***Ein Apfel fiel auf Newton, die Chinesen bewunderten die Tropfen auf den Lotusblumen, und John Tyndall, der wahrscheinlich durch den Wald ging, bemerkte einen Lichtkegel. Geschichte? Vielleicht. Aber zu Ehren des letzten Helden wurde einer der schönsten Effekte unserer Welt benannt - der Tyndall-Effekt....***

Lichtstreuung ist eine der allgemeinen Eigenschaften hochdisperser Systeme.

Unter seitlicher Beleuchtung eines dispergierten Systems wird ein charakteristisches irisierendes, in der Regel bläuliches Leuchten beobachtet, das vor einem dunklen Hintergrund besonders gut sichtbar ist.

Diese Eigenschaft, die mit der Streuung von Licht durch Partikel der dispergierten Phase verbunden ist, wird Opaleszenz genannt, vom Namen Opal - Opalus (lat.), Ein durchscheinendes Mineral von bläulicher oder gelblich-weißer Farbe. 1868 entdeckte er, dass, wenn eine kolloidale Lösung von der Seite mit einem Lichtstrahl aus einer starken Quelle beleuchtet wird, ein heller, gleichmäßig leuchtender Kegel beobachtet wird - Tyndall-Kegel, oder Tyndall-Effekt, während im Fall einer Lösung mit niedrigem Molekulargewicht die Flüssigkeit optisch leer zu sein scheint, d.h. die Strahlspur ist unsichtbar.

links - 1% Stärkelösung, rechts - Wasser.

Der Tyndall-Effekt tritt bei der Streuung an Schwebeteilchen auf, deren Größe die Größe von Atomen um das Zehnfache übersteigt. Wenn die Suspensionspartikel auf Größen in der Größenordnung von 1/20 der Lichtwellenlänge (ab etwa 25 nm und darüber) vergrößert werden, wird die Streuung polychromatisch, das heißt, das Licht beginnt gleichmäßig über den gesamten sichtbaren Farbbereich zu streuen violett bis rot. Dadurch verschwindet der Tyndall-Effekt. Deshalb erscheinen uns dichte Nebel- oder Kumuluswolken weiß – sie bestehen aus einer dichten Suspension von Wasserstaub mit Partikeldurchmessern von Mikrometern bis Millimetern, was deutlich über der Tyndall-Streuschwelle liegt.
Sie denken vielleicht, dass der Himmel aufgrund des Tyndall-Effekts für uns blau aussieht, aber das ist es nicht. In Abwesenheit von Wolken oder Rauch wird der Himmel aufgrund der Streuung von "Tageslicht" an Luftmolekülen blaublau. Diese Art der Streuung wird Rayleigh-Streuung (nach Sir Rayleigh) genannt. Die Rayleigh-Streuung streut blaues und blaues Licht noch stärker als der Tyndall-Effekt: Beispielsweise streut blaues Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm in sauberer Luft neunmal stärker als rotes Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm. Deshalb erscheint uns der Himmel blau – das Sonnenlicht streut über den gesamten Spektralbereich, aber im blauen Teil des Spektrums ist es fast eine Größenordnung stärker als im roten. Die ultravioletten Strahlen, die einen Sonnenbrand verursachen, werden noch stärker gestreut. Deshalb verteilt sich die Bräune ziemlich gleichmäßig auf dem Körper und bedeckt auch die Hautpartien, die keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.

Gerasimenko Eugenia

Diese Präsentation widmet sich der Beschreibung des Tyndall-Effekts und seiner praktischen Anwendung.

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Beschriftungen der Folien:

Ausgefüllt von: Schülerin der 11. Klasse "B" Evgenia Gerasimenko Geprüft von: Chemielehrerin Yurkina T.I. Schuljahr 2012/2013 Tyndall-Effekt

John Tyndall, irischer Physiker und Ingenieur. Geboren in Lylin Bridge, Grafschaft Carlow. Nach dem Abitur arbeitete er als Topograph-Vermesser in Militärorganisationen und im Eisenbahnbau. Gleichzeitig absolvierte er das Mechanical Institute in Preston. Entlassung aus dem militärgeodätischen Dienst wegen Protest gegen schlechte Arbeitsbedingungen. Er unterrichtete am Queenwood College (Hampshire), während er seine Selbstbildung fortsetzte. 1848–51 hörte Vorlesungen an den Universitäten Marburg und Berlin. Nach seiner Rückkehr nach England wurde er Lehrer und dann Professor am Royal Institute in London. Die Hauptarbeiten des Wissenschaftlers sind Magnetismus, Akustik, Absorption von Wärmestrahlung durch Gase und Dämpfe, Lichtstreuung in trüben Medien gewidmet. Studium der Struktur und Bewegung von Gletschern in den Alpen. Tyndall war äußerst leidenschaftlich für die Idee der Popularisierung der Wissenschaft. Er hielt regelmäßig öffentliche Vorträge, oft in Form von kostenlosen Vorträgen für jedermann: für Arbeiter in den Fabrikhöfen zur Mittagszeit, Weihnachtsvorträge für Kinder im Königlichen Institut. Tyndalls Ruhm als Popularisierer erreichte auch die andere Seite des Atlantiks – die gesamte Auflage der amerikanischen Ausgabe seines Buches Fragments of Science war an einem Tag ausverkauft. Er starb 1893 eines absurden Todes: Bei der Zubereitung des Abendessens verwendete die Frau des Wissenschaftlers (die ihn um 47 Jahre überlebte) versehentlich eines der in der Küche gelagerten chemischen Reagenzien anstelle von Kochsalz.

Beschreibung Tyndall-Effekt – das Leuchten eines optisch inhomogenen Mediums aufgrund der Streuung des hindurchtretenden Lichts. Sie entsteht durch die Beugung des Lichts an einzelnen Partikeln oder Elementen der strukturellen Inhomogenität des Mediums, deren Größe wesentlich kleiner ist als die Wellenlänge des gestreuten Lichts. Typisch für kolloidale Systeme (z. B. Hydrosole, Tabakrauch) ist eine geringe Konzentration an Partikeln der dispergierten Phase, die einen anderen Brechungsindex als das Dispersionsmedium aufweisen. Er wird meist als heller Kegel auf dunklem Grund (Tyndall-Kegel) beobachtet, wenn ein gebündelter Lichtstrahl von der Seite durch eine mit einer kolloidalen Lösung gefüllte Glaszelle mit planparallelen Wänden geführt wird. Die kurzwellige Komponente des weißen (nicht monochromatischen) Lichts wird von kolloidalen Partikeln stärker gestreut als die langwellige Komponente, daher hat der von ihm gebildete Tyndall-Kegel in nicht absorbierender Asche einen blauen Farbton. Der Tyndall-Effekt entspricht im Wesentlichen der Opaleszenz. Traditionell bezieht sich der erste Begriff jedoch auf die intensive Lichtstreuung in einem begrenzten Raum entlang des Strahlengangs, und der zweite Begriff bezieht sich auf die schwache Lichtstreuung durch das gesamte Volumen des beobachteten Objekts.

Der Tyndall-Effekt wird vom bloßen Auge als gleichmäßiges Leuchten eines Teils des Volumens des Lichtstreusystems wahrgenommen. Das Licht kommt von einzelnen Punkten - Beugungsflecken, die unter einem Lichtmikroskop bei ausreichend starker Beleuchtung des verdünnten Sols gut unterscheidbar sind. Die Intensität des in eine bestimmte Richtung gestreuten Lichts (bei konstanten Parametern des einfallenden Lichts) hängt von der Anzahl der Streupartikel und ihrer Größe ab.

Timing Initiierungszeit (log bis -12 bis -6); Lebensdauer (log tc -12 bis 15); Abbauzeit (log td -12 bis -6); Optimale Entwicklungszeit (log tk -9 bis -7). Technische Umsetzung des Effekts Der Effekt lässt sich leicht beobachten, wenn ein Helium-Neon-Laserstrahl durch eine kolloidale Lösung (einfach ungefärbtes Stärkegallerte) geleitet wird. Diagramm

Anwendung des Effekts Basierend auf dem Tyndall-Effekt sind Methoden zum Nachweis, zur Bestimmung der Größe und Konzentration kolloidaler Partikel (Ultramikroskopie, Nephelometrie) in der wissenschaftlichen Forschung und industriellen Praxis weit verbreitet.

Beispiel. Ultramikroskop. Ein Ultramikroskop ist ein optisches Instrument zum Nachweis kleinster (kolloidaler) Teilchen, deren Abmessungen kleiner sind als die Auflösungsgrenze herkömmlicher Lichtmikroskope. Die Möglichkeit, solche Partikel mit einem Ultramikroskop nachzuweisen, beruht auf der Lichtbeugung an ihnen durch den Tyndall-Effekt. Bei starker seitlicher Beleuchtung wird jedes Teilchen im Ultramikroskop vom Betrachter als heller Punkt (leuchtender Beugungsfleck) vor dunklem Hintergrund markiert. Aufgrund der Beugung an kleinsten Partikeln gibt es sehr wenig Licht, daher werden in der Regel starke Lichtquellen in einem Ultramikroskop verwendet. Abhängig von der Beleuchtungsstärke, der Lichtwellenlänge, dem Unterschied zwischen den Brechungsindizes des Partikels und des Mediums können Partikel mit einer Größe von 20–50 nm bis 1–5 μm detektiert werden. Es ist unmöglich, die wahre Größe, Form und Struktur von Partikeln anhand von Beugungsflecken zu bestimmen. Das Ultramikroskop liefert keine optischen Bilder der untersuchten Objekte. Unter Verwendung eines Ultramikroskops ist es jedoch möglich, das Vorhandensein und die Anzahlkonzentration von Partikeln zu bestimmen, ihre Bewegung zu untersuchen und auch die durchschnittliche Größe von Partikeln zu berechnen, wenn ihre Gewichtskonzentration und Dichte bekannt sind. Im Schema eines Spalt-Ultramikroskops (Abb. 1a) ist das untersuchte System unbeweglich.

Im Schema eines Spalt-Ultramikroskops ist das untersuchte System bewegungslos. Schematische Darstellung eines Spaltmikroskops. Die Küvette 5 mit dem zu untersuchenden Objekt wird von einer Lichtquelle 1 (2 - Kondensator, 4 - Beleuchtungslinse) durch einen schmalen rechteckigen Schlitz 3 beleuchtet, dessen Bild in den Beobachtungsbereich projiziert wird. Im Okular des Beobachtungsmikroskops 6 sind leuchtende Punkte von Partikeln sichtbar, die sich in der Bildebene des Spaltes befinden. Oberhalb und unterhalb des beleuchteten Bereichs wird das Vorhandensein von Partikeln nicht erkannt.

In einem Durchfluss-Ultramikroskop bewegen sich die untersuchten Partikel entlang der Röhre zum Auge des Betrachters. Schematische Darstellung eines Durchflussmikroskops Beim Durchqueren der Beleuchtungszone werden sie als helle Blitze visuell oder mit einem photometrischen Gerät registriert. Durch Einstellen der Helligkeit der Beleuchtung der beobachteten Teilchen durch den beweglichen photometrischen Keil 7 ist es möglich, Teilchen zur Registrierung herauszugreifen, deren Größe eine vorbestimmte Grenze überschreitet. Mit einem modernen Inline-Ultramikroskop mit Laserlichtquelle und optoelektronischem Partikeldetektionssystem wird die Konzentration von Partikeln in Aerosolen im Bereich von 1 bis 109 Partikel pro 1 cm3 bestimmt und die Partikelgrößenverteilungsfunktionen ermittelt. Ultramikroskope werden bei der Untersuchung verteilter Systeme verwendet, um die Reinheit atmosphärischer Luft zu kontrollieren. Wasser, Verschmutzungsgrad von optisch transparenten Medien mit Fremdeinschlüssen.

Verwendete Literatur 1. Physik. Big Encyclopedic Dictionary.- M.: Big Russian Encyclopedia, 1999.- S.90, 460. 2. New Polytechnical Dictionary.- M.: Big Russian Encyclopedia, 2000.- S.20, 231, 460. Schlüsselwörter optisches Leuchten inhomogenes zweiphasiges Medium lichtstreuendes disperses Medium

Tyndall-Kegel

Es scheint, dass in Wasser gelöstes Mehl eine blaue Farbe hat. Dieser Effekt erklärt sich dadurch, dass das blaue Licht von den Mehlpartikeln stärker gestreut wird als das rote Licht.

Tyndall-Effekt, Tyndall-Streuung(Englisch) Tyndall-Effekt) - optischer Effekt, Lichtstreuung beim Durchgang eines Lichtstrahls durch ein optisch inhomogenes Medium. Wird normalerweise als leuchtender Kegel gesehen ( Tyndall-Kegel) vor dunklem Hintergrund sichtbar. Charakteristisch für Lösungen kolloidaler Systeme (z. B. Sole, Metalle, verdünnte Latizes, Tabakrauch), bei denen sich die Partikel und ihre Umgebung im Brechungsindex unterscheiden. Eine Reihe optischer Methoden zur Bestimmung der Größe, Form und Konzentration von kolloidalen Partikeln und Makromolekülen basieren auf dem Tyndall-Effekt. Der Tyndall-Effekt ist nach John Tyndall benannt, der ihn entdeckte.

Verknüpfungen

Sonnenstrahlen durch den Nebel

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Sehen Sie, was "Tyndalls Kegel" in anderen Wörterbüchern ist:

Tyndall-Kegel- (Tyndall-Effekt) - Streuung von Licht durch Partikel einer kolloidalen Lösung, wodurch Sie die Richtung des Lichtstrahls sehen können, der durch die kolloidale Lösung geht. Allgemeine Chemie: Lehrbuch / A. V. Zholnin ... Chemische Begriffe

Auftreten eines leuchtenden Kegels auf dunklerem Hintergrund (Tyndall-Kegel) bei Streuung von Licht der Wellenlänge K in einem trüben Medium mit den Abmessungen h » 0,1 l. Benannt nach den Engländern der Physiker J. Tyndall, der den Effekt entdeckte; charakteristisch für kolloidale ... ... Physikalische Enzyklopädie

Lichtstreuung in trüben Medien mit Größen von Streuinhomogenitäten? 0,1 0,2 Lichtwellenlängen. Der gestreute Lichtstrahl hat bei seitlicher Betrachtung die Form eines bläulichen Kegels auf dunklem Grund (Tyndall-Kegel). Studiert von J. Tyndall (1868). Auf der… … Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Tyndall-Streuung, Streuung von Licht beim Durchgang eines Lichtstrahls durch ein optisch inhomogenes Medium. Es wird normalerweise als leuchtender Kegel (Tyndall-Kegel) beobachtet, der vor einem dunklen Hintergrund sichtbar ist. Charakteristisch für Lösungen kolloidaler Systeme (Siehe ... ... Große sowjetische Enzyklopädie

Streuung von Licht in trüben Medien mit Größen von Streuinhomogenitäten Tyndall-Effekt 0,1 0,2 Lichtwellenlängen. Der gestreute Lichtstrahl hat bei seitlicher Betrachtung die Form eines bläulichen Kegels auf dunklem Grund (Tyndall-Kegel). Studiert von J. Tyndall ... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Lichtstreuung in trüben Medien mit Streuinhomogenitäten von 0,1 0,2 Lichtwellenlängen. Der gestreute Lichtstrahl hat bei seitlicher Betrachtung die Form eines bläulichen Kegels auf dunklem Grund (Tyndall-Kegel). Studiert von J. Tyndall (1868). Auf T. e ... Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

Sonnenstrahlen durch Nebel ... Wikipedia

Es scheint, dass in Wasser gelöstes Mehl eine blaue Farbe hat. Dieser Effekt erklärt sich dadurch, dass das blaue Licht von den Mehlpartikeln stärker gestreut wird als das rote Licht. Tyndall-Effekt, Tyndall-Streuung (engl. Tyndall-Effekt) optischer Effekt, Streuung ... ... Wikipedia

Tyndall-Effekt

Tyndall-Streuung- Tyndall-Effekt Tyndall-Effekt (Tyndall-Streuung) Streuung von Licht beim Durchgang eines Lichtstrahls durch ein optisch inhomogenes Medium. Es wird normalerweise als leuchtender Kegel (Tyndall-Kegel) beobachtet, der vor einem dunklen Hintergrund sichtbar ist. Typisch für... Erklärendes englisch-russisches Wörterbuch der Nanotechnologie. - M.

Unterrichtsziele:

Lehrreich: Studenten mit den optischen Eigenschaften kolloidaler Lösungen vertraut zu machen.

Entwicklung: das Verständnis der Schüler für die optischen Eigenschaften kolloidaler Lösungen erweitern. Entwicklung ihrer kognitiven Aktivität und der Fähigkeit, die Hauptsache in visuellen Informationen hervorzuheben.

Pflege: Achtsamkeit, Beobachtung, ästhetisches Empfinden, Umgang mit Technik weiter kultivieren.

Visuelle Hilfen: Computer, Bildschirm, Projektor.

Technik: Vorlesung mit TCO (Computertechnik).

Phasen des Unterrichts: I Organisatorischer Teil

Lichtstreuung in kolloidalen Lösungen. Tyndall-Faraday-Effekt

Die optischen Eigenschaften kolloidaler Lösungen werden durch Lichtstreuung in kolloidalen Lösungen, die Farbe kolloidaler Lösungen, die Lichtabsorption durch Kolloide, die Lichtreflexion an der Partikeloberfläche sowie ultramikroskopische, elektronenmikroskopische und röntgenmikroskopische Eigenschaften bestimmt . Sehr oft sind kolloidale Systeme gefärbt. Die Farbe ändert sich je nach Dispersionsgrad, chemischer Natur der Partikel und ihrer Form, da diese Faktoren die Streuung und Adsorption von Licht beeinflussen. Sole von Metallen mit hohem Dispersionsgrad sind normalerweise rot oder dunkelgelb, und Metalle mit niedrigem Dispersionsgrad sind violett oder hellblau. Beispielsweise nehmen Goldsole bei einem höheren Feingehalt eine rote Farbe an, bei einem niedrigen Grad eine violette und hellblaue Farbe. Die Farbe von Metallsolen hängt auch von der Länge der absorbierten Lichtwelle ab. Scheinwerferstrahl, Nebel, Rauch sind farblos. Die blaue Farbe des Himmels entsteht durch die Lichtstreuung des Sonnenlichts in den Luftschichten.

Ist die Teilchengröße größer als die Wellenlänge des Lichts, dann wird nach dem Gesetz der geometrischen Optik Licht von der Oberfläche des Teilchens reflektiert. Wenn die Teilchen jedoch kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, findet unter den beobachteten optischen Phänomenen eine Lichtstreuung statt. Beim Durchgang von Licht durch kolloiddisperse und grobdisperse Systeme wird daher Licht an Partikeln der dispergierten Phase gestreut. Richtet man einen Strahl eines Lichtbündels auf ein gestreutes System, so ist sein Weg von der Seite betrachtet in Form eines Leuchtkegels sichtbar. Dieses Phänomen wurde zuerst von Faraday und dann ausführlicher von Tyndall untersucht. Daher wird dieses Phänomen als Tyndall-Faraday-Effekt bezeichnet.

Zur Beobachtung des Tyndall-Faraday-Effekts wird das dispergierte System (C) in einen tetraedrischen Glasbehälter (Küvette) gegossen, ein dunkler Vorhang vor die Küvette gestellt und mit einer Projektionslampe (A) beleuchtet (Abb. 8). In diesem Experiment wird ein leuchtender Kegel gebildet, dessen Ursache die Streuung von Licht durch kolloidale Teilchen ist, und infolgedessen scheint jedes Teilchen ein Punkt zu sein, der Licht gibt. Der Vorgang der Lichtstreuung durch winzige Partikel wird als Opaleszenz bezeichnet. In echten wässrigen Lösungen, in einer Mischung aus reinen Flüssigkeiten, wird Licht in vernachlässigbaren Mengen gestreut und daher wird der Tyndall-Faraday-Effekt nicht beobachtet. Es kann nur in einem speziellen Gerät gesehen werden. Manchmal ist es äußerlich nicht möglich, eine echte Lösung von einer kolloidalen zu unterscheiden, und um festzustellen, ob eine bestimmte Lösung ein Kolloid oder eine echte Lösung ist, wird der Tyndall-Faraday-Effekt verwendet. Die Intensität des Tyndall-Faraday-Effekts nimmt mit zunehmendem Dispersionsgrad des Sols zu und erreicht ab einem bestimmten Dispersionsgrad ein Maximum und nimmt dann wieder ab. In grobdispersen Systemen (aufgrund der Tatsache, dass die Partikelgröße größer als die Wellenlänge des Lichts ist) wird Licht in einem bestimmten Winkel von der Oberfläche des Partikels reflektiert, wodurch eine Lichtreflexion beobachtet wird.

Grobdisperse Systeme reflektieren Lichtwellen unterschiedlicher Länge gleichermaßen. Fällt weißes Licht auf das System, so ist auch das reflektierte Licht weiß.

Der Prozess der Streuung von Lichtwellen durch kolloidale Teilchen hängt von der Länge der Lichtwelle ab. Gemäß dem Rayleigh-Gesetz ist die Intensität der Lichtstreuung in einem kolloidalen System aufgrund der Beugung proportional zur Anzahl der Teilchen, dem Quadrat des Teilchenvolumens und umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge des einfallenden Lichts .

Hier J0? Streulichtintensität, J? einfallende Lichtintensität, v- Numerische Konzentration, v? Partikelvolumen, n1- Brechungsindex der dispergierten Phase, n2? Brechungsindex des Dispersionsmediums, k eine Konstante ist, die von der Intensität des einfallenden Lichts und von der Differenz zwischen den Brechungsindizes der dispergierten Phase und des Dispersionsmediums abhängt, l- Länge der Lichtwelle, nm.

Bedeutung n1 in dieser Gleichung hängt von der Art der Substanz ab. Wenn ein n1 und n2 einander gleich sind, dann wird in solchen Systemen der Tyndall-Faraday-Effekt nicht beobachtet. Je größer der Unterschied zwischen den Brechungsindizes der dispergierten Phase und des Dispersionsmediums ist, desto deutlicher wird der Tyndall-Faraday-Effekt beobachtet.

Die Rayleigh-Gleichung gilt nur für solche kolloidalen Lösungen, bei denen die Partikelgröße nicht mehr als 0,1 Lichtwellenlänge beträgt. Aus der Gleichung ist ersichtlich, dass die Intensität der Lichtstreuung umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge ist und daher während des Streuvorgangs kürzere Wellen gebildet werden. Daher haben kolloidale Lösungen bei seitlicher Beleuchtung einer kolloidalen Lösung mit polychromatischem (weißem) Licht eine bläuliche Farbe.

Das Erscheinen eines leuchtenden Kegels auf dunklem Hintergrund, wenn Licht in einem trüben Medium mit Partikelgrößen gestreut wird, die eine Größenordnung kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind

Animation

Beschreibung

Tyndall-Effekt - das Leuchten eines optisch inhomogenen Mediums aufgrund der Streuung des durch es hindurchtretenden Lichts. Sie entsteht durch die Beugung des Lichts an einzelnen Partikeln oder Elementen der strukturellen Inhomogenität des Mediums, deren Größe wesentlich kleiner ist als die Wellenlänge des gestreuten Lichts. Typisch für kolloidale Systeme (z. B. Hydrosole, Tabakrauch) ist eine geringe Konzentration an Partikeln der dispergierten Phase, die einen anderen Brechungsindex als das Dispersionsmedium aufweisen. Er wird meist als heller Kegel auf dunklem Grund (Tyndall-Kegel) beobachtet, wenn ein gebündelter Lichtstrahl von der Seite durch eine mit einer kolloidalen Lösung gefüllte Glaszelle mit planparallelen Wänden geführt wird. Die kurzwellige Komponente des weißen (nicht monochromatischen) Lichts wird von kolloidalen Teilchen stärker gestreut als die langwellige Komponente, daher hat der von ihm gebildete Tyndall-Kegel in nicht absorbierender Asche einen blauen Farbton.

Der Tyndall-Effekt entspricht im Wesentlichen der Opaleszenz. Traditionell bezieht sich der erste Begriff jedoch auf die intensive Lichtstreuung in einem begrenzten Raum entlang des Strahlengangs, und der zweite Begriff bezieht sich auf die schwache Lichtstreuung durch das gesamte Volumen des beobachteten Objekts.

Der Tyndall-Effekt wird vom bloßen Auge als gleichmäßiges Leuchten eines Teils des Volumens des Lichtstreusystems wahrgenommen. Das Licht kommt von einzelnen Punkten - Beugungsflecken, die unter einem Lichtmikroskop bei ausreichend starker Beleuchtung des verdünnten Sols gut unterscheidbar sind. Die Intensität des in eine bestimmte Richtung gestreuten Lichts (bei konstanten Parametern des einfallenden Lichts) hängt von der Anzahl der Streupartikel und ihrer Größe ab.

Zeitliche Koordinierung

Initiierungszeit (log bis -12 bis -6);

Lebensdauer (log tc -12 bis 15);

Abbauzeit (log td -12 bis -6);

Optimale Entwicklungszeit (log tk -9 bis -7).

Diagramm:

Technische Realisierungen des Effekts

Technische Umsetzung des Effekts

Der Effekt kann leicht beobachtet werden, wenn ein Helium-Neon-Laserstrahl durch eine kolloidale Lösung (einfach ungefärbtes Stärkegelee) geleitet wird.

Anwenden eines Effekts

Basierend auf dem Tyndall-Effekt sind Methoden zum Nachweis, zur Bestimmung der Größe und Konzentration kolloidaler Partikel (Ultramikroskopie, Nephelometrie) in der wissenschaftlichen Forschung und industriellen Praxis weit verbreitet.

Beispiel. Ultramikroskop.

Ein Ultramikroskop ist ein optisches Instrument zum Nachweis kleinster (kolloidaler) Teilchen, deren Abmessungen kleiner sind als die Auflösungsgrenze herkömmlicher Lichtmikroskope. Die Möglichkeit, solche Partikel mit einem Ultramikroskop nachzuweisen, beruht auf der Lichtbeugung an ihnen durch den Tyndall-Effekt. Bei starker seitlicher Beleuchtung wird jedes Teilchen im Ultramikroskop vom Betrachter als heller Punkt (leuchtender Beugungsfleck) vor dunklem Hintergrund markiert. Aufgrund der Beugung an kleinsten Partikeln gibt es sehr wenig Licht, daher werden in der Regel starke Lichtquellen in einem Ultramikroskop verwendet. Abhängig von der Beleuchtungsstärke, der Lichtwellenlänge, dem Unterschied zwischen den Brechungsindizes des Partikels und des Mediums können Partikel mit einer Größe von 20–50 nm bis 1–5 μm detektiert werden. Es ist unmöglich, die wahre Größe, Form und Struktur von Partikeln anhand von Beugungsflecken zu bestimmen. Das Ultramikroskop liefert keine optischen Bilder der untersuchten Objekte. Unter Verwendung eines Ultramikroskops ist es jedoch möglich, das Vorhandensein und die Anzahlkonzentration von Partikeln zu bestimmen, ihre Bewegung zu untersuchen und auch die durchschnittliche Größe von Partikeln zu berechnen, wenn ihre Gewichtskonzentration und Dichte bekannt sind.

Im Schema eines Spalt-Ultramikroskops (Abb. 1a) ist das untersuchte System unbeweglich.

Schematische Darstellung eines Spaltmikroskops

Reis. 1a

Die Küvette 5 mit dem zu untersuchenden Objekt wird von einer Lichtquelle 1 (2 - Kondensator, 4 - Beleuchtungslinse) durch einen schmalen rechteckigen Schlitz 3 beleuchtet, dessen Bild in den Beobachtungsbereich projiziert wird. Im Okular des Beobachtungsmikroskops 6 sind leuchtende Punkte von Partikeln sichtbar, die sich in der Bildebene des Spaltes befinden. Oberhalb und unterhalb des beleuchteten Bereichs wird das Vorhandensein von Partikeln nicht erkannt.

In einem Durchfluss-Ultramikroskop (Abb. 1b) bewegen sich die untersuchten Partikel entlang der Röhre zum Auge des Betrachters.

Schematische Darstellung eines Durchflussmikroskops

Reis. 1b

Beim Durchqueren der Beleuchtungszone werden sie visuell oder mit einem photometrischen Gerät als helle Blitze registriert. Durch Einstellen der Helligkeit der Beleuchtung der beobachteten Partikel mit einem beweglichen photometrischen Keil 7 ist es möglich, Partikel zur Registrierung auszusondern, deren Größe eine bestimmte Grenze überschreitet. Mit einem modernen Inline-Ultramikroskop mit Laserlichtquelle und optoelektronischem Partikeldetektionssystem wird die Konzentration von Partikeln in Aerosolen im Bereich von 1 bis 109 Partikel pro 1 cm3 bestimmt und die Partikelgrößenverteilungsfunktionen ermittelt.