捕捉阳光的味道 丁达尔效应与摄影原理解析

　　《Visible Light》是摄影师Alexander Harding的一辑作品。摄影即“以光绘画”。而光线本身有时也能作为拍摄的对象。例如不同季节，不同时间的阳光，就各有不同的特点和感觉。窗户和门廊是最常见的捕捉光影的工具和地点。此外还可以通过小孔和反射来有意“制造”一些特殊的光线效果。──来自新摄影

　　除首张以玻璃杯作为素材的拍摄是利用了光线的折射变形，其余都是利用了光学上的“丁达尔效应”。关于丁达尔效应，有必要在本文中做一些详细的说明。

约翰·丁达尔

　　1869年，英国物理学家约翰·丁达尔发现，若令一束汇聚的光通过溶胶体，则从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体。
　　所谓胶体又称胶状分散体，是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。胶体粒子的直径一般在1nm～100nm之间，它决定了胶体粒子具有巨大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化。
　　胶体按照分散剂状态不同分为气溶胶（如烟扩散在空气中）、液溶胶（如Fe(OH)3胶体）、固溶胶（如有色玻璃、烟水晶）更详尽的实例如，烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶。在微观层面，淀粉胶体蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。

气溶胶

　　
　　在光的传播过程中，射入分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射，可能发生以下三种情况：一、当光束通过粗分散体系，由于分散质的粒子大于入射光的波长，主要发生反射或折射现象，使体系呈现混浊；二、当光线通过胶体溶液，由于分散质粒子的半径一般在1～100nm之间，小于入射光的波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱，出现丁达尔现象；三；当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。

　　光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光或乳光。胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其大小在40~900nm，一定程度上小于可见光波长（380nm～760nm）。因此，当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。而对于真溶液，粒子大小一般不超过1nm，散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱。丁达尔现象的原本初衷是用于鉴定物质是否为胶体。胶体能有丁达尔现象，而溶液几乎没有。

　　理论科学并不是一味的冷冰冰，丁达尔现象就是个典型。清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，类似于这种自然界现象，即是丁达尔效应。这是因为云、雾、烟尘也是胶体，只是这些胶体的分散剂是空气，分散质是微小的尘埃或液滴。

　　逆光时有云层的天空，当厚度出于合适状态时，也能观察到云层散射下的“神圣光芒”。

　　逆光情况下，出于胶体丰富的被摄场景中，摄影师可以轻松通过曝光控制将这种美丽记录下来。它的原则完全基于视觉，人眼可见时即可使用相机复制。最后要补充的是，丁达尔现象的一些普通规律。散射光的强度，还随着微粒浓度增大而增加，但过浓的胶体环境会令人惊悚（如上图），这就与科学无关了。