ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Оптические свойства дисперсных систем обусловлены их гетерогенностью и дисперсностью. На оптические свойства влияют структура, размер и форма частиц дисперсной системы. Прохождение света через дисперсную систему сопровождается следующими явлениями: преломлением, поглощением, отражением и рассеянием. Преобладание какого-либо из этих явлений зависит в основном от соотношения длины волны света и размера частиц дисперсной фазы.

В грубодисперсных системах размер частиц больше длины волны видимого света, поэтому световые лучи, проходящие через грубодисперсную систему, отражаются и преломляются на границе частиц со средой, обусловливая их мутность.

В истинных растворах светорассеяние ничтожно мало, так как размер частиц дисперсной фазы очень мал и нет препятствий для прохождения лучей.

Наиболее характерным оптическим свойством коллоидных систем является опалесценция (светорассеяние). Коллоидные частицы меньше длины волны света, поэтому рассеяние света обусловлено не отражением от поверхности частиц, а дифракцией. Рассеяние света было исследовано Тиндалем, который обнаружил, что при освещении коллоидного раствора световым пучком его путь при наблюдении сбоку имеет форму светящегося конуса – конуса Тиндаля.

 

 

Рис. 8. Конус Тиндаля

 

Для интенсивности рассеянного света Релеем была выведена зависимость:

I_p= 24π ³ I_о· [(n ₁² -n ₂² ) ν V ² / (n ₁² +2n ₂² ) λ ⁴ ],

где I_p – интенсивность рассеянного света;

I_о – интенсивность падающего света;

n ₁ и n ₂ – показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды;

ν – концентрация;

V – объем одной частицы;

λ – длина световой волны.

 

Из уравнения видно, что интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Если падающий свет полихроматичен, то при боковом освещении золи имеют синеватую окраску, а в проходящем – красную.

На интенсивности рассеяния лучей коротковолновой части спектра основано применение ламп синего цвета для светомаскировки и красного для сигналов опасности. Красный свет виден на большом расстоянии из-за малого светорассеяния. По этой причине противотуманные фары имеют оранжевую окраску.