丁达尔效应是什么意思？它能描绘出光的“形状”

2023-10-14 15:24:45

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供稿：网友

它被称为“大自然最浪漫的现象”，它也能描绘出光的“形状”，它就是丁达尔效应，可能有些观众没有听说过，但是曾经学过物理的朋友，多多少少都还有些印象。丁达尔效应是指，当光线进入胶体。

丁达尔的发现

我们可以在垂直于光线的地方看到光的“轨迹”，给大家举个例子，当一缕光照射在出门雾气的森林中，我们能明确看到一束一束的光线。如果大家在一些美景的照片中，清楚地看到了光线，那也是丁达尔效应造成的。

还有一种情况，就是阳光照射在枝叶茂密的树林中，我们透过叶子与叶子之间的小孔，我们也能够看到一束又一束的光线。也正因为如此，人们认为丁达尔效应可以让我们看到光的形状。

而丁达尔效应的发现，就可以追溯到十九世纪60年代，当时有一名物理学家，名字叫做约翰·丁达尔。他在研究胶体的过程中，偶然看到了这种情况，经过仔细的研究后，将其命名为“丁达尔效应”。

实际上，丁达尔效应是光线的一种散射，当光线射入某种物质中，光线就会根据物体内部的特点发生折射或者反射，甚至可能被吸收。这主要看光线的波长和粒子的大小，当粒子大于光线波长很多时，光线就会发生反射。

如果粒子小于光线的波长，则会发生散射现象，此时粒子的周围会都是光线放射的光，因此这种散射现象又被称之为“乳光现象”。正是散射现象和乳光现象，形成了人们所看到的“丁达尔现象”。

如果有物理比较好的同学，应该会有印象，丁达尔现象是出现在高中物理课本里的内容，不仅对丁达尔现象作了解释，而且还说丁达尔现象可以分辨胶体和溶液，这又是怎么一回事呢？

胶体鉴别实验

仔细看这个实验，一束光通过了两种液体物质，一个我们能从侧面看到光束，另一个却什么也看不到。这其实是高中物理中分辨溶液与胶体的实验，实验中的两种物质分别是CuSO4（硫酸铜）溶液和Fe（OH）3（氢氧化铁）溶胶。

两种物质明明看上去都是液体，为什么会说一个是溶液而另一个是溶胶呢？这就要提到胶体的概念了，胶体的全称为胶状分散体，是一种比较均匀的混合物。胶体中的物质也分为两种不同的状态。

一种叫做分散相，另一种叫做连续相。其中分散相中的物质，粒子的直径都比较小，一般在1~100nm之间，而真溶液的粒子半径则更小。所以相比之下，胶体的分散粒子更能产生光的散射，也就产生了丁达尔效应。

其实，大家也不要陷入，“胶体一定就是固体”的误区，而且胶体也都不一定都是胶状。我们可以根据分散状态，将胶体分散为三种。第一种为“气溶胶”，这些都是气体类的胶体，比如常见的烟和雾。

第二种就是“液溶胶”，这些都是液体类的胶体，就比如我们开头用的Fe（OH）3（氢氧化铁）溶胶。第三种就是“固溶胶”，这一类都是固体类溶胶，比如有色玻璃和水晶等。

当然除了这种分类外，还有一种将胶体分为“粒子胶体”和“分子胶体”。蛋白质胶体和淀粉胶体都是分子胶体。粒子胶体你们更是想象不到，竟然是我们常见的土壤。而且，早餐中的豆浆和写毛笔字用的墨水，也都是胶体。

是不是感到非常的神奇？不过，更神奇的是丁达尔效应在生活中的应用！

生活中的应用

看似陌生的丁达尔效应，其实一直都出现在我们的生活中，只是你没有发现而已。当出现大雾的天气袭来，人走在街上会处于一种，“三步男女不分，五步人畜不分”的情况。但是，当你走到路口时你会发现。

浓浓的大雾让你连车都看不清楚，你却能看到红绿灯的灯光，这是因为这些红绿灯是经过特殊设计的，运用了一种辅助信号灯，让红绿灯的丁达尔效应更加明显，而且如果雾气稍微薄一点。

汽车的车灯也会产生比较明显的丁达尔效应。丁达尔效应还会频繁出现在拍摄手段中，利用烟雾加灯光，就可以做到人和光线一起出现的炫酷效果，尤其是一些特写的拍摄。如果我们想自己观察丁达尔效应，却没有胶体溶液怎么办。

这个非常简单，我们可以用人造胶体。如果天气比较冷，你可以带上手电筒，再叫上你要好的朋友，让朋友抬头哈气，然后用手电筒照射哈出来的气体，你就会看到丁达尔效应，这个方法很方便，就是有些费朋友。

如果想要在夏天看到丁达尔效应，也非常简单，烧一壶开水，将开水倒入盆中，然后放在有光的地方，在盆的上方你就会看到丁达尔现象。另外还有一种最简单的方法，那就在晚上关灯关门，在自己屋里打开手电筒。

你就会看到手电筒很明显的光束，这被称作为“暗室现象”，也是丁达尔效应的一种，就是看起来不怎么浪漫而且有些恐惧。想要看到浪漫的丁达尔效应，可以在看一看太阳破开乌云的天空，看一看天阳刚升起时的森林，这才是大自然的浪漫。

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