World of Physics De ce este laptele alb
Lisa Leander 24.08.2015
Cum apare culoarea tipică a laptelui? O privire mai atentă asupra componentelor oferă răspunsuri.
Laptele este aproape nouăzeci la sută apă. Conținutul de grăsime din laptele de vacă este între trei și șase procente, în funcție de rasa de vacă și de hrănire. Dacă le cumpărați în supermarket, conținutul natural de grăsime este de obicei redus. Alte ingrediente sunt zahărul din lapte și proteinele, inclusiv cazeina, care pot fi transformate în brânză. Laptele conține, de asemenea, un număr mare de alte substanțe în proporții foarte mici, de exemplu magneziu, calciu și enzime.
Numeroasele substanțe din lapte îl fac un așa-numit sistem polidispers. O dispersie constă dintr-un mediu - în cazul laptelui este apă - și alte substanțe care sunt distribuite în mediu. Majoritatea laptelui nu este denumit dispersie, ci mai degrabă o emulsie, adică un amestec de două lichide. Deoarece grăsimea plutește sub formă de picături mici în apa din jur. Această emulsie este foarte instabilă imediat după muls. Grăsimea se instalează rapid, crește și formează un strat de cremă la suprafață.
Înainte de a fi pus în vânzare, laptele este, prin urmare, omogenizat: lichidul este pulverizat prin duze fine pe o placă metalică, care rupe picăturile de grăsime - toate cam la aceeași dimensiune. Cu un diametru de doar câteva sute de nanometri, picăturile sunt mai bine distribuite în lapte. Printre altele, emulgatorii, care sunt ingrediente naturale din lapte, îi împiedică să curgă împreună. Acestea constau din molecule care au o parte solubilă în grăsime și apă. Închid picăturile și separă grăsimea de apa din jur.
Omogenizarea laptelui
Dacă lumina cade pe un lichid, o parte din acesta se reflectă la suprafață, restul pătrunde prin. Din cauza numeroaselor picături de grăsime și a altor substanțe care înoată în lapte, lumina este puternic împrăștiată. Prin urmare, laptele este tulbure. Acest tip de împrăștiere, care apare și în alte emulsii și dispersii, este ceea ce oamenii de știință numesc efectul Tyndall. Pe de altă parte, dacă adăugați alte substanțe - cum ar fi sarea - în apă, lichidul rămâne limpede. Deoarece ionii de sare sunt mult mai mici decât constituenții laptelui și sunt distribuiți mai uniform în apă. Aceasta creează o soluție în care lumina este greu împrăștiată.
Laptele ni se pare alb pentru că picăturile de grăsime din el reflectă toate lungimile de undă ale luminii vizibile de nenumărate ori. Și pentru că lumina soarelui sau lumina unei lămpi cu incandescență acoperă întregul spectru de culori vizibile - de la roșu la galben, verde și albastru la violet - aceste culori se amestecă și creează o impresie de culoare albă. Frunzele unui copac, pe de altă parte, reflectă în principal componentele verzi, în timp ce alte culori sunt absorbite de suprafața lor.
Un efect interesant este creat atunci când puneți câteva picături de lapte într-un pahar înalt de apă, îl țineți sus și îndreptați-l cu o lanternă de sus. Dacă te uiți în partea laterală a fasciculului de lanternă de pe sticlă, poți vedea o strălucire albăstruie, dacă te uiți mai jos, amestecul apare roșiatic. Motivul: lumina care cade complet prin sticlă și iese din nou la sfârșit a luat o cale mai mare decât lumina care strălucește din lateral.
Părțile albastre, cu unde scurte, sunt împrăștiate mai puternic pe drum lung decât părțile roșii cu unde lungi. Din acest motiv, culoarea albastră este vizibilă în centrul sticlei, în timp ce lumina roșie poate pătrunde în cea mai mare parte a întregului lichid. Moleculele de aer împrăștie lumina în mod similar, motiv pentru care cerul apare roșu atunci când razele soarelui cad oblic prin atmosferă dimineața sau seara. Cu toate acestea, există atât de multe substanțe care plutesc în laptele nediluat încât efectul este anulat de refracția frecventă a luminii.