给光找条“通路”

曹伟

当你漫步在林间小道，抬头仰望天空，你会不会感觉到阳光如丝一般，透过树叶的孔隙倾泻而下？这时，你可以看到阳光，可以看到它一束束打在身上，宛如仙境。这种现象经常在我们的生活中出现，而其产生原理便是我们熟知的丁达尔现象。

北京景山学校高中二年级刘雨鑫介绍，早在初三的化学课堂，她就接触到身边最为常见的丁达尔现象，即当一束光线透过胶体时，可以观察到胶体里出现一条光亮的“通路”，这种现象便叫丁达尔效应（Tyndall effect），也叫丁达尔现象。此现象常常用于区别胶体与溶液，这是中考范围内唯一的考点，至于更深入的原理则让学生们在高中、甚至是大学时再探究。直到高一时，刘雨鑫再次听到丁达尔效应，于是她找到物理组学习光学知识，并且在看过大量文献后，将自己对丁达尔现象实验的疑问和导师交流，并得到了支持和帮助，于是开始了“金溶胶的丁达尔现象实验——对中学化学实验的改进”的研究。

实验中，刘雨鑫自己制备了纳米金、纳米银溶胶，且利用光学显微镜、透射电镜观察制得纳米金颗粒大小，确保制得的酒红色的金溶胶能够为此后的丁达尔现象实验提供良好的胶体环境。在丁达尔现象实验中，她将课堂教学中单一的红色激光笔改为了多彩的色光（添加四种滤光镜），很惊奇地发现每次实验的现象都不尽相同，并且在入射色光颜色与溶胶颜色互为互补色时——绿色光的照射下，丁达尔现象完全消失。实验结果与课本学习的知识并不完全相同。

为了解决这一难题，刘雨鑫阅读了北京大学、北京化工大学等高校的教材，着手研究此现象与互补色的联系，并运用紫外光谱分析仪得到了纳米金溶胶的紫外吸收图，与人眼可见光波长及颜色的对比图相比较，弄清了丁达尔现象突然消失的根本原因：互补色在一定程度上相互吸收。由此，刘雨鑫把中学课堂中一个看似很简单的化学实验探明了现象实质，了解了它的制约条件，并为丁达尔效应的理解开创了一个新角度。刘雨鑫的创新之处有：

1.改用酒红色纳米金溶胶之后，实验现象更有魅力，更鲜艳，吸引人。

2.不仅仅可以研究丁达尔现象，还可以启发学生思考色彩的原理、色彩的光学知识。可将实验方法运用到中学教学演示、科学普及展示中。

2012年10月，刘雨鑫制备的纳米金溶胶、银溶胶“丁达尔现象”也正式成为中国科技馆科普展示项目，替代原有的氢氧化铁溶胶的演示。刘雨鑫说：“这不仅仅是对试验结果的肯定，也让我在推广教学这一方面迈出了第一步。”