丁达尔现象

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丁达尔现象!

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。

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。

由于溶胶粒子大小一般不超过100 nm ,小于可见光波长(400 nm ~700 nm ),因此,当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用。

只有当粒子的大小和波长的大小在同一数量级的时候才会发生散射!

其实,通常在粒子尺寸<1/10波长时,是由瑞利散射(Rayleigh)占主导,它的特点是

1. 散射方向随机,即各个方向都有;(可见参考图~)

2. 散射强度正比于粒子尺寸的6次方,即粒子越大,散射强度越大,观察的效果越明显;

3. 散射强度反比于波长的4次方,即波长越小,散射越明显,这可以解释天空蓝色,落日是红色等。

当粒子尺寸>波长时,是由米氏散射(Mie)占主导,它的特点是

1. 散射方向倾向于往前(与原入射光线一致),且粒子尺寸越大,散射光向前传播的比例越大;

2. 散射强度与波长无关。

综上所述,粒子尺寸小于波长较多时,散射效果明显。而当尺寸达到波长尺度甚至更大时,主要是mie散射,光波方向向前传,则在旁侧角度观察到的散射效果就不明显了。

补充一点的是,按照经典电磁理论的说法,散射是电子在入射电磁波作用下的受迫振动,通常这个受迫振动频率与入射波的频率有相位差,故无法达到共振状态(如果是共振了就是频率匹配了,这时材料才会对入射电磁波进行吸收,会有能级跃迁,否则就只能是散射了),很快就会再以电磁波形式向四周辐射出去,这就是散射的本质。也可以认为它就是一种二次辐射。

此外,关于散射的,还存在着拉曼散射,即基质振动和光子耦合所产生的波长相对于入射波发生微小改变的散射,它发生的概率大小主要由被照射的介质的性质决定的。

还有康普顿散射,即光子与电子耦合发生波长大于入射波长的散射,发生在入射电磁波波长很小,频率很高时(通常x射线)。

等等……

吸收曲线:吸光物质溶液对不同波长的光的吸收能力不同而绘制的曲线叫吸收曲线,也叫吸收光谱。

应选择最大吸收波长作为入射光波长

因为在最大吸收波长处摩尔吸收系数值最大,有较高的灵敏度,同时在最大吸收波长处吸光度变化不大,不会造成朗伯比尔定律的偏离,使测定有较高的准确度

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