探秘丁达尔效应与摄影原理

探秘丁达尔效应与摄影原理

 　　《Visible Light》是摄影师Alexander Harding的一辑作品。摄影即以光绘画。而光线本身有时也能作为拍摄的对象。例如不同季节，不同时间的阳光，就各有不同的特点和感觉。窗户和门廊是最常见的捕捉光影的工具和地点。此外还可以通过小孔和反射来有意制造一些特殊的光线效果。来自新摄影

　　除首张以玻璃杯作为素材的拍摄是利用了光线的折射变形，其余都是利用了光学上的丁达尔效应。关于丁达尔效应，有必要在本文中做一些详细的说明。

　　1869年，英国物理学家约翰•丁达尔发现，若令一束汇聚的光通过溶胶体，则从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体。

　　约翰•丁达尔

　　所谓胶体又称胶状分散体，是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm100nm之间的分散系;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的tulaoShi.com一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。胶体粒子的直径一般在1nm100nm之间，它决定了胶体粒子具有巨大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化。

　　胶体按照分散剂状态不同分为气溶胶(如烟扩散在空气中)、液溶胶(如Fe(OH)3胶体)、固溶胶(如有色玻璃、烟水晶)更详尽的实例如，烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶。在微观层面，淀粉胶体蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。

　　气溶胶

　　在光的传播过程中，射入分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射，可能发生以下三种情况：一、当光束通过粗分散体系，由于分散质的粒子大于入射光的波长，主要发生反射或折射现象，使体系呈现混浊;二、当光线通过胶体溶液，由于分散质粒子的半径一般在1～100nm之间，小于入射光的波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱，出现丁达尔现象;三;当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。

　　光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射;如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光或乳光。胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其大小在40~900nm，一定程度上小于可见光波长(380 nm～760 nm)。因此，当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。而对于真溶液，粒子大小一般不超过1 nm，散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱。丁达尔现象的原本初衷是用于鉴定物质是否为胶体。胶体能有丁达尔现象，而溶液几乎没有。

　　理论科学并不是一味的冷冰冰，丁达尔现象就是个典型。清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，类似于这种自然界现象，即是丁达尔效应。这是因为云、雾、烟尘也是胶体，只是这些胶体的分散剂是空气，分散质是微小的尘埃或液滴。

　　逆光时有云层的天空，当厚度出于合适状态时，也能观察到云层散射下的神圣光芒。

　　逆光情况下，出于胶体丰富的被摄场景中，摄影师可以轻松通过曝光控制将这种美丽记录下来。它的原则完全基于视觉，人眼可见时即可使用相机复制。最后要补充的是，丁达尔现象的一些普通规律。散射光的强度，还随着微粒浓度增大而增加，但过浓的胶体环境会令人惊悚(如上图)，这就与科学无关了。

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