膠體的概念是英國科學家格雷厄姆(Thomas Graham)在1861年提出的。1869年丁達爾(Tyndall)發現,若令一束可見光通過膠體,則從側面(即與光束垂直的方向)可以看到一條發光的光路,這就是丁達爾效應。
膠體產生丁達爾效應的本質原因是:膠體粒子的粒徑為1〜100nm,可見光波長範圍為390〜760nm。當可見光射入膠體時,由於膠體粒子的粒徑小於可見光的波長,因而發生光的散射作用(散射出來的光稱為散射光或乳光)而出現了丁達爾效應。
濁液的粒子半徑大於可見光的波長,則主要產生光的反射或折射現象。
溶液雖然也能發生散射現象,但由於粒子半徑太小,丁達爾效應很弱,而難以觀察。
可見要產生較強的丁達爾現象與兩方面有關:光的波長和粒子粒徑的大小。所以其他的分散體系也可能會產生這種現象,只是遠不如膠體明顯。如,平時我們對沉澱過程中的泥水濁液進行照射。
在日常生活中許多分散系(如豆漿、牛奶、雲、霧、分散有灰塵的空氣等)都能產生丁達爾效應,但這些體系中分散質的粒子粒徑有1〜100nm之間的,也有大於100nm的,也有小於1nm的,其也能產生丁達爾效應,而這種分散系就不是膠體,所以丁達爾效應並非是膠體特有的性質。日常生活中我們看到的產生丁達爾效應的體系絕大多數屬於這一種情況。
因此,在已知其中一種是溶液另一種是膠體的前提下,可以用丁達爾效應鑑別,但不能通過是否產生丁達爾效應,將膠體與其他分散系區別開來。
另外可見光是各種不同波長的光的綜合體,遇到有顏色的溶液(或分散系),還可能發生吸收現象,也會影響丁達爾現象的產生。
可見光波長分布和吸收互補色
綠色雷射筆產生的丁達爾現象