Tyndall-Effekt

Von Sonnenstrahlen durchbrochene Nebelbank

Laserstrahl in Dampfpartikeln

Der Effekt entsteht nur auf der Sonnenseite, damit scheint es einen Schatten links des Watzmanns zu geben.

Der Tyndall-Effekt beschreibt die Streuung von Licht an submikroskopischen Schwebeteilchen, mit Abmessungen ähnlich der Lichtwellenlänge, die in einer Flüssigkeit oder einem Gas suspendiert sind. Der Effekt ist nach seinem Entdecker John Tyndall benannt, der die Streuung von Licht in kolloiden Lösungen untersucht hat.

Prinzip

Durch die Mie-Streuung des Lichts werden Strahlenbündel seitlich herausgestreut. Dadurch wird der gesamte Lichtstrahl auch von der Seite her sichtbar. So nimmt man beispielsweise bei Sonnenschein im Dunst oder Nebel sogenannte Strahlenbüschel wahr oder sieht nachts die Lichtkegel (Tyndall-Kegel) von Scheinwerfern in Nebel oder Wolken.

Da der Effekt mit abnehmender Wellenlänge an Intensität zunimmt, ist das Streulicht häufig bläulicher gefärbt als das hindurchtretende Primärlicht. Der Effekt ist allerdings selbst nicht für die blaue Farbe des Himmels verantwortlich. Lord Rayleigh postulierte 1899 als erster, dass keine kolloiden Teilchen für das Blau des Himmels benötigt werden, dass vielmehr auch reine Luft die entsprechende Streuung, die nach ihm genannte Rayleigh-Streuung, verursacht. Erst 1918 gelang es seinem Sohn Robert John Strutt (1875-1947), das Himmelsblau in einem Versuch nachzuweisen.

Anwendungen

Optische Rauchmelder nutzen den Tyndall-Effekt, indem bei Anwesenheit von Rauch-Partikeln Licht aus einem Lichtbündel heraus auf einen lichtempfindlichen Sensor gestreut wird. Bei reiner Luft ist der Lichtstrahl unsichtbar und der Sensor kann kein Streulicht detektieren. Ein Alarm wird ausgelöst, sobald das Sensorsignal einen definierten Schwellenwert überschreitet.

In der Augenheilkunde wird dieser Streu-Effekt zur Differenzialdiagnostik genutzt: Wenn man im Augeninneren Streuung des zur Untersuchung eingesetzten Spaltlampenlichtes beobachtet, stellt dies einen positiven Tyndall-Effekt dar. Er weist auf Schwebeteilchen im Augenkammerwasser hin, beispielsweise können sich dort Proteine ansammeln in Folge eines entzündlichen Prozesses der angrenzenden Gewebestrukturen.

Siehe auch

• Opaleszenz
• Louche-Effekt
• Pándy-Reaktion (Liquordiagnostik)
• Nephelometrie (Turbidimetrie)