Comment fonctionne l'effet Tyndall

Nous apprécions tous les couleurs vibrantes du ciel au coucher du soleil. par temps clair, on peut voir un ciel bleu pendant la journée; Cependant, le soleil couchant peint le ciel dans une lueur orange. Si vous visitez la plage pendant une soirée claire, vous verrez que la partie du ciel entourant le soleil se couvre de jaune, d’orange et de rouge bien qu’une partie du ciel soit toujours bleue. Vous êtes-vous déjà demandé comment la nature pouvait jouer une telle magie intelligente et tromper vos yeux? Ce phénomène est causé par Effet Tyndall.

Cet article explique,

1. Qu'est-ce que l'effet Tyndall?
2. Comment fonctionne l'effet Tyndall
3. Exemples d'effets Tyndall

Quel est l'effet Tyndall

En termes simples, l’effet Tyndall est la diffusion de la lumière par des particules colloïdales dans une solution. Pour mieux comprendre les phénomènes, discutons de ce que sont les particules colloïdales..

Les particules colloïdales se trouvent dans la plage de taille allant de 1 à 200 nm. Les particules sont dispersées dans un autre milieu de dispersion et sont appelées phase dispersée. Les particules colloïdales sont généralement des molécules ou des agrégats moléculaires. Celles-ci peuvent être séparées en deux phases si le temps requis est donné, elles sont donc considérées comme métastables. Quelques exemples de systèmes colloïdaux sont donnés ci-dessous. (En savoir plus sur les colloïdes ici.)

Phase dispersée: milieu de dispersion	Système colloïdal - Exemples
Solide: solide	Sols solides - minéraux, pierres précieuses, verre
Solide: liquide	Sols - eau boueuse, amidon dans l'eau, liquides cellulaires
Solide: gaz	Aérosol de solides - Tempêtes de poussière, fumée
Liquide: liquide	Emulsion - médecine, lait, shampoing
Liquide: solide	Gels - beurre, gelées
Liquide: gaz	Aérosols liquides - brouillard, brouillard
Gaz: solide	Mousse solide - pierre, caoutchouc mousse
Gaz: liquide	Mousse, mousse - eau gazeuse, crème fouettée

Comment fonctionne l'effet Tyndall

Les minuscules particules colloïdales ont la capacité de disperser la lumière. Lorsqu'un faisceau de lumière traverse un système colloïdal, la lumière entre en collision avec les particules et se diffuse. Cette dispersion de la lumière crée un faisceau de lumière visible. Cette différence est clairement visible lorsque des faisceaux lumineux identiques traversent un système colloïdal et une solution.

Lorsque la lumière traverse une solution contenant des particules de la taille de < 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.

Figure 1: L’effet Tyndall dans le verre opalescent

Deux conditions doivent être remplies pour que l’effet Tyndall se produise..

• La longueur d'onde du faisceau lumineux utilisé doit être supérieure au diamètre des particules impliquées dans la diffusion..
• Il devrait y avoir un énorme écart entre les indices de réfraction de la phase dispersée et le milieu de dispersion.

Les systèmes colloïdaux peuvent être différenciés par de vraies solutions basées sur ces facteurs. Comme les vraies solutions ont de très petites particules de soluté qui ne peuvent pas être distinguées du solvant, elles ne remplissent pas les conditions ci-dessus. Le diamètre et l'indice de réfraction des particules de soluté sont extrêmement petits; par conséquent, les particules de soluté ne peuvent pas disperser la lumière.

Le phénomène discuté ci-dessus a été découvert par John Tyndall et a été appelé Effet Tyndall. Cela s'applique à de nombreux phénomènes naturels que nous voyons quotidiennement.

Exemples d'effets Tyndall

Le ciel est l’un des exemples les plus populaires pour expliquer l’effet Tyndall. Comme nous le savons, l’atmosphère contient des milliards et des milliards de particules minuscules. Il y a d'innombrables particules colloïdales parmi elles. La lumière du soleil traverse l'atmosphère pour atteindre la terre. La lumière blanche est constituée de différentes longueurs d'onde qui correspondent à sept couleurs. Ces couleurs sont le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. Parmi ces couleurs, la longueur d'onde bleue a une plus grande capacité de diffusion que d'autres. Lorsque la lumière traverse l'atmosphère pendant une journée claire, la longueur d'onde correspondant à la couleur bleue est dispersée. Par conséquent, nous voyons un ciel bleu. Cependant, au coucher du soleil, la lumière du soleil doit parcourir une longueur maximale dans l’atmosphère. En raison de l'intensité de la diffusion de la lumière bleue, la lumière du soleil contient plus de la longueur d'onde qui correspond à la lumière rouge lorsqu'elle atteint la Terre. Par conséquent, nous voyons une nuance de couleur rouge-orange autour du soleil couchant.

Figure 2: Exemple d’effet Tyndall - Ciel au coucher du soleil

Lorsqu'un véhicule voyage dans le brouillard, ses phares ne parcourent pas une longue distance, contrairement à la route dégagée. Cela est dû au fait que le brouillard contient des particules colloïdales et que la lumière émise par les phares du véhicule se diffuse et empêche la lumière de se déplacer plus loin..

Une queue de comète apparaît jaune orangé vif, car la lumière est dispersée par les particules colloïdales qui restent sur le trajet de la comète..

Il est évident que l’effet Tyndall est abondant dans notre environnement. Alors la prochaine fois que vous verrez un incident de dispersion de la lumière, vous savez que c'est à cause de l'effet Tyndall et que des colloïdes y sont impliqués.

Référence:

1. Jprateik. "Effet Tyndall: Les astuces de la dispersion." Toppr Bytes. N.p., 18 janvier 2017. Web. 13 février 2017.
2. "Effet Tyndall." Chimie LibreTexts. Libretexts, 21 juillet 2016. Web. 13 février 2017.

Courtoisie d'image:

1. “8101” (Domaine public) via Pexels
2. “Pourquoi le ciel est bleu” Par optick - (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia