टिंडल प्रभाव

कोलॉइड

कोलॉइड वे पदार्थ हैं जो पदार्थ सरलता से जल में नहीं घुलते और घुलने पर समांगी विलयन नहीं बनाते। तथा जो फ़िल्टर पेपर से नहीं छनते कोलॉइड कहलाते हैं।

जैसे- दूध, दही, गोंद, बादल आदि।

समांगी और विषमांगी मिश्रणों के गुणों वाला मिश्रण, जिसमें कण समान रूप से विलयन में बिखरे होते हैं, कोलाइडी विलयन कहलाता है। इन्हें कोलाइडल निलंबन भी कहा जाता है। निलंबन के कणों की तुलना में कोलाइडी विलयन के कणों का आकार छोटा होने के कारण यह एक समांगी मिश्रण प्रतीत होता है, लेकिन वास्तव में यह एक विषमांगी मिश्रण है। कोलाइड शब्द किसी विशेष वर्ग के पदार्थों पर लागू नहीं होता है, लेकिन ठोस, द्रव  और गैस जैसे पदार्थ की अवस्था है। किसी भी पदार्थ को उपयुक्त साधनों द्वारा कोलॉइडी अवस्था में लाया जा सकता है। इसे वास्तविक विलयन और निलंबन के बीच की मध्यवर्ती अवस्था माना जाता है। एक प्रणाली को कोलाइडल अवस्था में कहा जाता है यदि एक या एक से अधिक घटकों के कणों का आकार 10 एंग्स्ट्रॉम से 10³ एंग्स्ट्रॉम होता है। कोलॉइड के कण विलयन में समान रूप से फैले होते हैं। कोलॉइड कणों के छोटे आकार के कारण हम इसे साधारण आँखों से नहीं देख सकते। लेकिन ये कण प्रकाश की किरण को आसानी से फैला देते हैं। इनके कणों का आकार निलंबन के कणों से छोटा होने के कारण यह मिश्रण समांगी प्रतीत होता है लेकिन वास्तविकता में विलयन विषमांगी मिश्रण है जैसे दूध।

नमक जल में क्रिस्टलाभ की तरह, जबकि अल्कोहल में कोलॉइड की तरह व्यवहार करता है।

टिंडल प्रभाव

टिंडल प्रभाव

इसका नाम 19वीं शताब्दी के भौतिक विज्ञानी जॉन टिंडल के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार इस घटना का व्यापक अध्ययन किया था। टिंडल प्रभाव कोलाइड में या बहुत महीन निलंबन में कणों द्वारा प्रकाश का प्रकीर्णन है। इसे टिंडल स्कैटरिंग के रूप में भी जाना जाता है, यह रेले स्कैटरिंग के समान है, जिसमें स्कैटर्ड रोशनी की तीव्रता तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है, इसलिए नीला प्रकाश लाल प्रकाश की तुलना में बहुत अधिक तीव्रता से स्कैटर्ड होता है। रोजमर्रा की जिंदगी में एक उदाहरण है मोटरसाइकिलों से निकलने वाले धुएं में कभी-कभी नीले रंग का प्रकाश देखा जाता है, विशेष रूप से दो-स्ट्रोक मशीनों में जहां इंजन का जले हुआ तेल इन कणों को प्रदान करता है। टिंडल प्रभाव के तहत, लंबी तरंग दैर्ध्य अधिक संचरित होती हैं, जबकि छोटी तरंग दैर्ध्य स्कैटर्ड माध्यम से अधिक व्यापक रूप से परिलक्षित होती हैं।

1860 के दशक में, टिंडल ने प्रकाश के साथ कई प्रयोग किए, विभिन्न गैसों और द्रव  पदार्थों के माध्यम से चमकते बीम और परिणामों को रिकॉर्ड किया। ऐसा करने में, टाइन्डल ने पाया कि जब धीरे-धीरे ट्यूब को धुएँ से भरते हैं और फिर इसके माध्यम से प्रकाश की एक किरण को चमकाते हैं, तो बीम ट्यूब के किनारों से नीली लेकिन दूर के सिरे से लाल दिखाई देती है। इस अवलोकन ने टिंडल को पहले उस घटना का प्रस्ताव करने में सक्षम बनाया जो बाद में उसका नाम होगा।

यदि एक विषमांगी विलयन को अंधेरे में रखा जाए और उसे प्रकाश की दिशा में देखा जाए तो यह स्पष्ट दिखाई देता है और यदि इसे प्रकाश पुंज की दिशा के समकोण पर एक दिशा से देखा जाए तो यह पूरी तरह से अंधेरा दिखाई देता है। कोलाइडल विलयन प्रकाश के पथ के समकोण पर देखे जाने पर हल्के से मजबूत अपारदर्शिता दिखाते हैं, यानी किरणपुंज का मार्ग एक नीले रंग के प्रकाश से प्रकाशित होता है। यह प्रभाव पहले फैराडे द्वारा देखा गया था और बाद में टिंडल द्वारा इसका अध्ययन किया गया और इसे टिंडल प्रभाव कहा जाता है। प्रकाश के चमकीले शंकु को टिंडल शंकु कहा जाता है। टिंडल प्रभाव इस तथ्य के कारण है कि कोलाइडल कण प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और फिर अंतरिक्ष में सभी दिशाओं में बिखर जाते हैं। प्रकाश का प्रकीर्णन अंतरिक्ष में सभी दिशाओं में बिखरता है। प्रकाश का यह प्रकीर्णन कोलाइडी परिक्षेपण में किरणपुंज के पथ को प्रकाशित करता है।

सिनेमा हॉल में मौजूद धूल और धुएं के कणों द्वारा प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण टिन्डल प्रभाव को सिनेमा हॉल में चित्र के प्रक्षेपण के दौरान देखा जा सकता है। टिंडल प्रभाव तभी देखा जाता है जब निम्नलिखित दो शर्तें पूरी होती हैं:

1. स्कैटर्ड हुए कणों का व्यास प्रयुक्त प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा नहीं है; और
2. परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के अपवर्तक सूचक परिमाण में काफी भिन्न होने चाहिए। यह स्थिति लियोफोबिक सॉल से संतुष्ट होती है। लियोफिलिक सॉल बहुत कम या कोई टिंडल प्रभाव नहीं दिखाते हैं क्योंकि परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के अपवर्तक सूचकांकों में बहुत कम अंतर होता है।

उदाहरण

टिंडल प्रभाव के कुछ उदाहरण हैं:

आकाश और समुद्र के पानी का नीला रंग

धूमकेतु की पूंछ की दृश्यता

सितारों की जगमगाहट।

अभ्यास प्रश्न

निम्न में से कौन टिंडल प्रभाव को प्रदर्शित करता है:

1. नमक का घोल
2. दूध
3. कॉपर सलफेट का विलयन
4. स्टार्च विलयन

निम्न की उदाहरण सहित व्याख्या कीजिये:

1. कोलॉइड
2. टिंडल प्रभाव