![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Явление рассеяния света.
Это наиболее характерное оптическое свойство для коллоидных систем. Свет рассеивается во всех направлениях. Это явление наблюдал Фарадей (1857) при исследовании золя золота. Описано явление Тиндалем в 1868 году. Через чистые жидкости и молекулярные растворы свет просто проходит. Через коллоидно-дисперсные системы с размером частиц 10-7-10-9 см луч света, встречая на своем пути частицу, не отражается, как бы огибает ее, отклоняется и несколько изменяет свое направление (дифракция). Чем меньше длина волны луча света, тем больше угол отклонения. Тиндаль обнаружил, что при освещении коллоидного раствора ярким световым пучком путь его виден при наблюдении сбоку в виде светящегося конуса – конус Тиндаля.
Рис. 3.2. Наблюдение конуса Тиндаля.
Это явление названо – опалесценция (от цвета опала: молочно-голубой цвет) – матовое свечение, чаще всего голубоватого оттенка. Используется для идентификации коллоидных систем. Опалесценцию следует отличать от флуоресценции – свечения истинных молекулярных растворов некоторых красителей в проходящем свете. Причинами флуоресценции является внутримолекулярное возбуждение. Теория светорассеяния была разработана Рэллеем (1871г) для сферических, не проводящих электрического тока частиц (разбавленных систем). Уравнение Рэллея имеет вид:
Из уравнения Рэллея следуют выводы: 1. При равенстве показателей преломления среды и частицы ( 2. Чем меньше длина волны падающего света ( Если на частицу падает белый свет, то наиболее рассеиваются синие и фиолетовые компоненты (в проходящем свете раствор окрашен в красноватый цвет, в боковом отражении – в голубой). Дисперсные системы прозрачны по отношению к длинноволновой области спектра (красная, оранжевая, желтая). По отношению к коротковолновой части спектра (фиолетовой, зеленой, синей) – непрозрачны. Цвет светофора хорошо просматривается в тумане (красный, оранжевый – цвета опасности). Синюю лампу не видно с самолета (маскировка). Голубое небо днем – рассеивание коротких волн солнечного света атмосферой земли. Красный цвет неба на восходе и закате - наблюдается свет прошедший через атмосферу. 3. Максимальное светорассеяние происходит в системах с размером частиц При увеличении частиц до размера, превышающего длину волны – происходит уже отражение света. Исчезает опалесценция, появляется мутность. Та область размеров частиц, где интенсивность рассеянного света максимальна называется рэллеевской областью.
Рис. 3.3. Рассеяние света суспензией сульфата бария.
4. Уравнение Рэллея позволяет: - если известен радиус ( - если известна концентрация ( Зависимость интенсивности рассеянного света от концентрации дисперсных частиц и их размеров используется в исследовательской и лабораторной практике. Метод химического анализа, основанный на измерении интенсивности света, рассеянного дисперсной системой называется нефелометрией. Для наблюдения коллоидных частиц обычные микроскопы не подходят. В 1903г. австрийский химик Р. Зигмонди, совместно с немецким физиком Зидентопфом создали специальный метод исследования – ультрамикроскопию. В ультрамикроскопе коллоидные растворы освещаются сбоку (боковое освещение) и наблюдаются в виде светящихся точек на черном фоне.
|