Учение об оптических свойствах коллоидных и микрогетерогенных систем является одним из основных разделов коллоидной химии. Оптические свойства золя определяются свойствами коллоидных частиц, поэтому, изучая оптические свойства системы, можно установить размер, форму и строение частиц, не видимых в обычный микроскоп. С помощью ультрамикроскопических наблюдений коллоидных систем удалось проверить основные моле — кулярно-кинетические представления, долгое время носившие гипотетический характер; изучение оптических свойств способствовало количественному толкованию таких процессов, как диффузия, броуновское движение, седиментация, коагуляция. Наконец, ввиду того, что космическая пыль, туманы, облака и тончайшие взвеси твердых частиц в морской и речной водах являются коллоидными и микрогетерогенными системами, сведения об оптических свойствах этих систем имеют и весьма важное практическое приложение в астрофизике, метеорологии, оптике моря. Вождение самолетов и кораблей в тумане, фотографирование с помощью инфракрасных лучей также имеют непосредственное отношение к оптике коллоидных систем. Эта область науки сделала значительные успехи в последние годы в связи с развитием авиации, астронавтики и т. д.
К сожалению, в нашем курсе мы не имеем возможности подробно остановиться на всех оптических свойствах коллоидных систем из-за чрезвычайной сложности вопроса и сложности необходимою математического аппарата. Поэтому в данном курсе изложены лишь главнейшие явления и закономерности, наблюдающиеся при падении светового луча на коллоидную систему, и основное внимание уделено приложению этих закономерностей к решению практических задач коллоидной химии.
При падении луча света на дисперсную систему могут наблюдаться следующие явления:
1) прохождение света через систему;
2) преломление света частицами дисперсной фазы;
3) отражение света частицами дисперсной фазы;
4) рассеяние света (это явление проявляется в виде опалес — Ценции);
5) абсорбция (поглощение) света дисперсной фазой с превращением световой энергии в тепловую.
Прохождение света характерно для прозрачных систем молекулярной или ионной степени дисперсности’ (газы, большинство индивидуальных жидкостей и истинных растворов, аморфные и кристаллические тела). Преломление и отражение света всегда наблюдаются у микрогетерогенных систем и находят свое выражение в мутности относительно грубых суспензий и эмульсий и дымов, наблюдаемой как в проходящем (прямом), так и отраженном (боковом) свете. Для коллоидных систем наиболее характерны рассеяние (дифракция) и абсорбция света. Далее рассмотрены только эти два явления, так как первые три подробно изложены в курсе физики.