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Lexikon der Optik: Tyndall-Effekt

Tyndall-Effekt, Tyndall-Streuung, ein Begriff, mit dem entweder die elastische Lichtstreuung ganz allgemein oder speziell die Streuung in kolloidalen Lösungen bezeichnet wird. J. Tyndall (1820-1893) hat als erster die Lichtstreuung entdeckt. Zuerst beobachtete er, daß Licht beim Durchgang durch ein trübes Medium (kolloidale Lösung) seitlich gestreut wird. Dadurch wird der durchgehende Lichtstrahl (bei fokussiertem Licht der Lichtkegel) sichtbar, was man als Tyndall-Phänomen bezeichnet. Später untersuchte Tyndall auch die Lichtstreuung in Gasen und stellte dabei fest, daß das Streulicht (teilweise) polarisiert ist.

Bei kolloidalen Lösungen liegt Rayleigh-Streuung vor. Da der Streuquerschnitt in diesem Falle umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge ist, erscheint bei Einstrahlung von weißem Licht das gestreute Licht bläulich, das hindurchgehende Licht dagegen rötlich gefärbt.

Lichtstreuung findet auch in reinen Substanzen (Gasen, Flüssigkeiten, Kristallen) statt. Auch diese Erscheinung wird Tyndall-Phänomen genannt. An ihrem Zustandekommen sind dann Dichteschwankungen maßgeblich beteiligt. Bei Gasen ist das mittlere Schwankungsquadrat ΔZ2 für die Anzahl Z der in einem festen Volumen befindlichen Teilchen gleich dem Mittelwert

von Z.

Bei Flüssigkeiten und Festkörpern sind die Verhältnisse komplizierter. Im Falle von Flüssigkeiten ist ΔZ2 proportional zu deren Kompressibilität. Letztere wächst bei Annäherung an den kritischen Punkt stark an, wodurch sich auch die Lichtstreuung beträchtlich erhöht (kritische Opaleszenz).

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