كيف يستخدم تأثير تندال للتمييز بين المخلوط

تكون الحزمة الضوئية مرئية بالمحلول الغروي ولكن لا تتم رؤيتها بالمحلول حيث تكون جسيمات المحاليل الغروية كبيرة بدرجة كافية لتشتيت الضوء (ظاهرة تندال).

أمثلة على المخاليط الغروية

المخاليط غير المتجانسة هي أحد أنواع المخاليط التي لا تمتلك تركيبةً موحدة، بمعنى أنه لا يتم بها توزيع المواد بطريقة متساوية، ومن الممكن أن يتم فصل تلك المواد بواسطة الوسائل الميكانيكية ومن أمثلة تلك الوسائل الغربلة، والترشيح، كما يمكن استخدام الجاذبية والتي يعد المخلوط الغروي منتمياً إليها، كذلك يعد المستحلب (emulsions) نوعاً خاصاً من أنواع المخاليط المعلقة، وهو عبارة عن مزيج أو خليط لسائلين من غير الممكن إحداث عملية دمج لهما سواء عن طريق الرج (الاهتزاز)، أو التحريك.
إذ أن تلك السوائل تستقر على هيئة اثنان من الطبقات المنفصلة كلاً منهما فوق الأخرى حينما تترك لوقت من الزمن بغير وجود عائق من العوائق وهو أحد أنواع المخاليط المُعلقة (suspension) ويشار هنا إلى خليط كلاً من المادة الصلبة والمادة السائلة، حيث لا يمكن للمادة الصلبة أن تذوب بالمحلول السائل، ولكن يمكن أن تترسب تلك المواد وتستقر أسفل المادة السائلة حين تترك لفترة زمنية بغير تقليب أو عائق، حيث لا يجوز فصل مكوناتها بأي من الوسائل سواء الترويق أو الترشيح.
ومن أمثلة المخاليط الغروية وفقاً للإيضاح والشرح السابق الحليب، المايونيز، الجبن، الزبد، الغبار في الهواء والدخان وجميع تلك المحاليل الغروية لا يمكن فصل مكوناتها المتجانسة لا بالترشيح أو الترويق.

بحث ظاهرة تندال

تأثير تندال

أو ظاهرة تندل هي ظاهرة تم اكتشافها ومن ثم وضع قوانينها بواسطة العالم الفيزيائي البريطاني جون تِنْدَل (

John Tyndall

)‏ الذي عاش بالفترة ما بين 1820م حتى 1893م ، تم اختياره عام 1853م لكي يتعين في المعهد الملكي استاذاً للفلسفة الطبيعية في لندن وهناك صار صديقاً وزميلاً للعالم الإنجليزي الفيزيائي والكيميائي مايكل فاراداي. [1]
ويقصد بتلك الظاهرة ما يتم من تقوم بها الجسيمات المنتشرة في المادة الغروية من تشتيت لما يوجه لها من ضوء إذ يعرض

هذا التأثير من خلال جميع أنواع المحاليل الغروية بالإضافة إلى المعلقات شديدة الدقة، وبالتالي

يصبح متاح أن يتم استخدامه لكي يتم التحقق حول ما إذا كان واحد من تلك المواد مادة غروانية أم غير ذلك، وتجدر الإشارة إلى أن

شدة الضوء المتناثر تقوم في عملها على كثافة الجسيمات الغروانية إلى جانب الاعتماد على تواتر الساقط من الضوء.
إذ أنه أثناء مرور شعاع من الضوء بمخلوط غرواني، فإن المنتشر في ذلك المحلول من جسيمات غروية لا تفسح مجال للحزمة الضوئية بالعبور بطريقة سهلة أو تامة، ولكن تحدث

حالة

تصادم فيما بين الضوء والجسيمات الغروية وهو ما ينتج عنه انحرافه وتناثره عن مساره الطبيعي الذي يكون في المعتاد على هيئة خط مستقيم، ويترتب على ذلك

التبدد أن يصبح مسار شعاع الضوء مرئي. [2]

أمثلة على تأثير تندال

يتشتت ويتناثر الضوء ذو اللون الأزرق إلى حد كبير حينما تتم مقارنته مع الضوء الأحمر، حيث

إن الطول الموجي للضوء الأزرق أقل من حيث الطول الموجي مقارنةً بالضوء الأحمر.
تفسر ظاهرة تندل ظهور الدخان المنبعث من الدراجات النارية والذي يكون في الكثير من الأحيان باللون الأزرق.
الحليب مادة غروانية تشتمل على مجموعة كبيرة من كريات البروتينات والدهون وحينما يوجه إلى كوب من الحليب

شعاع الضوء فإن الضوء يتشتت.

[2]

ظاهرة تندال في الطبيعة

الفرق الرئيسي والأول بين قزحية العين ذات اللون الأزرق و القزحية السوداء أو بنية اللون هو كم الميلانين بإحدى طبقاتها، حيث تتضمن الطبقة الموجودة بالقزحية ذات اللون الأزرق على كميات قليلة إلى حد ما من الميلانين بها حينما تقارن بالقزحية ذات اللون الأسود، وبالتالي تكون شفافة. حينما يسقط الضوء على تلك الطبقة الشفافة، فإنه يحدث له حالة من التشتت نتيجة لتأثير ظاهرة تيندال.
بما أن الضوء الأزرق له طول موجي أقل حينما تتم مقارنته بالضوء الأحمر، فإنه يتشتت بدرجة هائلة في طبقة ثانية أعمق بالقزحية واتي تقوم بامتصاص الضوء غير المنتشر، والسبب في ذلك أن الغالبية العظمى من ذلك الضوء المتناثر يكون باللون الأزرق، وبالتالي فإن تلك القزحية تكتسب لون أزرق.
الكثير من الظواهر المحيطة بالإنسان يحدث بها حالة تشتت الضوء، وهناك ظاهرة علمية تعرف بتشتت رايلي ومن أمثلة تلك الظواهر (السماء الزرقاء الصافية نتيجة تشتت الضوء بفعل جزيئات الهواء، وعلى الرغم من ذلك حينما تكون السماء ممتلئة بالغيوم، فإن ما يتواجد بها من قطرات السحب الضخمة إلى حد ما هي مسؤولة عن تناثر الضوء وتشتته. [2]
وهناك

مناظر طبيعية

تفسر حدوث ظاهرة تندل ومن أمثلتها انتقال ضوء الشّمس ذو اللون الأبيض وهو ما يتألف من ألوان الطّيف السبعة خلال غلاف كوكب الأرض الجويّ، وحينما يتصادم مع جزيئات الهواء تتناثر ألوان الطّيف بأطوالها الموجيّة المختلفة بكافة النواحي، ونظراً لكون اللّون الأزرق يمتلك طولٌ موجيٌّ قصيرٌ فإن تناثره يكون أكبر من الألوان ذات الطّول الموجي الطّويل مثل اللون الأحمر، وهو ما يفسر تمتع السّماء باللون الأزرق.

تأثير تندال في الضباب

حينما يتم إضاءة مصباح ببيئة ضبابية لا يمكن حينها من رؤية مسار الضوء بشكل واضح ووفقاً لذلك

فإن قطرات الماء بالضباب تكون هي المسؤولة عن تناثر الضوء.
الشعاع مصابيح السيارة الأمامية المرئية بالضباب ينتج عن تأثير ظاهرة تندال،

حيث تتناثر كلاً من

قطرات الضوء والماء، وبالتالي يصبح الضوء الأمامي قابل للرؤية بوضوح.
الزجاج البراق اللامع يكون ذو مظهر مائل للزرقة حينما يتم النظر إليه من الاتجاه الجانبي، وعلى الرغم من ذلك

يظهر ضوء يميل لونه للبرتقالي حينما يضيء الضوء من خلال الزجاج. [2]

تجربة تأثير تندال

حينما يتسلط شعاع مصباح يدوي بكأس من الحليب فهو أقرب مثال على تأثير ظاهرة تندال،

إذ يفضل استعمال الحليب منزوع الدسم كما يمكن تخفيف الحليب بكمية قليلة من الماء لكي يصبح من الممكن مشاهدة تأثير الجزيئات الغروانية على أشعة الضوء.
ومن أمثلة تشتيت تأثير تيندال من تشتيت على الضوء الأزرق يكون من الممكن مشاهدته باللون الأزرق مثل الدخان المنبعث من المحركات ثنائية الشوط أو من الدراجات النارية.
يتم الاعتماد على ظاهة تندال فيما يتم تحضيره من إعدادات مخبرية أو تجارية لكي يتسنى تحديد حجم الجسيمات المتناثرة في الهواء الجوي. [3]
تعتبر تجربة تعليق نشا الذرة أو الدقيق أو نشا الذرة بالماء من أفضل الأدلة وأسهلها للتعرف على تأثير تندال حيث غالباً ما يبدو

الطحين بلون أبيض مائل للأصفر،

وهنا يظهر السائل باللون الأزرق بعض الشيء نظراً لأن الجزيئات تشتت الضوء الأزرق إلى حد كبير مقارنةً باللون الأحمر. [3]، إذ يبدو

الطحين الذائب بالماء باللون الأزرق، وهو ما يرجع إلى أن اللون الأزرق يتناثر بجزيئات الدقيق أكثر من تناثر اللون الأحمر.