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为什么光穿过牛奶会出现一条光亮的通路
科学 | admin发表于2022年11月10日 | 1816个浏览 -
1971年2月25日，瑞典化学家斯韦德贝里逝世了。他致力于胶体化学的研究工作，并因研究分散体系的贡献而荣获1926年诺贝尔化学奖。那么，胶体有什么特性？又为什么会出现这样的现象呢？
当你倒好一杯牛奶准备喝掉时，是否想过用这杯牛奶就能做一个有趣的物理实验呢？这个实验很简单，先把这杯牛奶稀释一下，然后，用激光笔发出的光线照射这杯牛奶。这时你会发现，牛奶中出现了一条光亮的通路。为了进一步研究这个现象，你可以再试着把光线照射到一杯纯净的自来水上，这时你会发现水中没有光亮的通路。稀释过的牛奶是不太透明的，为什么会出现一条光路呢？相反，自来水是非常透明的，为什么反而见不到光路呢？
这其实就是丁达尔现象，它是由英国物理学家丁达尔最先成功解释的。
牛奶由水和固体颗粒构成。这些固体颗粒主要是脂肪和蛋白质分子，光线通过牛奶时会在颗粒的表面发生散射现象。这时固体颗粒就像一个个的发光体，无数颗粒对光线散射的结果，就形成了一条明亮的光路。而且颗粒的浓度越大时，对光线的散射作用就越强，你看到的光路也就会越亮。对于水分子而言，它对光线的散射作用要小得多，因此我们无法观察到水中的光路。值得一提的是，牛奶中颗粒的浓度也不能太大，如果你直接使用没有稀释过的牛奶做同样的实验，入射光的大部分都被吸收或反射掉，明亮的光路也就观察不到了。
这种会出现丁达尔现象的体系被称为胶体，胶体中的颗粒直径一般在几十纳米到几微米之间。如果你留心的话，在生活中也经常能看到丁达尔现象，比如城市夜空中打出的激光束，我们可以清晰地看到它传播的路径，这其实就是光束被空气中无数悬浮尘埃散射的结果。可以想象，空气中浮尘的浓度较小时，我们就很难看到这条光束。这不正可以作为判断空气质量好坏的一种方法吗？
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