除尘时孩子对「房内阳光照射的地方能看到灰尘，别的地方却不能」现象产生疑惑

源济

除尘时孩子对「房内阳光照射的地方能看到灰尘，别的地方却不能」现象产生疑惑，我该怎么和他讨论这问题？

作者 / Jennie真真

这个提问太有意思了，我专门去请教了一下我家队友→伪（划掉）物理学家。物理学家微微一笑，给了我一个关键词：Tyndall effect 丁达尔效应 。

哈，有了关键词就好办了，我来现学现卖啦。（业余物理科普选手，说得不对的地方麻烦大家指正，我会查证后立刻修改，笔芯！）

什么是 Tyndall effect 丁达尔效应？

丁达尔效应是一种物理现象，其原理就是光被悬浮的胶体粒子（比如乳剂、混悬剂）散射。典型现象就是当一束光透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的「通路」 。

1869 年，爱尔兰物理学家约翰·丁达尔（John Tyndall 1820～1893 年）第一个对这种现象展开研究。

Tyndall effect 中文除了被译为丁达尔效应外，也有译为廷德尔效应、丁达尔现象、丁达尔效应、丁泽尔现象、丁泽尔效应、廷得耳效应等。

为什么会产生丁达尔效应？

咱们日常的可见光波长是 400nm~700nm，

当微粒直径 > 可见光波长时，主要发生光的反射和折射；

当微粒直径＜ 可见光波长时，主要发生光的散射。

当微粒正好是 1-100nm 之间的时候，光就有了形状。

德国宫廷主教座堂内被散射而显现的光路，是丁达尔效应的典型例子。图片来源：维基百科

要注意，这里我们看到的「光的形状」并不是灰尘的哦。是在丁达尔效应下的光的形状里，我们更容易看到灰尘。那具体为什么呢？我们接着说。

在这样的强光的形状里，这个形状跟周围亮度的对比就会非常强烈。

此时，若是人在暗处的话，灰尘反射的光就很容易被我们用肉眼看到！

那为什么别的地方看不到灰尘呢？

1. 因为没有明显丁达尔现象，光路让人注意不到

光有形状（丁达尔效应）的一个要求是：光必须从一个地方出发，有明确的路径。

在阳光直接照射的地方，光本身的来路是唯一的：比如「从太阳射到屋里」。

2. 人不在暗处，比如人本身就在光路中，那人的视觉细胞也捕捉不到灰尘反射的光

比如，我们跟灰尘在同一亮度里，那灰尘反射的光相比之下就太弱了。

比如室内光源，强度跟自然光根本不在一个量级，那灰尘的反射光室内光下一般看不到。

再者因为我们屋里的灯是朝着四面八方发射着光线，我们周围的墙壁、物体也在向四面八方反射或折射的光线。跟周围亮度对比不明显了，灰尘实在是太小太暗了，所以我们就看不到尘埃了。

总之，要想看到灰尘的反射光，最好就是人在暗中，然后去观察在丁达尔效应形成的光路中的灰尘。事半功倍。

最后，小朋友可以在家里试试看怎么才能看到光的形状哦~~

图片来源大猫影界

好啦，我们最后要总结一下，比较容易看到灰尘的两个条件是： 

1. 出现了明显的光的形状 光线的来路明确且唯一； 微粒直径不大也不小，比如恰好在 1~100nm 之间，出现明显的丁达尔现象。

2. 人在暗处，灰尘在明处。并且，灰尘在强光（如太阳光）中。

比如在窗边，窗口光线很亮，角落很暗，咱们在暗处瞳孔会放大，这时候灰尘就会显得更亮也更容易被看到。

同时满足这两个条件，我们就更容易看到空中扬起的那些微小尘埃啦~