什么是丁達(dá)爾效應(yīng)？丁達(dá)爾效應(yīng)是怎么一回事？

2023-10-14 15:23:26

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供稿：網(wǎng)友

它被稱為“大自然最浪漫的現(xiàn)象”，它也能描繪出光的“形狀”，它就是丁達(dá)爾效應(yīng)，可能有些觀眾沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)，但是曾經(jīng)學(xué)過(guò)物理的朋友，多多少少都還有些印象。丁達(dá)爾效應(yīng)是指，當(dāng)光線進(jìn)入膠體。

丁達(dá)爾的發(fā)現(xiàn)

我們可以在垂直于光線的地方看到光的“軌跡”，給大家舉個(gè)例子，當(dāng)一縷光照射在出門霧氣的森林中，我們能明確看到一束一束的光線。如果大家在一些美景的照片中，清楚地看到了光線，那也是丁達(dá)爾效應(yīng)造成的。

還有一種情況，就是陽(yáng)光照射在枝葉茂密的樹(shù)林中，我們透過(guò)葉子與葉子之間的小孔，我們也能夠看到一束又一束的光線。也正因?yàn)槿绱?，人們認(rèn)為丁達(dá)爾效應(yīng)可以讓我們看到光的形狀。

而丁達(dá)爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，就可以追溯到十九世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)有一名物理學(xué)家，名字叫做約翰·丁達(dá)爾。他在研究膠體的過(guò)程中，偶然看到了這種情況，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究后，將其命名為“丁達(dá)爾效應(yīng)”。

實(shí)際上，丁達(dá)爾效應(yīng)是光線的一種散射，當(dāng)光線射入某種物質(zhì)中，光線就會(huì)根據(jù)物體內(nèi)部的特點(diǎn)發(fā)生折射或者反射，甚至可能被吸收。這主要看光線的波長(zhǎng)和粒子的大小，當(dāng)粒子大于光線波長(zhǎng)很多時(shí)，光線就會(huì)發(fā)生反射。

如果粒子小于光線的波長(zhǎng)，則會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象，此時(shí)粒子的周圍會(huì)都是光線放射的光，因此這種散射現(xiàn)象又被稱之為“乳光現(xiàn)象”。正是散射現(xiàn)象和乳光現(xiàn)象，形成了人們所看到的“丁達(dá)爾現(xiàn)象”。

如果有物理比較好的同學(xué)，應(yīng)該會(huì)有印象，丁達(dá)爾現(xiàn)象是出現(xiàn)在高中物理課本里的內(nèi)容，不僅對(duì)丁達(dá)爾現(xiàn)象作了解釋，而且還說(shuō)丁達(dá)爾現(xiàn)象可以分辨膠體和溶液，這又是怎么一回事呢？

膠體鑒別實(shí)驗(yàn)

仔細(xì)看這個(gè)實(shí)驗(yàn)，一束光通過(guò)了兩種液體物質(zhì)，一個(gè)我們能從側(cè)面看到光束，另一個(gè)卻什么也看不到。這其實(shí)是高中物理中分辨溶液與膠體的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的兩種物質(zhì)分別是CuSO4（硫酸銅）溶液和Fe（OH）3（氫氧化鐵）溶膠。

兩種物質(zhì)明明看上去都是液體，為什么會(huì)說(shuō)一個(gè)是溶液而另一個(gè)是溶膠呢？這就要提到膠體的概念了，膠體的全稱為膠狀分散體，是一種比較均勻的混合物。膠體中的物質(zhì)也分為兩種不同的狀態(tài)。

一種叫做分散相，另一種叫做連續(xù)相。其中分散相中的物質(zhì)，粒子的直徑都比較小，一般在1~100nm之間，而真溶液的粒子半徑則更小。所以相比之下，膠體的分散粒子更能產(chǎn)生光的散射，也就產(chǎn)生了丁達(dá)爾效應(yīng)。

其實(shí)，大家也不要陷入，“膠體一定就是固體”的誤區(qū)，而且膠體也都不一定都是膠狀。我們可以根據(jù)分散狀態(tài)，將膠體分散為三種。第一種為“氣溶膠”，這些都是氣體類的膠體，比如常見(jiàn)的煙和霧。

第二種就是“液溶膠”，這些都是液體類的膠體，就比如我們開(kāi)頭用的Fe（OH）3（氫氧化鐵）溶膠。第三種就是“固溶膠”，這一類都是固體類溶膠，比如有色玻璃和水晶等。

當(dāng)然除了這種分類外，還有一種將膠體分為“粒子膠體”和“分子膠體”。蛋白質(zhì)膠體和淀粉膠體都是分子膠體。粒子膠體你們更是想象不到，竟然是我們常見(jiàn)的土壤。而且，早餐中的豆?jié){和寫毛筆字用的墨水，也都是膠體。

是不是感到非常的神奇？不過(guò)，更神奇的是丁達(dá)爾效應(yīng)在生活中的應(yīng)用！

生活中的應(yīng)用

看似陌生的丁達(dá)爾效應(yīng)，其實(shí)一直都出現(xiàn)在我們的生活中，只是你沒(méi)有發(fā)現(xiàn)而已。當(dāng)出現(xiàn)大霧的天氣襲來(lái)，人走在街上會(huì)處于一種，“三步男女不分，五步人畜不分”的情況。但是，當(dāng)你走到路口時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)。

濃濃的大霧讓你連車都看不清楚，你卻能看到紅綠燈的燈光，這是因?yàn)檫@些紅綠燈是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的，運(yùn)用了一種輔助信號(hào)燈，讓紅綠燈的丁達(dá)爾效應(yīng)更加明顯，而且如果霧氣稍微薄一點(diǎn)。

汽車的車燈也會(huì)產(chǎn)生比較明顯的丁達(dá)爾效應(yīng)。丁達(dá)爾效應(yīng)還會(huì)頻繁出現(xiàn)在拍攝手段中，利用煙霧加燈光，就可以做到人和光線一起出現(xiàn)的炫酷效果，尤其是一些特寫的拍攝。如果我們想自己觀察丁達(dá)爾效應(yīng)，卻沒(méi)有膠體溶液怎么辦。

這個(gè)非常簡(jiǎn)單，我們可以用人造膠體。如果天氣比較冷，你可以帶上手電筒，再叫上你要好的朋友，讓朋友抬頭哈氣，然后用手電筒照射哈出來(lái)的氣體，你就會(huì)看到丁達(dá)爾效應(yīng)，這個(gè)方法很方便，就是有些費(fèi)朋友。

如果想要在夏天看到丁達(dá)爾效應(yīng)，也非常簡(jiǎn)單，燒一壺開(kāi)水，將開(kāi)水倒入盆中，然后放在有光的地方，在盆的上方你就會(huì)看到丁達(dá)爾現(xiàn)象。另外還有一種最簡(jiǎn)單的方法，那就在晚上關(guān)燈關(guān)門，在自己屋里打開(kāi)手電筒。

你就會(huì)看到手電筒很明顯的光束，這被稱作為“暗室現(xiàn)象”，也是丁達(dá)爾效應(yīng)的一種，就是看起來(lái)不怎么浪漫而且有些恐懼。想要看到浪漫的丁達(dá)爾效應(yīng)，可以在看一看太陽(yáng)破開(kāi)烏云的天空，看一看天陽(yáng)剛升起時(shí)的森林，這才是大自然的浪漫。

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