往里面通入水氣，若水滴的半徑小于10的-9次方，哪怕它的密度大一些，用一束白光照射，則看不到光柱，什么都沒有，若半徑在10的-8次方，就可以看到微弱的乳光柱，它的光色是微藍的。若水滴的半徑在10的-6次方，就可以在明光下感到箱子里面是霧狀的不透明感，水汽雯氤。光線通過，則逆著光路觀察，發(fā)現(xiàn)光明顯減弱，因為水滴是透明的。而垂直觀察，則看到的白色的光路，而且可以發(fā)現(xiàn)光錐現(xiàn)象十分明顯。我們在密林里感受透過的陽光，是什么樣子"para" label-module="para">

都和水滴的光學性質(zhì)有關，水汽濃重，則光錐角度大，光投射的距離也小；而干燥的情況，則光錐角度小，亮度大，投射遠，顏色偏藍；這里還有水滴對光的折射作用，光照到水滴，一部分被反射回去，一部分透入水滴，在水滴的里面反射和折射，這些光，有的再出來，他態(tài)度方向是均勻的，所以看到的是白色的，若光線被明顯折射，則可以看到彩虹。

而對于其他的分散質(zhì)，由于它們的透光性不同，就有不同的結(jié)果，若是液體，半徑在10的負9到-7之間，則往往形成乳白色的，我們知道牛奶是白色的,就是這個道理，當然這里不僅僅是奶油，還有蛋白質(zhì)，我們可以有不同顏色的不溶于水的油，通過超聲波混合，得到的乳濁液往往都是白色的，在暗箱里觀察光路通過的情況是什么樣子"_blank" href="/item/運動狀態(tài)">運動狀態(tài)。

總結(jié)一下，就是膠體是透明的，濁掖是渾濁的，它們有明顯的區(qū)別，除非渾濁度十分微弱，分散質(zhì)很低，是可以用丁達爾方法分辨渾濁體系的，因為在光路上，我們可以用肉眼觀察到微粒的存在，而膠體是不行。