丁達爾效應

英國物理學家約翰·丁達爾（John Tyndall，1820～1893年） ^[3]  ，1869年，約翰·丁達爾發現，當光通過膠體時，從垂直入射光的方向可以觀察到一條光的通路，即丁達爾效應。 ^[4]  這條光亮的“通路”是由於膠體粒子對光的散射形成的。丁達爾效應是區分膠體和溶液的一種常用物理方法。

丁達爾效應是膠體特有的性質, 而這種特性來源於膠體分散相中尺寸約 1～100 nm 的粒子。 ^[5] 

“丁達爾效應”，即當光傳播途中遇到微粒時，由於光波的波長大於微粒尺度而發生的散射現象，而且光的波長越接近微粒的尺度則散射現象越明顯，原因在於微粒的尺度越小，即體積越小，會使得散射光的強度急劇降低，從而光路也不能明顯地被觀察到。 ^[6] 

當光束透過微粒直徑為1～100nm的膠體時，從垂直於入射光的方向觀察，可以看到膠體中出現１條光亮的“通路”，這條“通路”的形成是由於溶膠粒子一般不超過100nm，小於可見光波長（400～700nm），從而當可見光透過溶膠時產生丁達爾效應。而對於溶液，由於分子或離子粒徑更小，且散射光的強度會隨散射粒子體積的減小而明顯減弱，從而幾乎不會產生丁達爾效應。 ^[7] 

丁達爾效應是區分膠體與溶液的一種常用物理方法。（還可以用半透膜檢測）

丁達爾效應在生物醫藥工作方面的應用：在臨牀檢驗領域有較為廣泛的研究，例如：生物試劑檢測與製備，對生物分子的濃度進行快速檢測；耳石症輔助診斷；輸液製劑檢測等。 ^[1] 

丁達爾效應在工業生產與製造領域方面的應用：疏水材料生產；輔助芯片金屬沉積；太陽能電池等。 ^[1] 

丁達爾效應在食品安全方面的應用：霧霾檢測；白酒鑑定；某些農藥的殘留檢測等。 ^[1] 

傳統的丁達爾效應演示實驗常採用膠體和純淨水對照的方法，通過激光筆照射，對比觀察有無明亮“通路”出現

1869年，丁達爾發現，若令一束匯聚的光通過溶膠，則從側面（即與光束垂直的方向）可以看到一個發光的圓錐體，這就是丁達爾效應。

其他分散體系（分散系）產生的這種現象遠不如膠體顯著，因此，丁達爾效應實際上成為判別膠體與真溶液的最簡便的方法。如圖1所示為Fe(OH)₃ 【氫氧化鐵膠體】（上圖）與CuSO₄【硫酸銅溶液】（下圖）的區別。

可見光的波長約在400～700nm之間，當光線射入分散體系時，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射，可能發生以下三種情況： ^[9] 

（1）當光束通過粗分散體系，由於分散質的粒子大於入射光的波長，主要發生反射或折射現象，使體系呈現混濁。

（2）當光線通過膠體溶液，由於分散質粒子的直徑一般在1～100nm之間，小於入射光的波長，主要發生散射，可以看見乳白色的光柱，出現丁達爾現象。

（3）當光束通過分子溶液，由於溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，看不見散射光。

1869年，英國科學家約翰·丁達爾發現了丁達爾現象。丁達爾現象是膠體中分散質微粒對可見光（波長為400~700nm）散射而形成的。它在實驗室裏可用於膠體與溶液的鑑別。

光射到微粒上可以發生兩種情況，一是當微粒直徑大於入射光波長很多倍時，發生光的反射；二是微粒直徑小於入射光的波長時，發生光的散射，散射出來的光稱為乳光。散射光的強度，還隨着微粒濃度增大而增加，因此進行實驗時，膠體濃度不要太稀。

在暗室中，讓一束平行光線通過肉眼看來完全透明的膠體，從垂直於光束的方向，可以觀察到渾濁發亮的光柱，其中有微粒閃爍，該現象稱為丁達爾效應。在膠體中分散質粒子直徑比可見光波長要短，入射光的電磁波使顆粒中的電子做與入射光波同頻率的強迫振動，致使顆粒本身像一個新光源一樣，向各方向發出與入射光同頻率的光波。丁達爾效應就是粒子對光散射（光波偏離原來方向而發散傳播）作用的結果，如黑夜中看到的探照燈的光束、晴天時天空中的藍色，都是粒子對光的散射作用。根據散射光強的規律和溶膠粒子的特點，只有溶膠具有較強的光散射現象，故丁達爾現象常被認為是膠體體系的特徵現象。

清晨，在茂密的樹林中，常常可以看到從枝葉間透過的一道道光柱，類似於這種自然界現象，也是丁達爾現象。這是因為雲、霧、煙塵也是膠體，只是這些膠體的分散劑是空氣，分散質是微小的塵埃或液滴。

攝影界有人將丁達爾效應趣稱為“耶穌光” ^[12]  ， 耶穌光即丁達爾效應的形成是靠霧氣或是大氣中的灰塵：當太陽照射下來投射在上面時，就可以明顯看出光線的線條；加上太陽是大面積的光線，所以投射下來的通常不會只是一點點，而是一整片的壯闊畫面。

2015年8月7日傍晚，受2015年第13號颱風“蘇迪羅”外圍雲系影響，福州市西面出現美麗的“耶穌光”。

2023年5月16日清晨，雨後的涼山州西昌市邛海國家濕地公園上空出現“丁達爾效應”。 ^[10] 

2023年8月10日，重慶，日出時分，南川區大觀鎮鐵橋村上空出現丁達爾效應。 ^[11]