REFLEXÃO DE BRAGG EM UMA ESCALA DIFERENTE. Um coloide consiste em partículas de um tipo de...

REFLEXÃO DE BRAGG EM UMA ESCALA DIFERENTE. Um coloide consiste em partículas de um tipo de substância dispersas em outra substância. As suspensões de microesferas eletricamente carregadas (esferas microscópicas, como o poliestireno) em um líquido como a água podem formar um cristal coloide quando as microesferas se arrumam em um padrão repetitivo regular sob a influência da força eletrostática. Os cristais coloidais podem manipular seletivamente diferentes comprimentos de onda da luz visível. Assim como podemos estudar os sólidos cristalinos usando a reflexão de Bragg de raios X, podemos estudar os cristais coloidais por meio do espalhamento de Bragg da luz visível a partir do arranjo regular de microesferas carregadas. Como a luz está trafegando por um líquido quando experimenta as diferenças de percursos que levam à interferência construtiva, é o comprimento de onda no líquido que determina os ângulos nos quais as reflexões de Bragg são vistas. Em um experimento, a luz de um laser com comprimento de onda no vácuo de 650 nm passa por uma amostra na água de esferas de poliestireno carregadas. Um máximo de interferência forte é então observado quando raios incidentes e refletidos formam um ângulo de 39° com os planos dos cristais coloidais.

Por que a luz visível, que possui comprimentos de onda muito maiores que os raios X, é usada para os experimentos de Bragg em cristais coloidais? (a) As microesferas são suspensas em um líquido, e é mais difícil para os raios X penetrarem no líquido que para a luz visível, (b) O espaçamento irregular das microesferas permite que a luz visível com comprimento de onda maior produza mais interferência destrutiva que os raios X. (c) As microesferas são muito maiores que os átomos em um sólido cristalino e, para obter interferência máxima em ângulos razoavelmente grandes, o comprimento de onda precisa ser muito maior que o tamanho dos espalhadores individuais, (d) As microesferas são mais espaçadas que os átomos em um sólido cristalino, e para obter máximos de interferência em ângulos razoavelmente grandes, o comprimento de onda precisa ser comparável ao espaçamento entre os planos de espalhamento.