赵薇说的丁达尔现象是什么？能杜绝吗？
最近，著名影视明星赵薇发布了一条呼吁少放烟花爆竹、治理雾霾天气的微博引起了大家的关注。而微博中一句“从身边小事做起，杜绝丁达尔现象”又带给大家一个新名词“丁达尔现象”。什么是丁达尔现象？它和雾霾是什么关系？丁达尔现象能够被杜绝吗？
丁达尔现象，是由英国科学家约翰?丁达尔于19世纪中期进行研究而得名的。简单来说，丁达尔现象就是一束光在通过分散有一定大小颗粒的分散系（包括液体和气体）时，能产生一条明显可见的光路的现象。
那么，这条光路是如何产生的呢？这是由分散系中存在的颗粒物质对光的散射造成的。如果分散系中颗粒的大小可以和入射光的波长相当（一般来说即大于入射光波长的1/10，对于可见光来说大小约超过数十纳米即可），当光照射到这样的颗粒上时，会有一部分光随机的向其他方向发散开来，这就造成了光的散射。这些不再沿着照射方向传播的光被我们看见，这就形成了明显的光路。
不过，如果颗粒太大或太小，都会对散射发生影响。如果颗粒太小，这种单纯改变光路的散射（称为米氏散射）就会变得很弱，使得丁达尔现象不再显著。当颗粒直径达到分子尺度时，另一种依赖于入射光波长散射模式（称为瑞利散射）成为主导因素，而瑞利散射由于各个小颗粒之间光线的相干，因此不能形成可见光路。利用丁达尔现象的这一特性，可以作为区分分散质以单独分子存在的溶液，以及以分子团（大小介于1-100纳米之间）存在的胶体的依据。以另一方面，如果颗粒过大，那么颗粒对光线的反射成为了主导因素，同样不利于丁达尔现象的产生。
那么大家应该知道雾霾和丁达尔现象的关系了：在雾霾天气中，有大量不同大小的小颗粒悬浮在空气之中，这些颗粒中较小的部分，其大小能够满足丁达尔现象产生的条件，因此若在雾霾中打开路灯或车灯，就能看见典型的丁达尔现象的光路。因此说，雾霾的确可以产生丁达尔现象。
丁达尔现象可以被“杜绝”么？其实这个问题并不恰当。丁达尔现象是分散系的光学特性，只要分散系中的颗粒大小符合要求就能产生丁达尔现象。此外，丁达尔现象只对颗粒大小有要求，而对颗粒成分并没有要求，雾霾形成丁达尔现象，只是由于悬浮颗粒大小符合罢了。其实，在干净的环境中，如果有薄雾飘过，一样能观察到丁达尔现象。不过要指出的是，在较厚的雾中，由于水滴颗粒较大，这时光线在小水滴间的漫反射对光路的产生贡献更大。毕竟我们能看到那白雾正是光线反射的结果。
综上，丁达尔现象本身是无法杜绝的，但我们可以通过减少尾气排放、少放烟花炮竹等方式减少雾霾颗粒。从这个角度来说，通过我们的努力，的确可以杜绝由于雾霾形成的丁达尔现象。
- 发表于 2014-01-10 00:00
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