Hiệu ứng Tyndall

Hiệu ứng Tyndall, mang tên nhà bác học John Tyndall của Anh thế kỷ 19, là hiện tượng tán xạ ánh sáng thường thấy trong các hệ keo. Hiện tượng này dùng để phân biệt các môi trường đồng nhất vật lý- các hạt hòa tan hoàn toàn vào nhau- với các môi trường keo không đồng nhất về vật lý. Trong các hệ keo, các hạt của chất tan kết tụ một phần thành các hạt nhỏ với kích thước từ micromet đến nanomet lơ lửng trong dung môi.

Sự không đồng nhất của môi trường gây ra tán xạ quang học mạnh, khác với các môi trường đồng nhất. Hiện tượng Tyndall thấy rất dễ dàng khi nắng chiếu xiên vào nhà qua các lỗ nhỏ. Nếu không khí trong nhà không có bụi-những hạt có kích thước lớn cỡ micromet, thì ánh sáng không tán xạ và do đó mắt người không nhìn thấy. Tuy nhiên nếu trong nhà có bụi, mắt ta sẽ thấy một cột sáng, nhưng quan sát gần hơn thì đó chính là tán xạ từ các hạt bụi trong nhà. Các hiện tượng tương tự là: hơi nước bốc lên từ tách trà nóng chính là các hạt keo hơi nước trong khí quyển, hơi nước bay quanh các cốc nước đá, cột sáng từ đèn chiếu của ôtô bị tán xạ bởi bụi trên phố...

Ánh sáng mặt trời chẳng hạn, khi truyền vào khí quyển sẽ bị tán xạ bởi các hạt keo khí trong khí quyển. Các tia sóng ngắn tán xạ mạnh hơn các tia sóng dài, do đó mắt người sẽ thấy bầu trời "màu xanh". Trong khi đó, vào lúc hoàng hôn, khi mặt trời nằm gần đường chân trời và ánh sáng hầu như từ mặt trời đi thằng tới mắt người, thì các tia sóng ngắn bị tán xạ nhiều trên đường đi nên chỉ còn lại các tia sóng dài truyền tới mắt người, do đó gây cảm giác "hoàng hôn đỏ". Tuy nhiên, đây là hiện tượng tán xạ Rayleigh, và cơ chế của sự tán xạ này không liên quan đến kích thước hạt, mà là do mômen lưỡng cực điện. Các tán xạ này đều là trường hợp riêng của tán xạ Mie.

• 
  Các tia nắng chiếu qua đám sương được thấy do hiệu ứng Tyndall
• 
  Tia laser đỏ được hiển thị trong môi trường aerosol, trong khi khó có thể thấy được trong không khí bình thường
• 
  Hình vẽ mô tả kết quả của sự tán xạ (tán xạ Rayleigh và hiệu ứng Tyndall). Các bước sóng ngắn (ánh sáng xanh) bị tán xạ, các bước sóng dài hơn kích thước hạt (màu đỏ) được truyền qua.
• 
  Tán xạ khi ánh sáng Mặt Trời qua các đám mây, các tia này được gọi là tia hoàng hôn

Tham khảo