Soru:
Bir araştırmacı, hazırladığı iki farklı çözeltiyi birer cam silindire koyuyor. İlk çözeltiye yandan ışık tuttuğunda ışığin yolunu net bir şekilde çözelti içinde görebiliyor. İkinci çözeltide ise ışığın yolunu göremiyor, sadece cam silindirin arka duvarının aydınlandığını görüyor.
Bu gözleme dayanarak;
- Hangi çözelti kolloidal yapıdadır?
- Işığın yolunun görülemediği çözelti türü nedir?
- Tyndall etkisinin gözlemlenebilmesi için dağılan parçacıkların boyutu ile ışığın dalga boyu arasında nasıl bir ilişki olmalıdır?
Çözüm:
💡 Deneydeki temel fark, ışığın çözelti içindeki davranışıdır.
- ➡️ a) Hangi çözelti kolloidal yapıdadır?
Işığın yolunun net bir şekilde görülebildiği ilk çözelti kolloidal yapıdadır. Çünkü kolloidal parçacıklar (1-1000 nm) ışığı saçarak onun yolunu görünür kılar. Cevap: İlk çözelti.
- ➡️ b) Işığın yolunun görülemediği çözelti türü nedir?
Işığın yolunun görülemediği ikinci çözelti, gerçek (homojen) bir çözeltidir. Gerçek çözeltilerde çözünen parçacıklar (iyonlar veya moleküller) çok küçüktür (< 1 nm) ve ışığı saçamazlar. Işık doğrudan geçer, sadece çözeltinin arka tarafı aydınlanır.
- ➡️ c) Parçacık boyutu ile ışık dalga boyu ilişkisi:
Etkili bir Tyndall saçılması için, dağılan parçacıkların boyutunun (\(d\)), gelen ışığın dalga boyuna (\(\lambda\)) yakın veya ondan biraz küçük olması gerekir. Matematiksel olarak ifade edersek: \(d \approx \lambda\). Görünür bölge ışığının dalga boyu ~400-700 nm aralığındadır. Bu nedenle, parçacık boyutunun da bu aralıkta veya civarında (1-1000 nm) olması Tyndall etkisini belirginleştirir. Parçacıklar çok küçükse (\(d << \lambda\)) saçılma çok zayıf olur (Rayleigh saçılımı), çok büyükse (\(d >> \lambda\)) yansıma ve kırılma hakim olur.
✅ Sonuç: Işık yolunu gösteren kolloidal, göstermeyen ise gerçek çözeltidir. Etkili saçılma için parçacık ve ışık dalga boyu birbirine yakın olmalıdır.
