***ნიუტონს ვაშლი დაეცა, ჩინელები აღფრთოვანდნენ ლოტოსის ყვავილებზე წვეთებით და ჯონ ტინდალმა, ალბათ, ტყეში სეირნობისას, შენიშნა სინათლის კონუსი. ამბავი? Შესაძლოა. მაგრამ ბოლო გმირის პატივსაცემად დასახელებულია ჩვენი სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე ლამაზი ეფექტი - ტინდალის ეფექტი....***

სინათლის გაფანტვა არის ძლიერ დისპერსიული სისტემების ერთ-ერთი ზოგადი მახასიათებელი.

დისპერსიული სისტემის გვერდითი განათების ქვეშ, დამახასიათებელი მოლურჯო, როგორც წესი, მოლურჯო ბზინვარება შეინიშნება, რაც განსაკუთრებით მკაფიოდ ჩანს მუქ ფონზე.

ამ თვისებას, რომელიც დაკავშირებულია დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების მიერ სინათლის გაფანტვასთან, ეწოდება ოპალესცენცია, ოპალის სახელიდან - ოპალუსი (ლათ.), მოლურჯო ან მოყვითალო-თეთრი ფერის გამჭვირვალე მინერალი. 1868 წელს მან აღმოაჩინა, რომ როდესაც კოლოიდური ხსნარი გვერდიდან ანათებს ძლიერი წყაროს სინათლის სხივით, შეინიშნება კაშკაშა ერთნაირად მანათობელი კონუსი - ტინდალის კონუსი,ან ტინდალის ეფექტი, ხოლო დაბალმოლეკულური წონის ხსნარის შემთხვევაში სითხე ოპტიკურად ცარიელი ჩანს, ე.ი. სხივის კვალი უხილავია.

მარცხნივ - 1% სახამებლის ხსნარი, მარჯვნივ - წყალი.

ტინდალის ეფექტი წარმოიქმნება შეჩერებული ნაწილაკებით გაფანტვის დროს, რომელთა ზომა ათჯერ აღემატება ატომების ზომას. როდესაც სუსპენზიის ნაწილაკები გადიდდებიან სინათლის ტალღის სიგრძის 1/20-ის ზომებამდე (დაახლოებით 25 ნმ და ზემოთ), გაფანტვა ხდება პოლიქრომატული, ანუ სინათლე იწყებს თანაბრად გაფანტვას მთელ ხილულ ფერთა დიაპაზონში: იისფერი წითელიდან. შედეგად, ტინდალის ეფექტი ქრება. ამიტომ მკვრივი ნისლი ან კუმულუსის ღრუბლები თეთრად გვეჩვენება - ისინი შედგება წყლის მტვრის მკვრივი სუსპენზიისგან, ნაწილაკების დიამეტრით მიკრონიდან მილიმეტრამდე, რაც საკმაოდ მაღლა დგას ტინდალის გაფანტვის ზღურბლზე.
შეიძლება იფიქროთ, რომ ცა ჩვენთვის ცისფერი ჩანს ტინდალის ეფექტის გამო, მაგრამ ეს ასე არ არის. ღრუბლების ან კვამლის არარსებობის შემთხვევაში, ცა ცისფერ-ლურჯდება ჰაერის მოლეკულებზე „დღის სინათლის“ გაფანტვის გამო. ამ ტიპის გაფანტვას უწოდებენ რეილის გაფანტვას (სერ რეილის შემდეგ). რეილის გაფანტვა აფანტავს ლურჯ და ლურჯ შუქს ტინდალის ეფექტზე უფრო მეტად: მაგალითად, ცისფერი შუქი 400 ნმ ტალღის სიგრძით ფანტავს სუფთა ჰაერზე ცხრაჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე წითელი შუქი 700 ნმ ტალღის სიგრძით. სწორედ ამიტომ ცა ჩვენთვის ცისფერი გვეჩვენება - მზის შუქი იფანტება მთელ სპექტრულ დიაპაზონში, მაგრამ სპექტრის ლურჯ ნაწილში ის თითქმის სიდიდის ბრძანებით უფრო ძლიერია, ვიდრე წითელში. მზის დამწვრობის გამომწვევი ულტრაიისფერი სხივები კიდევ უფრო მიმოფანტულია. ამიტომ რუჯი საკმაოდ თანაბრად ნაწილდება სხეულზე და ფარავს კანის იმ უბნებსაც კი, რომლებიც მზის პირდაპირ სხივებს არ ექვემდებარება.

გერასიმენკო ევგენია

ეს პრეზენტაცია ეძღვნება ტინდალის ეფექტის აღწერას და მის პრაქტიკულ გამოყენებას.

ჩამოტვირთვა:

გადახედვა:

პრეზენტაციების წინასწარი გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში (ანგარიში) და შედით: https://accounts.google.com

სლაიდების წარწერები:

დაასრულა: მე-11 კლასის მოსწავლე ევგენია გერასიმენკო შემოწმებული: ქიმიის მასწავლებელი იურკინა თ.ი. 2012/2013 სასწავლო წელი ტინდალის ეფექტი

ჯონ ტინდალი ირლანდიელი ფიზიკოსი და ინჟინერი. დაიბადა ლილინის ხიდში, საგრაფო კარლოუში. სკოლის დამთავრების შემდეგ მუშაობდა სამხედრო ორგანიზაციებში და რკინიგზის მშენებლობაში ტოპოგრაფ-გეზომიერად. პარალელურად დაამთავრა პრესტონში მექანიკური ინსტიტუტი. მძიმე სამუშაო პირობების გამო პროტესტის გამო გაათავისუფლეს სამხედრო გეოდეზიური სამსახური. ის ასწავლიდა ქუინვუდის კოლეჯში (ჰემფშირი), ხოლო განაგრძობდა თვითგანათლებას. 1848–51 წლებში უსმენდა ლექციებს მარბურგისა და ბერლინის უნივერსიტეტებში. ინგლისში დაბრუნების შემდეგ იგი გახდა მასწავლებელი, შემდეგ კი ლონდონის სამეფო ინსტიტუტის პროფესორი. მეცნიერის ძირითადი ნამუშევრები ეძღვნება მაგნიტიზმს, აკუსტიკას, თერმული გამოსხივების შეწოვას გაზებისა და ორთქლების მიერ, სინათლის გაფანტვას ბუნდოვან გარემოში. შეისწავლა მყინვარების სტრუქტურა და მოძრაობა ალპებში. ტინდალი უკიდურესად გატაცებული იყო მეცნიერების პოპულარიზაციის იდეით. ის რეგულარულად ატარებდა საჯარო ლექციებს, ხშირად უფასო ლექციების სახით ყველასთვის: ქარხნის ეზოში მუშებისთვის სადილის დროს, საშობაო ლექციები ბავშვებისთვის სამეფო ინსტიტუტში. ტინდალის პოპულარიზაციამ ატლანტის ოკეანის მეორე მხარესაც მიაღწია - მისი წიგნის ფრაგმენტები მეცნიერების ამერიკული გამოცემის მთელი ტირაჟი ერთ დღეში გაიყიდა. ის აბსურდული სიკვდილით გარდაიცვალა 1893 წელს: სადილის მომზადებისას მეცნიერის მეუღლემ (რომელმაც მას 47 წლით გადააჭარბა) შეცდომით, სუფრის მარილის ნაცვლად სამზარეულოში შენახული ერთ-ერთი ქიმიური რეაგენტი გამოიყენა.

აღწერა ტინდალის ეფექტი - ოპტიკურად არაერთგვაროვანი საშუალების სიკაშკაშე მასში გამავალი სინათლის გაფანტვის გამო. იგი გამოწვეულია სინათლის დიფრაქციით ცალკეულ ნაწილაკებზე ან საშუალო სტრუქტურული არაერთგვაროვნების ელემენტებზე, რომელთა ზომა გაცილებით მცირეა გაფანტული სინათლის ტალღის სიგრძეზე. დამახასიათებელია კოლოიდური სისტემებისთვის (მაგალითად, ჰიდროზოლები, თამბაქოს კვამლი) დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების დაბალი კონცენტრაციით, რომლებსაც აქვთ რეფრაქციული ინდექსი, რომელიც განსხვავდება დისპერსიული საშუალების რეფრაქციული ინდექსისგან. ჩვეულებრივ შეინიშნება როგორც ღია კონუსი მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი), როდესაც ფოკუსირებული სინათლის სხივი გვერდიდან გადადის შუშის უჯრედში, სიბრტყე პარალელური კედლებით, სავსე კოლოიდური ხსნარით. თეთრი (არამონოქრომატული) სინათლის მოკლე ტალღის კომპონენტი მიმოფანტულია გრძელტალღურ კომპონენტზე ძლიერი კოლოიდური ნაწილაკებით, ამიტომ მის მიერ წარმოქმნილ ტინდალის კონუსს არაშთანთქმელ ფერფლში აქვს ლურჯი ელფერი. ტინდალის ეფექტი არსებითად იგივეა, რაც ოპალესცენცია. მაგრამ ტრადიციულად, პირველი ტერმინი აღნიშნავს სინათლის ინტენსიურ გაფანტვას შეზღუდულ სივრცეში სხივის გზაზე, ხოლო მეორე ტერმინი აღნიშნავს სინათლის სუსტ გაფანტვას დაკვირვებული ობიექტის მთელი მოცულობით.

ტინდალის ეფექტი შეუიარაღებელი თვალით აღიქმება, როგორც სინათლის გაფანტვის სისტემის მოცულობის ზოგიერთი ნაწილის ერთგვაროვანი ნათება. შუქი მოდის ცალკეული წერტილებიდან - დიფრაქციული ლაქები, რომლებიც კარგად გამოირჩევა ოპტიკური მიკროსკოპის ქვეშ, განზავებული ხსნარის საკმარისად ძლიერი განათებით. მოცემული მიმართულებით მიმოფანტული სინათლის ინტენსივობა (შევარდნის სინათლის მუდმივ პარამეტრებზე) დამოკიდებულია გაფანტული ნაწილაკების რაოდენობაზე და მათ ზომაზე.

დრო დაწყების დრო (log to -12 to -6); სიცოცხლის ხანგრძლივობა (log tc -12-დან 15-მდე); დეგრადაციის დრო (log td -12 to -6); განვითარების ოპტიმალური დრო (log tk -9-დან -7-მდე). ეფექტის ტექნიკური განხორციელება ეფექტი შეიძლება ადვილად შეინიშნოს, როდესაც ჰელიუმ-ნეონის ლაზერის სხივი გადადის კოლოიდურ ხსნარში (უბრალოდ უფერული სახამებლის ჟელე). დიაგრამა

ეფექტის გამოყენება ტინდალის ეფექტზე დაყრდნობით, კოლოიდური ნაწილაკების ზომისა და კონცენტრაციის გამოვლენის, განსაზღვრის მეთოდები (ულტრამიკროსკოპია, ნეფელომეტრია ფართოდ გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებსა და სამრეწველო პრაქტიკაში).

მაგალითი. ულტრამიკროსკოპი. ულტრამიკროსკოპი არის ოპტიკური ინსტრუმენტი უმცირესი (კოლოიდური) ნაწილაკების გამოსავლენად, რომელთა ზომები უფრო მცირეა, ვიდრე ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპების გარჩევადობის ზღვარი. ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით ასეთი ნაწილაკების აღმოჩენის შესაძლებლობა განპირობებულია მათზე სინათლის დიფრაქციით ტინდალის ეფექტით. ძლიერი გვერდითი განათებით, ულტრამიკროსკოპში თითოეული ნაწილაკი დამკვირვებლის მიერ მონიშნულია, როგორც ნათელი წერტილი (მნათობი დიფრაქციული ლაქა) მუქი ფონზე. უმცირეს ნაწილაკებზე დიფრაქციის გამო, შუქი ძალიან ცოტაა, ამიტომ, როგორც წესი, ულტრამიკროსკოპში გამოიყენება ძლიერი სინათლის წყაროები. განათების ინტენსივობიდან გამომდინარე, სინათლის ტალღის სიგრძე, განსხვავება ნაწილაკსა და საშუალო რეფრაქციულ მაჩვენებლებს შორის, შეიძლება გამოვლინდეს 20-50 ნმ-დან 1-5 მკმ-მდე ზომის ნაწილაკები. დიფრაქციული ლაქებიდან ნაწილაკების ნამდვილი ზომის, ფორმისა და სტრუქტურის დადგენა შეუძლებელია. ულტრამიკროსკოპი არ იძლევა შესასწავლი ობიექტების ოპტიკურ გამოსახულებებს. ამასთან, ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით შესაძლებელია ნაწილაკების არსებობის და რაოდენობის კონცენტრაციის დადგენა, მათი მოძრაობის შესწავლა და ასევე ნაწილაკების საშუალო ზომის გამოთვლა, თუ ცნობილია მათი წონის კონცენტრაცია და სიმკვრივე. ნაპრალი ულტრამიკროსკოპის სქემაში (ნახ. 1ა) შესასწავლი სისტემა უძრავია.

ნაპრალის ულტრამიკროსკოპის სქემაში შესწავლილი სისტემა უმოძრაოა. ჭრილი მიკროსკოპის სქემატური დიაგრამა. კუვეტა 5 შესასწავლ ობიექტთან ერთად ანათებს სინათლის წყაროს 1 (2 - კონდენსატორი, 4 - განათების ლინზა) ვიწრო მართკუთხა ჭრილის 3 მეშვეობით, რომლის გამოსახულება დაპროექტებულია დაკვირვების ზონაში. დაკვირვების მიკროსკოპის ოკულარში 6, ჩანს ნაწილაკების მანათობელი წერტილები, რომლებიც მდებარეობს ჭრილის გამოსახულების სიბრტყეში. განათებული ადგილის ზემოთ და ქვემოთ, ნაწილაკების არსებობა არ არის გამოვლენილი.

ნაკადის ულტრამიკროსკოპში შესწავლილი ნაწილაკები მილის გასწვრივ მოძრაობენ დამკვირვებლის თვალისკენ. ნაკადის მიკროსკოპის სქემატური დიაგრამა განათების ზონის გადაკვეთისას ისინი აღირიცხება როგორც კაშკაშა ციმციმები ვიზუალურად ან ფოტომეტრიული მოწყობილობის გამოყენებით. დაკვირვებული ნაწილაკების განათების სიკაშკაშის რეგულირებით მოძრავი ფოტომეტრული სოლი 7, შესაძლებელია სარეგისტრაციო ნაწილაკების გამოყოფა, რომელთა ზომა აღემატება წინასწარ განსაზღვრულ ზღვარს. თანამედროვე ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით ლაზერული სინათლის წყაროთი და ნაწილაკების ოპტოელექტრონული გამოვლენის სისტემით, ნაწილაკების კონცენტრაცია აეროზოლებში განისაზღვრება 1-დან 109 ნაწილამდე დიაპაზონში 1 სმ3-ზე და ასევე გვხვდება ნაწილაკების ზომის განაწილების ფუნქციები. ულტრამიკროსკოპი გამოიყენება დისპერსიული სისტემების შესასწავლად, ატმოსფერული ჰაერის სისუფთავის გასაკონტროლებლად. წყალი, ოპტიკურად გამჭვირვალე მედიის უცხო ჩანართებით დაბინძურების ხარისხი.

გამოყენებული ლიტერატურა 1. ფიზიკა. დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი.- M.: Big Russian Encyclopedia, 1999.- P.90, 460. 2. New Polytechnical Dictionary.- M.: Big Russian Encyclopedia, 2000.- P.20, 231, 460. Key words optical glow. არაჰომოგენური ორფაზიანი საშუალო სინათლის გაფანტული დისპერსიული საშუალება

ტინდალის კონუსი

როგორც ჩანს, წყალში გახსნილ ფქვილს ლურჯი ფერი აქვს. ეს ეფექტი აიხსნება იმით, რომ ლურჯი შუქი ფქვილის ნაწილაკებით უფრო ძლიერად იფანტება, ვიდრე წითელი შუქი.

ტინდალის ეფექტი, ტინდალის გაფანტვა(ინგლისური) ტინდალის ეფექტი) - ოპტიკური ეფექტი, სინათლის გაფანტვა, როდესაც სინათლის სხივი გადის ოპტიკურად არაერთგვაროვან გარემოში. ჩვეულებრივ ჩანს, როგორც მბზინავი კონუსი ( ტინდალის კონუსი) ხილული მუქი ფონზე. დამახასიათებელია კოლოიდური სისტემების ხსნარებისთვის (მაგ. ხსნარები, ლითონები, განზავებული ლატექსები, თამბაქოს კვამლი), რომლებშიც ნაწილაკები და მათი გარემო განსხვავდება რეფრაქციული ინდექსით. კოლოიდური ნაწილაკების და მაკრომოლეკულების ზომის, ფორმისა და კონცენტრაციის განსაზღვრის მრავალი ოპტიკური მეთოდი ეფუძნება ტინდალის ეფექტს. ტინდალის ეფექტს ეწოდა ჯონ ტინდალის სახელი, რომელმაც აღმოაჩინა იგი.

ბმულები

მზის სხივები გადის ნისლში

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის „ტინდალის კონუსი“ სხვა ლექსიკონებში:

ტინდალის კონუსი- (ტინდალის ეფექტი) - სინათლის გაფანტვა კოლოიდური ხსნარის ნაწილაკებით, რაც საშუალებას გაძლევთ ნახოთ კოლოიდური ხსნარში გამავალი სინათლის სხივის მიმართულება. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A.V. Zholnin ... ქიმიური ტერმინები

მანათობელი კონუსის გამოჩენა მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი) K ტალღის სიგრძის სინათლის გაფანტვისას ბუნდოვან გარემოში h » 0,1ლ ზომებით. ინგლისელების სახელით ფიზიკოსი J. Tyndall, რომელმაც აღმოაჩინა ეფექტი; კოლოიდური დამახასიათებელი ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

სინათლის გაფანტვა ბუნდოვან გარემოში გაფანტული არაერთგვაროვნების ზომებით? სინათლის 0,1 0,2 ტალღის სიგრძე. სინათლის გაფანტულ სხივს, გვერდიდან დანახვისას, აქვს მოლურჯო კონუსის ფორმა მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი). სწავლობდა ჯ.ტინდალი (1868). Ზე… … დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ტინდალის გაფანტვა, სინათლის გაფანტვა სინათლის სხივის ოპტიკურად არაერთგვაროვან გარემოში გავლისას. ის ჩვეულებრივ შეინიშნება როგორც მანათობელი კონუსი (ტინდალის კონუსი), რომელიც ჩანს მუქი ფონზე. დამახასიათებელი კოლოიდური სისტემების ხსნარებისთვის (იხ. ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

სინათლის გაფანტვა ბუნდოვან გარემოში გაფანტული არაჰომოგენურობის ზომებით ტინდალის ეფექტი 0.1 0.2 სინათლის ტალღის სიგრძე. სინათლის გაფანტულ სხივს, გვერდიდან დანახვისას, აქვს მოლურჯო კონუსის ფორმა მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი). სწავლობდა J. Tyndall ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

სინათლის გაფანტვა ბუნდოვან გარემოში 0,1 0,2 სინათლის ტალღის სიგრძის გაფანტვის არაერთგვაროვნების ზომებით. სინათლის გაფანტულ სხივს, გვერდიდან დანახვისას, აქვს მოლურჯო კონუსის ფორმა მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი). სწავლობდა ჯ.ტინდალი (1868). T. e ... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მზის სხივები გადის ნისლში ... ვიკიპედია

როგორც ჩანს, წყალში გახსნილ ფქვილს ლურჯი ფერი აქვს. ეს ეფექტი აიხსნება იმით, რომ ლურჯი შუქი ფქვილის ნაწილაკებით უფრო ძლიერად იფანტება, ვიდრე წითელი შუქი. ტინდალის ეფექტი, ტინდალის გაფანტვა (ინგლ. ტინდალის ეფექტი) ოპტიკური ეფექტი, გაფანტვა ... ... ვიკიპედია

ტინდალის ეფექტი

ტინდალის გაფანტვა- ტინდალის ეფექტი ტინდალის ეფექტი (Tyndall scattering) სინათლის გაფანტვა სინათლის სხივის ოპტიკურად არაერთგვაროვან გარემოში გავლისას. ის ჩვეულებრივ შეინიშნება როგორც მანათობელი კონუსი (ტინდალის კონუსი), რომელიც ჩანს მუქი ფონზე. ტიპიურია... ნანოტექნოლოგიის ინგლისურ-რუსული განმარტებითი ლექსიკონი. - მ.

გაკვეთილის მიზნები:

საგანმანათლებლო:გააცნოს მოსწავლეებს კოლოიდური ხსნარების ოპტიკური თვისებები.

განვითარება:გააფართოვოს მოსწავლეთა გაგება კოლოიდური ხსნარების ოპტიკური თვისებების შესახებ. განავითარონ მათი შემეცნებითი აქტივობა და ვიზუალურ ინფორმაციაში მთავარის ხაზგასმის უნარი.

აღზრდა:განაგრძეთ ყურადღების, დაკვირვების, ესთეტიკური გრძნობების, ტექნოლოგიების მართვის უნარის გამომუშავება.

ვიზუალური საშუალებები: კომპიუტერი, ეკრანი, პროექტორი.

ტექნოლოგია: ლექცია TCO-ს (კომპიუტერული ტექნოლოგიების) გამოყენებით.

გაკვეთილის ეტაპები: I საორგანიზაციო ნაწილი

სინათლის გაფანტვა კოლოიდურ ხსნარებში. ტინდალ-ფარადეის ეფექტი

კოლოიდური ხსნარების ოპტიკური თვისებები განისაზღვრება კოლოიდური ხსნარებში სინათლის გაფანტვით, კოლოიდური ხსნარების ფერით, კოლოიდებით სინათლის შთანთქმით, ნაწილაკების ზედაპირით სინათლის არეკვით, აგრეთვე ულტრამიკროსკოპული, ელექტრონული მიკროსკოპული და რენტგენის თვისებებით. . ძალიან ხშირად კოლოიდური სისტემები ფერადია. ფერი იცვლება დისპერსიის ხარისხის, ნაწილაკების ქიმიური ხასიათისა და მათი ფორმის მიხედვით, ვინაიდან ეს ფაქტორები გავლენას ახდენს სინათლის გაფანტვასა და ადსორბციაზე. დისპერსიის მაღალი ხარისხის მქონე ლითონები ჩვეულებრივ წითელი ან მუქი ყვითელია, ხოლო დაბალი ხარისხის დისპერსიის მქონე ლითონები იისფერი ან ღია ცისფერია. მაგალითად, უფრო მაღალი ხარისხით, ოქროს ლულები წითელ ფერს იძენენ, ხოლო დაბალი ხარისხით, იისფერ და ღია ცისფერ ფერს. ლითონის ზოლების ფერი ასევე დამოკიდებულია შთანთქმის სინათლის ტალღის სიგრძეზე. შუქნიშნის სხივი, ნისლი, კვამლი უფეროა. ცის ლურჯი ფერი განპირობებულია მზის სინათლის სინათლის გაფანტვით ჰაერის ფენებში.

თუ ნაწილაკების ზომა მეტია სინათლის ტალღის სიგრძეზე, მაშინ გეომეტრიული ოპტიკის კანონის მიხედვით სინათლე აირეკლება ნაწილაკების ზედაპირიდან. თუმცა, თუ ნაწილაკები ზომით უფრო მცირეა ვიდრე სინათლის ტალღის სიგრძე, მაშინ დაკვირვებულ ოპტიკურ მოვლენებს შორის ხდება სინათლის გაფანტვა. ამიტომ, როდესაც სინათლე გადის კოლოიდებით დისპერსიულ და უხეშად გაფანტულ სისტემებში, სინათლე იფანტება დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებით. თუ სინათლის სხივის სხივს მიმართავთ დისპერსიულ სისტემას, მისი ბილიკი ჩანს გვერდიდან, მანათობელი კონუსის სახით. ეს ფენომენი ჯერ ფარადეიმ შეისწავლა, შემდეგ კი უფრო დეტალურად ტინდალმა. ამიტომ ამ მოვლენას ტინდალ-ფარადეის ეფექტს უწოდებენ.

ტინდალ-ფარადეის ეფექტზე დასაკვირვებლად დისპერსირებული სისტემა (C) შეედინება ტეტრაედრულ მინის კონტეინერში (კიუვეტა), კუვეტის წინ იდება მუქი ფარდა და განათებულია საპროექციო ნათურით (A) (ნახ. 8). ამ ექსპერიმენტში წარმოიქმნება მანათობელი კონუსი, რომლის მიზეზი არის კოლოიდური ნაწილაკების მიერ სინათლის გაფანტვა და შედეგად, ყოველი ნაწილაკი თითქოს წერტილია, რომელიც იძლევა სინათლეს. პაწაწინა ნაწილაკებით სინათლის გაფანტვის პროცესს ოპალესცენცია ეწოდება. ნამდვილ წყალხსნარებში, სუფთა სითხეების ნარევში, სინათლე იფანტება უმნიშვნელო რაოდენობით და, შესაბამისად, ტინდალ-ფარადეის ეფექტი არ შეინიშნება. მისი ნახვა მხოლოდ სპეციალურ მოწყობილობაშია შესაძლებელი. ზოგჯერ გარეგნულად შეუძლებელია ჭეშმარიტი ხსნარის კოლოიდურიდან გარჩევა და იმის დასადგენად, მოცემული ხსნარი კოლოიდურია თუ ჭეშმარიტი ხსნარი, გამოიყენება ტინდალ-ფარადეის ეფექტი. ტინდალ-ფარადეის ეფექტის ინტენსივობა იზრდება სოლის დისპერსიის ხარისხის მატებასთან ერთად, ხოლო როდესაც მიიღწევა დისპერსიის გარკვეული ხარისხი, აღწევს მაქსიმუმს და შემდეგ მცირდება. უხეშად დისპერსიულ სისტემებში (იმის გამო, რომ ნაწილაკების ზომა მეტია სინათლის ტალღის სიგრძეზე), სინათლე აირეკლება ნაწილაკების ზედაპირიდან გარკვეული კუთხით და შედეგად, შეინიშნება სინათლის არეკვლა.

უხეში დისპერსიული სისტემები თანაბრად ასახავს სხვადასხვა სიგრძის სინათლის ტალღებს. თუ თეთრი სინათლე ეცემა სისტემას, მაშინ არეკლილი სინათლეც თეთრი იქნება.

კოლოიდური ნაწილაკებით სინათლის ტალღების გაფანტვის პროცესი დამოკიდებულია სინათლის ტალღის სიგრძეზე. რეილის კანონის მიხედვით, დიფრაქციის გამო კოლოიდურ სისტემაში სინათლის გაფანტვის ინტენსივობა პროპორციულია ნაწილაკების რაოდენობასთან, ნაწილაკების მოცულობის კვადრატთან და უკუპროპორციულია შემთხვევის სინათლის ტალღის სიგრძის მეოთხე ხარისხთან. .

Აქ J0? გაფანტული სინათლის ინტენსივობა, ჯ? ინციდენტის სინათლის ინტენსივობა, ვ- რიცხვითი კონცენტრაცია, ვ? ნაწილაკების მოცულობა, N1- დისპერსიული ფაზის რეფრაქციული ინდექსი, N2? დისპერსიული გარემოს რეფრაქციული ინდექსი, კარის მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია დაცემის სინათლის ინტენსივობაზე და დისპერსიული ფაზის რეფრაქციულ მაჩვენებლებსა და დისპერსიულ გარემოს შორის განსხვავებაზე, ლ- სინათლის ტალღის სიგრძე, ნმ.

მნიშვნელობა N1ამ განტოლებაში დამოკიდებულია ნივთიერების ბუნებაზე. Თუ N1და N2ერთმანეთის ტოლია, მაშინ ასეთ სისტემებში ტინდალ-ფარადეის ეფექტი არ შეინიშნება. რაც უფრო დიდია განსხვავება დისპერსიული ფაზის რეფრაქციულ მაჩვენებლებსა და დისპერსიულ გარემოს შორის, მით უფრო მკაფიოდ შეინიშნება ტინდალ-ფარადეის ეფექტი.

რეილის განტოლება გამოიყენება მხოლოდ ისეთ კოლოიდური ხსნარებისთვის, რომლებშიც ნაწილაკების ზომა არ აღემატება სინათლის ტალღის 0,1 სიგრძეს. განტოლებიდან ჩანს, რომ სინათლის გაფანტვის ინტენსივობა უკუპროპორციულია ტალღის სიგრძის მეოთხე სიმძლავრისა და, შესაბამისად, უფრო მოკლე ტალღები წარმოიქმნება გაფანტვის პროცესში. ამიტომ, კოლოიდური ხსნარის გვერდითი განათებისას პოლიქრომატული (თეთრი) შუქით, კოლოიდურ ხსნარებს აქვთ მოლურჯო ფერი.

მანათობელი კონუსის გამოჩენა მუქ ფონზე, როდესაც სინათლე მიმოფანტულია ბუნდოვან გარემოში ნაწილაკების ზომებით სინათლის ტალღის სიგრძეზე მცირე სიდიდის ბრძანებით.

ანიმაცია

აღწერა

ტინდალის ეფექტი - ოპტიკურად არაერთგვაროვანი საშუალების სიკაშკაშე მასში გამავალი სინათლის გაფანტვის გამო. იგი გამოწვეულია სინათლის დიფრაქციით ცალკეულ ნაწილაკებზე ან საშუალო სტრუქტურული არაერთგვაროვნების ელემენტებზე, რომელთა ზომა გაცილებით მცირეა გაფანტული სინათლის ტალღის სიგრძეზე. დამახასიათებელია კოლოიდური სისტემებისთვის (მაგალითად, ჰიდროზოლები, თამბაქოს კვამლი) დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების დაბალი კონცენტრაციით, რომლებსაც აქვთ რეფრაქციული ინდექსი, რომელიც განსხვავდება დისპერსიული საშუალების რეფრაქციული ინდექსისგან. ჩვეულებრივ შეინიშნება როგორც ღია კონუსი მუქ ფონზე (ტინდალის კონუსი), როდესაც ფოკუსირებული სინათლის სხივი გვერდიდან გადადის შუშის უჯრედში, სიბრტყე პარალელური კედლებით, სავსე კოლოიდური ხსნარით. თეთრი (არამონოქრომატული) სინათლის მოკლე ტალღის კომპონენტი მიმოფანტულია გრძელტალღურ კომპონენტზე ძლიერი კოლოიდური ნაწილაკებით, ამიტომ მის მიერ წარმოქმნილ ტინდალის კონუსს არაშთანთქმელ ფერფლში აქვს ლურჯი ელფერი.

ტინდალის ეფექტი არსებითად იგივეა, რაც ოპალესცენცია. მაგრამ ტრადიციულად, პირველი ტერმინი აღნიშნავს სინათლის ინტენსიურ გაფანტვას შეზღუდულ სივრცეში სხივის გზაზე, ხოლო მეორე ტერმინი აღნიშნავს სინათლის სუსტ გაფანტვას დაკვირვებული ობიექტის მთელი მოცულობით.

ტინდალის ეფექტი შეუიარაღებელი თვალით აღიქმება, როგორც სინათლის გაფანტვის სისტემის მოცულობის ზოგიერთი ნაწილის ერთგვაროვანი ნათება. შუქი მოდის ცალკეული წერტილებიდან - დიფრაქციული ლაქები, რომლებიც კარგად გამოირჩევა ოპტიკური მიკროსკოპის ქვეშ, განზავებული ხსნარის საკმარისად ძლიერი განათებით. მოცემული მიმართულებით მიმოფანტული სინათლის ინტენსივობა (შევარდნის სინათლის მუდმივ პარამეტრებზე) დამოკიდებულია გაფანტული ნაწილაკების რაოდენობაზე და მათ ზომაზე.

Დროის განაწილება

დაწყების დრო (log to -12 to -6);

სიცოცხლის ხანგრძლივობა (log tc -12-დან 15-მდე);

დეგრადაციის დრო (log td -12 to -6);

განვითარების ოპტიმალური დრო (log tk -9-დან -7-მდე).

დიაგრამა:

ეფექტის ტექნიკური რეალიზებები

ეფექტის ტექნიკური განხორციელება

ეფექტი ადვილად შეინიშნება ჰელიუმ-ნეონის ლაზერის სხივის კოლოიდური ხსნარის (უბრალოდ უფერული სახამებლის ჟელე) გავლისას.

ეფექტის გამოყენება

ტინდალის ეფექტზე დაყრდნობით, სამეცნიერო კვლევებსა და სამრეწველო პრაქტიკაში ფართოდ გამოიყენება კოლოიდური ნაწილაკების ზომისა და კონცენტრაციის გამოვლენის, განსაზღვრის მეთოდები (ულტრამიკროსკოპია, ნეფელომეტრია).

მაგალითი. ულტრამიკროსკოპი.

ულტრამიკროსკოპი არის ოპტიკური ინსტრუმენტი უმცირესი (კოლოიდური) ნაწილაკების გამოსავლენად, რომელთა ზომები უფრო მცირეა, ვიდრე ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპების გარჩევადობის ზღვარი. ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით ასეთი ნაწილაკების აღმოჩენის შესაძლებლობა განპირობებულია მათზე სინათლის დიფრაქციით ტინდალის ეფექტით. ძლიერი გვერდითი განათებით, ულტრამიკროსკოპში თითოეული ნაწილაკი დამკვირვებლის მიერ მონიშნულია, როგორც ნათელი წერტილი (მნათობი დიფრაქციული ლაქა) მუქი ფონზე. უმცირეს ნაწილაკებზე დიფრაქციის გამო, შუქი ძალიან ცოტაა, ამიტომ, როგორც წესი, ულტრამიკროსკოპში გამოიყენება ძლიერი სინათლის წყაროები. განათების ინტენსივობიდან გამომდინარე, სინათლის ტალღის სიგრძე, განსხვავება ნაწილაკსა და საშუალო რეფრაქციულ მაჩვენებლებს შორის, შეიძლება გამოვლინდეს 20-50 ნმ-დან 1-5 მკმ-მდე ზომის ნაწილაკები. დიფრაქციული ლაქებიდან ნაწილაკების ნამდვილი ზომის, ფორმისა და სტრუქტურის დადგენა შეუძლებელია. ულტრამიკროსკოპი არ იძლევა შესასწავლი ობიექტების ოპტიკურ გამოსახულებებს. ამასთან, ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით შესაძლებელია ნაწილაკების არსებობის და რაოდენობის კონცენტრაციის დადგენა, მათი მოძრაობის შესწავლა და ასევე ნაწილაკების საშუალო ზომის გამოთვლა, თუ ცნობილია მათი წონის კონცენტრაცია და სიმკვრივე.

ნაპრალი ულტრამიკროსკოპის სქემაში (ნახ. 1ა) შესასწავლი სისტემა უძრავია.

ჭრილი მიკროსკოპის სქემატური დიაგრამა

ბრინჯი. 1ა

კუვეტა 5 შესასწავლ ობიექტთან ერთად ანათებს სინათლის წყაროს 1 (2 - კონდენსატორი, 4 - განათების ლინზა) ვიწრო მართკუთხა ჭრილის 3 მეშვეობით, რომლის გამოსახულება დაპროექტებულია დაკვირვების ზონაში. დაკვირვების მიკროსკოპის ოკულარში 6, ჩანს ნაწილაკების მანათობელი წერტილები, რომლებიც მდებარეობს ჭრილის გამოსახულების სიბრტყეში. განათებული ადგილის ზემოთ და ქვემოთ, ნაწილაკების არსებობა არ არის გამოვლენილი.

ნაკადის ულტრამიკროსკოპში (ნახ. 1b) შესწავლილი ნაწილაკები მილის გასწვრივ მოძრაობენ დამკვირვებლის თვალისკენ.

ნაკადის მიკროსკოპის სქემატური დიაგრამა

ბრინჯი. 1ბ

განათების ზონის გადაკვეთისას ისინი აღირიცხება როგორც ნათელი ციმციმები ვიზუალურად ან ფოტომეტრიული მოწყობილობის გამოყენებით. დაკვირვებული ნაწილაკების განათების სიკაშკაშის რეგულირებით მოძრავი ფოტომეტრული სოლი 7, შესაძლებელია სარეგისტრაციო ნაწილაკების გამოყოფა, რომელთა ზომა აღემატება მოცემულ ზღვარს. თანამედროვე ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით ლაზერული სინათლის წყაროთი და ნაწილაკების ოპტოელექტრონული გამოვლენის სისტემით, ნაწილაკების კონცენტრაცია აეროზოლებში განისაზღვრება 1-დან 109 ნაწილამდე დიაპაზონში 1 სმ3-ზე და ასევე გვხვდება ნაწილაკების ზომის განაწილების ფუნქციები.