L'EFFET TYNDALL

L'effet Tyndall est la diffusion de la lumière incidente sur des particules de matière, lorsqu'un faisceau lumineux traverse un colloïde[i]. Les particules, par exemple de microscopiques inclusions en gemmologie ou des gouttelettes d’eau, en suspension diffusent ou réfléchissent la lumière, ce qui rend le faisceau visible. L'effet Tyndall a été décrit pour la première fois par le physicien John Tyndall au 19 ème siècle. La taille des particules est ce qui distingue un colloïde d'une vraie solution . Pour qu'un mélange soit un colloïde, les particules doivent avoir un diamètre de 1 à 1 000 nanomètres. La taille des particules est ce qui distingue un colloïde d'une solution . Pour qu'un mélange soit un colloïde, les particules doivent avoir un diamètre de 1 à 1 000 nanomètres.

La quantité de diffusion dépend de la fréquence de la lumière et de la densité des particules. Comme pour la diffusion de Rayleigh[ii], la lumière bleue est diffusée plus fortement que la lumière rouge par l'effet Tyndall. Une autre façon de voir les choses est que la lumière de longueur d'onde plus longue est transmise, tandis que la lumière de longueur d'onde plus courte est réfléchie par diffusion.

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[i] Un colloïde est un type de mélange homogène dans lequel les particules dispersées ne se déposent pas. Les particules insolubles dans le mélange sont microscopiques, avec des tailles de particules comprises entre 1 et 1000 nanomètres . Le mélange peut être appelé colloïde ou suspension colloïdale. L'expression "solution colloïdale" est incorrecte. Parfois, le terme "colloïde" se réfère uniquement aux particules dans le mélange et non à la suspension entière.

Les colloïdes peuvent être translucides en raison de l'effet Tyndall , où la lumière est diffusée par les particules du mélange.

Exemples de colloïdes : Les colloïdes peuvent être des gaz, des liquides ou des solides. Des exemples de colloïdes familiers incluent le beurre, le lait, la fumée, le brouillard, l'encre et la peinture. Le cytoplasme est un autre exemple de colloïde.
 

[ii] Effet Rayleigh voir la page couleur des minéraux sur ce site en section minéralogie.

Exemples d'effets Tyndall​

  • Un exemple de la façon dont l'effet Tyndall disperse la lumière bleue peut être vu dans la couleur bleue de la fumée des motos ou des moteurs à deux temps.

  • Le faisceau visible des phares dans le brouillard est provoqué par l'effet Tyndall. Les gouttelettes d'eau diffusent la lumière, ce qui rend les faisceaux des phares visibles.

  • L'effet Tyndall est utilisé dans les laboratoires pour déterminer la taille des particules d'aérosols.

  • Le verre opalescent affiche l'effet Tyndall. Le verre apparaît bleu, mais la lumière qui le traverse apparaît orange.

  • La couleur des yeux bleus provient de la diffusion de Tyndall à travers la couche translucide sur l'iris de l'œil.

 

Cependant, la diffusion de la lumière par des particules de poussière n'est pas due à l'effet Tyndall si les particules sont trop grosses.

La couleur bleue du ciel résulte de la diffusion de la lumière, mais c'est ce qu'on appelle la diffusion de Rayleigh et non l'effet Tyndall car les particules impliquées sont des molécules dans l'air. Elles sont plus petites que les particules d'un colloïde.

De même en gemmologie si la diffusion de la lumière est due à des molécules l'effet sera l'effet Rayleight.

Sources

  • Anne Marie Helmenstine, Ph.D.

  • “Human color vision and the unsaturated blue color of the daytime sky", Glenn S. Smith, American Journal of Physics , Volume 73, Numéro 7, pp. 590-597 (2005).

  • Sturm RA & Larsson M., Genetics of human iris color and patterns, Pigment Cell Melanoma Res , 22: 544-562, 2009.

  • Charles D. Winters / Source scientifique

  • Wikipedia

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