探秘丁達爾效應(yīng)與攝影原理

1、Visible Light是攝影師Alexander Harding的一輯作品。攝影即“以光繪畫”。而光線本身有時也能作為拍攝的對象。例如不同季節(jié)，不同時間的陽光，就各有不同的特點和感覺。窗戶和門廊是最常見的捕捉光影的工具和地點。此外還可以通過小孔和反射來有意“制造”一些特殊的光線效果。來自新攝影 除首張以玻璃杯作為素材的拍攝是利用了光線的折射變形，其余都是利用了光學(xué)上的“丁達爾效應(yīng)”。關(guān)于丁達爾效應(yīng)，有必要在本文中做一些詳細的說明。1869年，英國物理學(xué)家約翰•丁達爾發(fā)現(xiàn)，若令一束匯聚的光通過溶膠體，則從側(cè)面(即與光束垂直的方向)可以看到一個發(fā)光的圓錐體。約翰&bu

2、ll;丁達爾所謂膠體又稱膠狀分散體，是一種均勻混合物，在膠體中含有兩種不同狀態(tài)的物質(zhì)，一種分散，另一種連續(xù)。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所組成，分散質(zhì)粒子直徑在1nm100nm之間的分散系;膠體是一種分散質(zhì)粒子直徑介于粗分散體系和溶液之間的一類分散體系，這是一種高度分散的多相不均勻體系。膠體粒子的直徑一般在1nm100nm之間，它決定了膠體粒子具有巨大的表面積，吸附力很強，能在水中吸附懸浮固體或色素形成沉淀，從而使水凈化。膠體按照分散劑狀態(tài)不同分為氣溶膠(如煙擴散在空氣中)、液溶膠(如Fe(OH)3膠體)、固溶膠(如有色玻璃、煙水晶)更詳盡的實例如，煙，云，霧是氣溶膠，煙水晶，有色玻璃、水

3、晶是固溶膠，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶膠。在微觀層面，淀粉膠體蛋白質(zhì)膠體是分子膠體，土壤是粒子膠體。氣溶膠在光的傳播過程中，射入分散體系時，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射，可能發(fā)生以下三種情況：一、當(dāng)光束通過粗分散體系，由于分散質(zhì)的粒子大于入射光的波長，主要發(fā)生反射或折射現(xiàn)象，使體系呈現(xiàn)混濁;二、當(dāng)光線通過膠體溶液，由于分散質(zhì)粒子的半徑一般在1100nm之間，小于入射光的波長，主要發(fā)生散射，可以看見乳白色的光柱，出現(xiàn)丁達爾現(xiàn)象;三;當(dāng)光束通過分子溶液，由于溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，看不見散射光。光線照射到粒子時，如果粒子大于入射光波長很多倍，則發(fā)生光的反射;如果粒子小

4、于入射光波長，則發(fā)生光的散射，這時觀察到的是光波環(huán)繞微粒而向其四周放射的光，稱為散射光或乳光。膠體粒子介于溶液中溶質(zhì)粒子和濁液粒子之間，其大小在40900nm，一定程度上小于可見光波長(380 nm760 nm)。因此，當(dāng)可見光透過膠體時會產(chǎn)生明顯的散射作用。而對于真溶液，粒子大小一般不超過1 nm，散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱。丁達爾現(xiàn)象的原本初衷是用于鑒定物質(zhì)是否為膠體。膠體能有丁達爾現(xiàn)象，而溶液幾乎沒有。理論科學(xué)并不是一味的冷冰冰，丁達爾現(xiàn)象就是個典型。清晨，在茂密的樹林中，常?？梢钥吹綇闹θ~間透過的一道道光柱，類似于這種自然界現(xiàn)象，即是丁達爾效應(yīng)。這是因為云、霧、煙塵也是膠體，只是這些膠體的分散劑是空氣，分散質(zhì)是微小的塵?；蛞旱?。 逆光時有云層的天空，當(dāng)厚度出于合適狀態(tài)時，也能觀察到云層散射下的“神圣光芒”。 逆光情況下，出于膠體豐富的被攝場景中，攝影師可以輕松通過曝光控制將這種美麗記錄下來。它的原則完全基于視覺，人眼可見時即可使用相機復(fù)制。最后要補充的是，丁達爾