L’effetto Tyndall si verifica quando le particelle all’interno di un colloide o di una sospensione diffondono la luce che attraversa. L’intensità della dispersione è un risultato diretto della dimensione delle particelle colloidali; poiché hanno all’incirca le dimensioni di una singola lunghezza d’onda della luce, l’effetto Tyndall è molto più intenso di un effetto simile noto come diffusione di Rayleigh. L’applicazione pratica più comune dell’effetto è la rilevazione di colloidi e particelle ultramicroscopiche. L’effetto Tyndall può essere utilizzato anche per rilevare la luce che altrimenti sarebbe invisibile ad occhio nudo.
Una comune dimostrazione dell’effetto Tyndall prevede la creazione di un colloide trasparente, come quelli a base d’acqua, all’interno di un vetro trasparente. Quando un raggio di luce passa attraverso il vetro, il raggio stesso è chiaramente e visibilmente delineato all’interno del colloide. Questo è il risultato di lunghezze d’onda più lunghe che passano attraverso la sostanza mentre le lunghezze d’onda più corte della luce vengono disperse, riflettendo la luce più corta all’osservatore. In alcuni casi, la dispersione può alterare il colore percepito di un colloide. La farina mescolata con l’acqua, per esempio, apparirà blu se preparata come colloide; lo stesso effetto si ottiene nelle iridi degli individui con gli occhi azzurri.
L’effetto Tyndall può essere utilizzato in modo affidabile per rilevare i colloidi e, per estensione, piccole particelle all’interno dei colloidi. I microscopi convenzionali hanno difficoltà a catturare immagini di particelle di dimensioni inferiori a 0.1 micron, il che rende difficile determinare se una particolare sostanza è o meno un colloide o una vera soluzione. Se un raggio di luce si disperde quando passa attraverso una sostanza chiara, gli osservatori possono confermare la presenza di particelle e determinare che la sostanza è un colloide. Questo principio ha portato allo sviluppo degli ultramicroscopi, che consentono agli scienziati di osservare particelle invisibili anche con l’ausilio di un microscopio tradizionale. Lo stesso test può essere utilizzato per avere un’idea della dimensione delle particelle all’interno del colloide e della sua densità.
L’effetto può essere utilizzato anche per rilevare la luce invisibile. Poiché l’effetto Tyndall disperde la luce di una lunghezza d’onda più corta, è possibile rendere visibile la luce infrarossa facendola passare attraverso un colloide. Ciò può essere ottenuto soffiando fumo o un altro colloide gassoso su un’area sospetta. Le particelle disperderanno le lunghezze d’onda rosse visibili più corte, consentendo agli osservatori di vedere un raggio di luce rossa. Il raggio sarà più visibile se visto da un angolo perpendicolare al percorso della luce.