Фарадей – Тиндаль эффектісі. А- жарық көзі, В- линза, С- коллоидтық ерітінді

Мысалы, радиусы r -ға тең шар тәріздес бөлшектің меншікті ауданы

Ал қабырғасының ұзындығы а- ға тең квадрат пішінді бөлшектің меншікті бетінің ауданы мына теңдеумен анықталады:

Дененің меншікті бетінің ауданын оның бірлік массасына шағып та есептеуге болады. Ол кезде S_менш. мәні келесі теңдеу арқылы есептеледі:

Sменш. беттің өлшем бірлігі – м2/кг

4.Коллоидтық жүйедегі шашыраған жарықтың қарқындылығын қалай көрсетуге болады? Опалесценцияны түсіндіріңіз.Релей теңдеуін талдаңыздар.

Коллоидтық-дисперстік жүйелерде бөлшектер өздерінің шамасы жағынан жарық толқының ұзындығынан кіші, сондықтан да олар жарықты шағылыстырмайды, сол себепті жайшылықта мұндай мұндай жүйелер мөлдір болады. Мысалы, коллоидтық жүйелердің бөлшектер шамасы 0.1 мк, ал жарық толқынының ұзындығы 0.4 мк мен 0.7 мк аралығында.

Егер қараңғыда линзалардың көмегімен бір шоғыр жарық сәулесін мөлдір коллоидтық жүйеге бір жағынан түсірсек, онда конус тәрізді эффектіні байқауға болады. Мұның себебі – жарық сәулесінің коллоидтық бөлшектердің әсерінен шашырауы. Жарықтың өте ұсақ бөлшектерде шашырауын алғаш М.В. Ломоносов көрсеткен болатын.Коллоидтық алтынның жарықты шашыратуын толығырақ зерттеген Фарадей және оның шәкірті Тиндаль болғандықтан, жарық шашырауынан болған коллоидтық ерітіндегі жарқыраған конусты- Фарадей-Тиндаль конусы, ал құбылысты – Фарадей-Тиндаль эффектісі деп атайды. Бұл кезде жарық сәулесі шағылыспай, коллоидтық бөлшектерді айналып өтеді, яғни шашырайды.

Фарадей – Тиндаль эффектісі. А- жарық көзі, В- линза, С- коллоидтық ерітінді

Жарықтың шашырау қарқындылығы тек жарық толқынының ұзындығы, коллоидтық бөлшектің шамасына ғана емес т.б. көптеген факторларға байланысты болады. Осы факторлардың арасындағы байланысты, жарық шашырауының теориясын жасаған ағылшын физигі Рэлейдің (1871-1899 жж.) теңдеуі арқылы көрсетуге болады:

Мұнда, n_1,n₀-дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның сыну көрсеткіштері.

-сандық концентрация (1см³ көлемдегі бөлшектер саны)

V-1 бөлшектің көлемі.

- жарық толқынының ұзындығы.

α-түскен және шашыраған сәуленің арасындағы бұрыш.

Бұл теңдік бөлшектерінің пішіні шар тәрізді, шамалары жарық толқынының ұзындығынан кіші, электр тоғын өткізбейтін және бір-бірінен арасы қашықтау жүйе болғанда ғана қолданылады. Басқа уақытта жағдайдың өзгеруін есепке алу керек, сол себептен жоғарғы формулада кейбір шамалардың дәрежесі мен коэффицентердің мәні өзгереді.

Рэлейдің формуласынан мынадай қорытындылар шығаруға болады:

1) Егер бөлшектердің шамасы бірдей болса, шашыраған сәуленің қарқындылығы сол золь концентрациясына тура пропорциональды байланыста өзгереді.

2) Жарық шашырау қарқындылығы бөлшектердің көлемінің квадратына, ал егер бөлшектер шар тәрізді болса радиустың 6- дәрежесіне тура пропорционал. Егер зольдің салмақтық концентрациясы өзгермесе, онда бөлшектердің кішіреюіне байланысты жарықтың шашырауы да кемиді. Егер бөлшектер шамасы өте көп болып, толқын ұзындығын да асса, онда жарық шағылысады да, шашырау қарқындылығы азаяды.Оны график түрінде былай көрсетуге болады.