Come funziona l'effetto Tyndall

Tutti noi godiamo i colori vibranti che si vedono nel cielo al tramonto. nelle giornate limpide, possiamo vedere un cielo blu durante il giorno; tuttavia, il sole al tramonto dipinge il cielo con un bagliore arancione. Se visiti la spiaggia durante una serata limpida, vedrai la parte del cielo intorno al sole che tramonta si diffonde con il giallo, l'arancione e il rosso anche se alcune parti del cielo sono ancora blu. Ti sei mai chiesto come la natura possa giocare una magia così intelligente e ingannare i tuoi occhi? Questo fenomeno è causato da Effetto Tyndall.

Questo articolo spiega,

1. Che cos'è l'effetto Tyndall
2. Come funziona l'effetto Tyndall
3. Esempi di effetto Tyndall

Cos'è l'effetto Tyndall

In termini semplici, Tyndall Effect è la dispersione della luce da parte di particelle colloidali in una soluzione. Per comprendere meglio i fenomeni, discutiamo di cosa sono le particelle colloidali.

Le particelle colloidali si trovano nell'intervallo di dimensioni di 1-200 nm. Le particelle sono disperse in un altro mezzo di dispersione e sono chiamate fase dispersa. Le particelle colloidali sono solitamente molecole o aggregati molecolari. Questi possono essere separati in due fasi se viene richiesto il tempo, quindi sono considerati metastabili. Di seguito sono riportati alcuni esempi di sistemi colloidali. (Leggi di più sui colloidi qui.)

Fase dispersa: mezzo di dispersione	Sistema colloidale: esempi
Solido: solido	Sol in solidi - minerali, pietre preziose, vetro
Solido: liquido	Sols - acqua fangosa, amido in acqua, liquidi cellulari
Solido: Gas	Aerosol di solidi - Tempeste di polvere, fumo
Liquido: liquido	Emulsione - medicina, latte, shampoo
Liquido: solido	Gel - burro, gelatine
Liquido: gas	Aerosol liquidi - nebbia, nebbia
Gas: solido	Schiuma solida - pietra, gommapiuma
Gas: liquido	Schiuma, schiuma - acqua gassata, panna montata

Come funziona l'effetto Tyndall

Le minuscole particelle colloidali hanno la capacità di diffondere la luce. Quando un raggio di luce passa attraverso un sistema colloidale, la luce si scontra con le particelle e la dispersione. Questa dispersione di luce crea un raggio di luce visibile. Questa differenza può essere vista chiaramente quando fasci di luce identici sono passati attraverso un sistema colloidale e una soluzione.

Quando la luce passa attraverso una soluzione con particelle della dimensione di < 1 nm, the light directly travels through the solution. Hence, the path of the light cannot be seen. These types of solutions are called true solutions. In contrast to a true solution, the colloid particles scatter the light, and the path of the light is clearly visible.

Figura 1: l'effetto Tyndall in vetro opalescente

Ci sono due condizioni che devono essere soddisfatte perché si verifichi l'Effetto Tyndall.

• La lunghezza d'onda del fascio di luce utilizzato dovrebbe essere maggiore del diametro delle particelle coinvolte nella dispersione.
• Ci dovrebbe essere un enorme divario tra gli indici di rifrazione della fase dispersa e il mezzo di dispersione.

I sistemi colloidali possono essere differenziati da soluzioni vere basate su questi fattori. Poiché le soluzioni vere hanno particelle di soluto molto piccole che sono indistinguibili dal solvente, esse non soddisfano le condizioni di cui sopra. Il diametro e l'indice di rifrazione delle particelle di soluto sono estremamente piccoli; quindi, le particelle di soluto non possono disperdere la luce.

Il fenomeno sopra discusso è stato scoperto da John Tyndall ed è stato nominato Effetto Tyndall. Questo vale per molti fenomeni naturali che vediamo ogni giorno.

Esempi di effetto Tyndall

Il cielo è uno degli esempi più popolari per spiegare l'Effetto Tyndall. Come sappiamo, l'atmosfera contiene miliardi e miliardi di minuscole particelle. Ci sono innumerevoli particelle colloidali tra di loro. La luce del sole viaggia attraverso l'atmosfera per raggiungere la terra. La luce bianca consiste di varie lunghezze d'onda correlate a sette colori. Questi colori sono rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola. Fuori da questi colori, la lunghezza d'onda blu ha una maggiore capacità di dispersione rispetto ad altri. Quando la luce viaggia attraverso l'atmosfera durante una giornata limpida, la lunghezza d'onda corrispondente al colore blu viene dispersa. Pertanto, vediamo un cielo blu. Tuttavia, durante il tramonto, la luce del sole deve percorrere una lunghezza massima attraverso l'atmosfera. A causa dell'intensità della dispersione della luce blu, la luce del sole contiene più della lunghezza d'onda che corrisponde alla luce rossa quando raggiunge la terra. Quindi, vediamo una tonalità di colore rosso-arancio attorno al sole al tramonto.

Figura 2: Esempio di effetto Tyndall - Sky at Sunset

Quando un veicolo viaggia attraverso la nebbia, i suoi fari non percorrono una lunga distanza come quando la strada è libera. Questo perché la nebbia contiene particelle colloidali e la luce emessa dai fari del veicolo viene dispersa e impedisce alla luce di viaggiare ulteriormente.

Una coda di una cometa appare giallo-arancio brillante, poiché la luce è dispersa dalle particelle colloidali che rimangono nel percorso della cometa.

È evidente che l'effetto Tyndall è abbondante nei nostri dintorni. Quindi la prossima volta che vedrai un incidente di diffusione della luce, saprai che è a causa dell'effetto Tyndall e che i colloidi sono coinvolti in esso.

Riferimento:

1. Jprateik. "Effetto Tyndall: The Tricks of Scattering". Byte di Toppr. N.p., 18 gennaio 2017. Web. 13 febbraio 2017.
2. "Effetto Tyndall". Chimica LibreTexts. Libretexts, 21 luglio 2016. Web. 13 febbraio 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "8101" (dominio pubblico) tramite Pexels
2. "Perché il cielo è blu" Di optick - (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia