丁達爾效應美麗的負指標

紀中展

你見過“太陽噴射出光芒萬丈的樣子”嗎？

前段時間，湖南省雙峰縣就出現了這樣的景象：陽光透過云層間隙射出一束白色的光柱，刺破蒼穹，萬道光芒掛在天上，美不勝收……人們紛紛拍照，刷屏朋友圈，這些景象也登上了微博熱搜。被這景觀震撼之余，也有很多網友在問，是什么讓陽光這么美？

在西方早期文明中，人們稱這種光為“耶穌光”，也就是耶穌降生時閃現的光芒，在很多著名的宗教繪畫作品里，我們也能看到這個元素。而現在，我們知道這是一種天氣現象，要歸功于英國著名物理學家丁達爾。1869年，丁達爾發(fā)現光的散射現象（或稱為乳光現象），這一現象也因此得名“丁達爾現象”或“丁達爾效應”。

丁達爾效應和光的反射有關：光在傳播過程中，會受到膠體粒子的影響，從而出現“光路”。而太陽光照射時，大氣中的塵埃、霧氣等正好處于太陽的投射面，再經過比較厚重的云層照射下來，形成一道道光芒的視覺效果。

其實在日常生活中，我們自己也可以創(chuàng)造出丁達爾現象。比如，你拿一只手電筒，照射透明膠體，當一束光線透過膠體，你從垂直入射光方向觀察，可以看到膠體里出現了一道“光路”。這是因為膠體粒子的粒徑為1～100nm（納米），而可見光波長范圍為390～760nm。當光射入膠體時，由于膠體粒子的粒徑小于可見光的波長，發(fā)生了光的散射作用，也就產生了丁達爾效應。

丁達爾效應出現的時長短暫，如果你運氣好，一看到就要馬上拍下來，再慢慢欣賞。好在，它也容易“捕捉”，出現的時間和地點相對固定：一般是在清晨、日落時分，以及雨后云層較多的時候；主要出現在樹林地區(qū)。因為它美輪美奐，人們給它賦予了很多浪漫和文學化的形容，比如“有了丁達爾效應，光就有了形狀”……

雖然丁達爾現象很美，但從環(huán)保的角度看，丁達爾效應的出現預示著空氣有污染。

丁達爾效應與空氣中存在的霧氣、塵埃有關，一旦環(huán)境受到污染，大氣中的灰塵達到一定比例，再碰上合適的天氣，就會產生丁達爾效應。相反，如果空氣清新、干凈，人們則很難看到這類光線。

具體來說，丁達爾效應的產生很大程度上有賴于我們生活中最常見的細小顆粒物和污染物，這也是人們熟知會增加PM2.5數值的介質。這是指“空氣動力學當量直徑”小于或等于2.5微米的顆粒物。這種顆粒物能較長時間懸浮在空氣中，在空氣中的含量越高，代表空氣污染越嚴重。而且因為顆粒小，它容易被人吸入肺部，有損健康。最近十幾年，不少環(huán)保人士呼吁春節(jié)和婚嫁禁放煙花，正是希望不要增加空氣污染。

所以，當出現丁達爾現象時，我們必須意識到，此刻空氣已經遭到一定程度的污染。因此，丁達爾效應也被用來檢測空氣中細小顆粒物和污染物的濃度，比如一些汽車品牌舉辦活動時就會通過丁達爾效應來證明汽車的空氣循環(huán)系統(tǒng)的性能。

難怪有人說，丁達爾效應的光芒萬丈，美麗又可怕！