150个物理现象与原理

物理学：

物理学（physics）是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。

物理学起始于伽利略和牛顿的年代，它已经成为一门有众多分支的基础科学。物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。物理学充分用数学作为自己的工作语言，它是当今最精密的一门自然科学学科。

物理现象：

物理现象，是指物质的形态、大小、结构、性质（如高度，速度、温度、电磁性质）等的改变而没有新物质生成的现象，是物理变化另一种说法。换句话说，物理现象是指可直接感知的物理事件或物理过程，而不同于物理本质，物理本质是对同类物理现象共同本质属性的抽象。

光与微粒：

物理现象中光与微粒

光射到微粒上可以发生两种情况，一是当微粒直径大于入射光波长很多倍时，发生光的反射；二是微粒直径小于入射光的波长时，发生光的散射，散射出来的光称为乳光。丁达尔效应指光经过胶体（例如乳剂、混悬剂）时产生散射。

当光射向溶液时，光受到的散射较少，大部分光都能通过溶液。

但射向胶体时，胶体的粒子散射光，使得那些粒子有被散射的光的颜色。

维基中的讲：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。

这是因为胶体微粒较大，对光线产生散射而形成的（溶液无此现象——可用以区别）。

英国物理学家丁达尔(1820～1893年) ，首先发现和研究了胶体中的上述现象。这主要是胶体中分散质微粒散射出来的光。

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，称之为散射光或乳光。丁达尔效应就是光的散射现象或称乳光现象。

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。而对于真溶液，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。此外，散射光的强度还随分散体系中粒子浓度增大而增强。所以说，胶体能有丁达尔现象，而溶液没有，可以采用丁达尔现象来区分胶体和溶液。

清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，类似这种自然界的现象，也是丁达尔现象。这是因为云、雾、烟

尘也是胶体，只是这种胶体的分散剂是空气，分散质是微小的尘埃或液滴。

其实丁达尔效应可以这么简单理解，纯净：光直通通的过去，没有毛边胶体：光一头大一头小，光路呈细长椭圆柱状，且毛边小将近不可见；其他混合：和胶体相比，光路不如胶体细长，且毛边明显可见。网上找到的这段我觉得还可以：

实际上得到的浑浊液和乳浊液的分散质的直径范围往往包括了属于胶体粒子了，如果我们有一种方法将分散物精密分开，使一部分粒子的半径都大于10的-7次方，而又小于10-6次方，则这样可以形成比较稳定的乳浊液或浑浊掖，这样的分散系的性质就和胶体有明显的区别，而我们制作的胶体也是这样，如果胶粒子的半径就控制在10的-8次方附近的一定范围，则它的光学效应则更明显，如十分清朗的天空，没有一点沙尘，而空气中只有微小的水汽，这个微小是指水滴，不是指完全分子化的水，若完全分子化，则空气就是均相的，属于溶液范畴了，这样的大气环境，可能还十分糟糕呢，为什么？因为没有了光的散射现象，在背光的地方，是一个真正的伸手不见五指的地方了，而有水滴的空气，则不然，但它的半径一定要小到胶粒子的程度，否则就要陷入迷雾之中了，这样的环境大气的透明度十分好，但大气的折射和散色率也在恰当的状况，那样的天空就是湛蓝的，而水滴的半径在10的负6次方，并形成大块的团，它可以漂浮在天空，就是云团，我们在山上，进入云团，就是进入了雾里，可以看到细小的水滴的移动状况。

我们做一个箱子——暗箱，往里面通入水气，若水滴的半径小于10的-9次方，哪怕它的密度大一些，用一束白光照射，则看不到光柱，什么都没有，若半径在10的-8次方，就可以看到微弱的乳光柱，它的光色是微蓝的。若水滴的半径在10的-6次方，就可以在明光下感到箱子里面是雾状的不透明感，水汽雯氤。光线通过，则逆着光路观察，发现光明显减弱，因为水滴是透明的。而垂直观察，则看到的白色的光路，而且可以发现光锥现象十分明显。我们在密林里感受透过的阳光，是什么样子?雨后天晴的感觉或清晨，和中午空气干燥时，那些一道道的光柱的散开的角度，和光柱的颜色是不同的，我们在看脚底下班驳的日影，有时是带有明显的紫色。

都和水滴的光学性质有关，水汽浓重，则光锥角度大，光投射的距离也小；而干燥的情况，则光锥角度小，亮度大，投射远，颜色偏蓝；这里还有水滴对光的折射作用，光照到水滴，一部分被反射回去，一部分透入水滴，在水滴的里面反射和折射，这些光，有的再出来，他态度方向是均匀的，所以看到的是白色的，若光线被明显折射，则可以看到彩虹。

而对于其他的分散质，由于它们的透光性不同，就有不同的结果，若是液体，半径在10的负9到-7之间，则往往形成乳白色的，我们知道牛奶是白色的,就是这个道理，当然这里不仅仅是奶油，还有蛋白质，我们可以有不同颜色的不溶于水的油，通过超声波混合，得到的乳浊液往往都是白色的，在暗箱里观察光路通过的情况是什么样子?如果乳浊液的厚度合适或浓度合适，可以发现透过光是红色的，从理

论上讲，透过光的颜色，可以有多样的。但实验的结果不尽人意，得到红光容易，.如果是固体微粒，则在垂直的角度观察，光柱的灰暗的浊光，可以在光柱里观察到微粒运动状态。

总结一下，就是胶体是透明的，浊掖是浑浊的，它们有明显的区别，除非浑浊度十分微弱，分散质很低，是可以用丁达尔方法分辨浑浊体系的，因为在光路上，我们可以用肉眼观察到微粒的存在，而胶体是不行。