有這么一句浪漫的物理情話——當丁達爾效應出現(xiàn)的時候,光就有了形狀;當你出現(xiàn)的時候,愛就有了定義。那么,大家看到過“光的行跡”嗎?今天,讓我們一起探索光在特殊環(huán)境中的獨特表現(xiàn)——丁達爾效應。
一般情況下,光在均勻介質中傳播時,其路徑是看不到的。英國物理學家丁達爾首先發(fā)現(xiàn),當光束透過膠體溶液或其他高分子溶液時,可以觀察到膠體溶液或其他高分子溶液中出現(xiàn)一條明亮的“ 通路”,這種現(xiàn)象叫作丁達爾效應。
下面,我們通過實驗一起來觀察和分析丁達爾效應。
1.準備材料:激光燈、透明的容器、牛奶和清水(如圖1)。
2.將少量牛奶倒入裝有適量清水的容器中,并攪拌均勻(如圖2)。
3.打開激光燈,分別放置在裝有清水和稀釋牛奶的容器的一側,調整激光燈的位置及角度,觀察實驗現(xiàn)象(如圖3)。
如圖3所示,我們可以發(fā)現(xiàn),激光燈照射在清水中時無“路徑”顯現(xiàn),而照射在稀釋牛奶中時,有一條類似“粉色羽毛”的光路。
丁達爾效應不僅讓我們看到了光的形狀,在日常生活和科學研究中也有著重要的應用。例如,醬香型白酒在儲存過程中,會有膠體顆粒形成,品質越好,膠體顆粒含量越高,丁達爾效應越明顯。因此,我們可以利用此原理鑒定醬香型白酒的品質,還可用于鑒定紅酒、茶水、牛奶等飲品的品質。
丁達爾效應也可用于檢測空氣質量。研究人員將激光穿過要檢測的空氣環(huán)境,根據丁達爾效應的強弱,分析空氣質量。還有研究人員利用丁達爾效應設計新型交通信號燈輔助裝置。紅燈亮時,路口信號燈散發(fā)出多道光束,形成視覺沖擊,幫助行人和駕駛員準確辨別交通信號變換情況,避免因誤判而引發(fā)事故。
(作者單位:上海理工大學)