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丁达尔现象

摘要：在自然界中，阳光从窗隙射入暗室；光线透过树叶间的缝隙射入密林中；在黑夜中看到的探照灯的光束；放电影时，放映室射到银幕上的光柱，这些现象都是丁达尔现象。当一束平行光线通过胶体时，从侧面看到一束光亮的“通路”。这是胶体中胶粒在光照时产生对光的散射作用形成的。对溶液来说，因分散质（溶质）微粒太小，当光线照射时，光可以发生反射，绕过溶质，从侧面就无法观察到光的“通路”。因此可用这种方法鉴别真溶液①和胶体。

关键词：光路，胶体，波长，粒子，溶液，散射，分散体系

引言：暑假里，我来到了青海。无意中，我看到了高原上的丁达尔现象。阳光透过云层，形成了一束束光柱，洒向地面。通过询问，我了解到这是丁达尔现象，但这些并没有满足我的好奇心。我先研究丁达尔现象的概念与解释，然后了解它产生的原因和条件，最后再通过实验验证丁达尔出现时的现象与必备条件。在研究中，我主要采用了在书中或是上网查阅资料，然后汇总、归纳，并加入自己的思考，最后，通过实验来证明这种现象。

在自然界中，丁达尔现象随处可见，那么，它具体是怎么产生的呢？丁达尔产生的原理是什么呢？它在怎样的条件下才能产生呢？丁达尔现象产生的条件是唯一的么？它在生活中又是如何被应用的呢？

当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，这种现象叫丁达尔现象，也叫丁达尔效应（Tyndalleffect）、丁泽尔现象、丁泽尔效应。

在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光或乳光②。丁达尔效应就是光的散射现象或称乳光现象。由于溶液粒子大小一般不超过1nm，胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其大小在40～90nm，小于可见光波长（400nm～750nm），因此，当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。而对于溶液，虽然分子或离子更小，但因散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱，因此，真溶液对光的散射作用很微弱。

在丁达尔效应中，散射不会改变光的波长，即不会改变光的颜色：

丁达尔散射与丁达尔与散射基

入射的是白光，其中波长基本无关，本无关，因此透

包含从红到紫的各色光散射光呈白色射光依然为白色

散射介质

散射介质

（1）当光束通过粗分散体系，由于分散质的粒子大于入射光的波长，主要发生反射或折射现象，使体系呈现混浊。

（2）当光线通过胶体溶液，由于分散质粒子的半径一般在1～100nm之间，小于入射光的波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱，出现丁达尔现象。

（3）当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。

但是，只有胶体才能产生丁达尔效应么？

首先，我们应该对胶体有一个全面的认识。胶体是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。常见胶体有：硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、牛奶、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、有色玻璃……胶体能够产生丁达尔现象，聚沉、电泳现象，以及渗析、吸附性等性质。

通过前面的探究，丁达尔产生的根本是光的波长③与粒子半径大小的差异，那么非胶体粒子能产生丁达尔效应么？为了解答这个疑问，我做了一个对照实验。

【实验目的】验证非胶体粒子能够产生丁达尔现象。

【实验类型】对照实验

【实验材料】胡椒，两个杯子，水，油④，筷子，激光灯

【实验步骤】1.把其中一个杯子装满水，用激光灯照射，观察现象并记录在表格中。

2．在另一个杯子内放入适量胡椒粉，再倒入水。

3．用筷子搅拌，使胡椒水内胡椒粉分布均匀。

4．用激光灯照射，观察现象并记录在表格中。

5．用激光灯照射油瓶，观察现象并记录在表格中。

【实验现象】

【实验表格】

实验现象

实验装置

能产生丁达尔现象

不能产生丁达尔现象

油

清水

胡椒水

【实验结论】

所以说，胶体都能产生丁达尔现象，而溶液基本上没有。

在日常生活中或是其他试验中，可以采用丁达尔现象来区分胶体和溶液。

①真溶液：由于被溶解物质（称作溶质）的颗粒大小和溶解度不同，所以溶液的透明度会有所不同，较透明的称作真溶液，较混浊的称作胶态溶液（又称假溶液），有些胶态溶液还会进一步在底部形成沉淀，成为沉淀胶态溶液。

②乳光：又称蛋白光、乳色。某些宝石显示的一种乳白色或像珍珠光泽那样柔和的辉光，这是胶态集合体如蛋白石、珍珠质或玉髓等的