Эффект Тиндаля

Эффектом Тиндаля называется видимое смещение направленных световых лучей при их прохождении через неоднородный состав. Это может быть раствор или кристалл камня.

История исследования

Данное явление получило свое название в честь ирландского физика Д.Тиндаля, который впервые документально его описал в середине 19 века. Ученый проводил эксперименты с коллоидными растворами. При этом установил интересную особенность поведения направленного пучка света при преодолении раствора, содержащего микроскопические вещества. Рассеяние имело четко обозначенные границы, обладало формой конуса с вершиной в месте вхождения света. Усиления видимости удавалось добиться темным фоном.

Схема эффекта Тиндаля
Схема эффекта Тиндаля

Физическая сторона процесса

Подобное поведение световых лучей вполне типично при преодолении веществ (жидких или твердых), содержащих примеси. Видимая опалесценция обусловлена рассеянием и поляризацией световых волн при их отражении от находящихся внутри частиц. Последние имеют размер, превышающий атомы вещества в десятки раз.

Джон Тиндаль установил критические границы и вывел зависимость. Согласно его исследованию, если размер коллоидной частицы равен 1/20 атома, появляется полихромное рассеяние света синеватого или красного оттенков. При дальнейшем увеличении размера микрочастиц, эффект пропадает.

Условия возникновения эффекта

Конус Тиндаля заметен невооруженным глазом, особенно на темном фоне. Аналогичное явление можно наблюдать в некоторых минералах при условиях:

  • Наличия источника направленного света;
  • Прозрачной структуры;
  • Ювелирной обработки;
  • Пребывания в составе кристалла коллоидных частиц.

Наблюдаемый при этом эффект Тиндаля может не быть достаточно четким, как в опытах с растворами, тем не менее, отклонение и рассеяние лучей заметно без специальных увеличительных или оптических приборов.

Таким образом, конусное расхождение лучей белого света можно наблюдать при освещении минерала, содержащего микрочастицы:

  • Хрома;
  • Селена;
  • Натрия;
  • Кальция;
  • Фосфора;
  • Кремния;
  • Марганца;
  • Меди.

Камни с эффектом Тандаля

Конус Тиндаля наблюдается в облагороженных камнях, обладающих способностью к проявлению опалесценции:

слева направо янтарь, кварц, аметист
слева направо янтарь, кварц, аметист

Следует отметить, что в зависимости от геометрических особенностей поверхности частиц, они по-разному отражают лучи. Если их толщина будет меньше или равна длине волны белого света, наблюдатель сможет увидеть радужное свечение. Однотонное, голубое, появляется при освещении опала буте.

опал бутте
опал бутте

Синтетические камни

Драгоценные камни, обладающие оптическими эффектами, стоят немалых денег. Это способствует развитию отрасли производства синтетических камней, аналогов настоящих. Они не только внешне копируют природные самоцветы, но также обладают одинаковым с ними химическим составом, физическими свойствами и оптическими явлениями.