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你有没有见过这样的现象 , 比如:云层中射出来许多光线 。
或是:窗户里面射进来一束阳光 。
这种现象叫做:丁达尔效应 , 是1869年 , 由英国物理学家丁达尔命名的 。
其实在生活当中很常见 , 每个人都见过像上图当中 , 阳光透过云层的时候出现的这种光束 。
或者在漆黑的夜晚 , 我们打开手电筒 , 同样你会看到有那么一条光柱 , 这些都是丁达尔效应 。
丁达尔效应是如何产生的呢?答案是:光的散射 , 也就是光照射到小颗粒分子的时候 , 形成了散射现象 , 于是就向四面八方传播开来了 。
如果要是没发生散射 , 理论上我们是看不到这条光柱的 , 那问题来了 , 光透过空气穿过水的时候 , 为什么散射就不明显?
其实 , 这取决于粒子的大小和它的浓度 , 一般来说 , 当粒子大于入射光波长的时候 , 发生的是反射 , 当粒子小于入射光波长的时候 , 发生的就是散射 。
不过这个粒子越小 , 散射强度也就越小 , 也就是说 , 粒子小到一定程度的时候 , 几乎就变成透射了 。
这就是光可以透过水 , 但是空气当中 , 往往会存在一些灰尘 , 或者是其他的气溶胶颗粒 , 于是光穿过的时候就会发生散射 。
同理 , 当光通过胶体的时候 , 也会发生丁达尔散射现象 , 往往我们也可以通过是否发生丁达尔现象来区分:某个液体 , 它是胶体还是溶液 。
总之 , 这个现象就是由物理学家丁达尔最先总结和讨论的 , 所以叫做丁达尔效应 。
不仅如此 , 丁达尔还通过这个现象 , 尝试来解释一个自古以来的难题 , 那就是天空为什么是蓝色的 。
天空为什么是蓝色的?既然丁达尔现象是因为光的散射 , 那么天空是蓝色的 , 很有可能是因为什么?
如果只是因为蓝色的光最容易被散射 , 所以天空看起来才是蓝色 , 这种解释 , 是不是很简单粗暴?
但是 , 如果你要是问 , 为什么蓝色的光它最容易被散射?
丁达尔当然也不知道这个问题 , 是后来的物理学家瑞利勋爵解决的 , 也就是瑞利散射定律 。
什么是瑞利散射定律?瑞利散射定律是说 , 散射光 , 它的强度与入射光波长的4次方是成反比的 。
总结起来就一句话 , 就是波长短的蓝光 , 比波长较长的红光 , 更容易发生锐利散射 。
说白了就是 , 他认为 , 即便空气当中不存在杂质 , 天空依旧会是蓝色的 , 而且大气当中哪有那么多杂质?雾霾等杂质都在地表 , 高层大气还是比较纯净的 。
那么需要说明一点 , 锐利散射是一种弹性散射 , 也就是说 , 假设光子在和粒子碰撞的过程当中 , 是不损失能量的 。
但是 , 真实情况并不是这样 , 大概有千万分之一的光线 , 在散射之后 , 它的能量会发生变化 , 也就是说它发生了非弹性散射 , 这种散射就叫做拉曼散射 。
用我们可以理解的话来说就是:瑞利散射是说 , 如果单色的蓝光在发生散射之后 , 你看到的依旧是这个颜色就是频率的蓝光 , 但如果光子的能量发生了改变 , 那么我们看到的散射光 , 可能就会变 , 比如说红色的光 。
【为什么天空是蓝色的?什么是“丁达尔现象”?】今天的科普分享就到这里啦 , 如果想要看更多有趣的科普内容 , 欢迎关注我哟!
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