北京の曇り空に「チンダル現象」が現れる。光にはなぜ形があるのでしょうか?

4月20日朝、北京では寒気の影響で強風と寒冷化が見られ、一部地域では砂が舞った。空は、前の数日間のようには澄んで明るくなく、厚い雲の間から太陽光が差し込み、「ティンダル現象」が起こりました。

チンダル効果とは何ですか?この天気の理由は何ですか?

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光線がコロイドを通過すると、入射光の垂直方向からコロイド内に明るい「経路」が観察されます。この現象はティンダル現象、あるいはティンダル効果とも呼ばれます。ティンダル現象は、1869 年にイギリスの科学者ジョン・ティンダルによって初めて発見されました。この現象は、光が雲、霧、煙、ほこりを通過するときにも発生します。

チンダル現象は日常生活のあらゆるところで見られます。たとえば、「太陽の光が地球を照らす」とよく言われますが、ここでの「太陽の光」はティンダル現象を指します。人々が森の小道を歩きながら空を見上げると、葉の隙間から太陽の光が降り注ぎ、光線となって人々を照らします。これもチンダル現象です。

この現象は、雲、霧、煙がすべてコロイドであり、これらのコロイドの分散剤がエアロゾルである空気であるために発生します。液体ゾル（タンパク質溶液、デンプン溶液など、液体を分散剤とする分散系）もあります。固体ゾル - 色付きガラスなど、分散剤として固体を含む分散系。

もちろん、これらの現象は実験室での簡単な実験を通じても観察できます。直径の大きい清潔な試験管を用意し、試験管の容積の約 1/3 の水を加え、試験管クランプで試験管を締め、レーザーペンを使用して試験管の口と平行に照射します。試験管の上部の空間と水中では明らかな現象は観察されません。試験管を加熱して水を沸騰させると、発生した水蒸気が逃げていきます。試験管を再度照らすと、試験管上部の空間に明るい「通路」が観察され、水中には明らかな現象は見られません。アルコールランプを取り外すと、水蒸気がゆっくりと凝縮し、明るい「道」が徐々に暗くなり、ついには消えてしまいます。