Вторник, 23 Декабря 2014 г.

Хороший обзор теории светорассеяния применительно к размеру частиц сделан Керкером .

Хороший обзор теории светорассеяния ... / Методы измерения частиц /



Оптические методы светорассеяние

Оптические методы светорассеяниеХороший обзор теории светорассеяния применительно к размеру частиц сделан Керкером .

т Причиной рассеяния света является его повторное излучение благодаря колебанию диполей в поляризуемых частицах, полученных при воздействии осциллирующего электрического поля луча света. Поляризуемость на единицу объема в любой момент времени в каждой точке может быть выражена как сумма постоянного (возрастающего с рефракцией) и переменного слагаемого, которое дает рассеяние.

Если мы ограничимся сферическими, неадсорбирующими и невзаимодействующими частицами, то светорассеяние в основном определяется двумя факторами: отнощением размера частиц к длине волны падающего света в среде (cf/A,) и относительным показателем преломления, т = п\/п2, где п\ и пч показатели преломления частиц и дисперсионной среды соответственно. На практике разбавленная дисперсия облучается узким интенсивным лучом монохроматического света, и измеряется интенсивность рассеянного света под некоторым углом 6 от падающего луча.

Существует три наиболее общих подхода к измерению размера частиц:

1) по мутности (пропусканию), где 6=180 и измеряется интенсивность света;

2) интенсивность света измеряется под некоторым фиксиро ванным углом (обычно 90);

3) интенсивность рассеянного света измеряется как функция угла.

Измерения обычно выполняют при бесконечном разбавлении, так что можно применять теории Рэлея (когда d/A,Cl), Рэлея Дебая , которые справедливы для одного рассеиваю щега центра. Для рассеивателя Рэлея интенсивность рассеянного света не зависит от угла:

где X расстояние между образцом и детектором.

Интенсивность рассеяния зависит от угла для рассеивателя Рэлея Дебая, а для рассеивателя Лоренца Мая получается еще более сложная зависимость от уга Концентрированные растворы дают многократное рассеяние, и теория в этом случае неопределенна, за исключением полуэмпирических соображений. Преимущества и недостатки методик пропускания, диссиметрии, максимума минимума, отнощения поляризации и др. приведены в упоминавщемся обзоре .

Недавнее расщирение турбидиметрического подхода дало возможность также определять распределение частиц по размерам недавно описал метод, использующий тонкопленочную технологию, что является модификацией.

Дифракция Фраунхофера. По мере увеличения размера час тицы и приближения его к длине волны источника света X, количество света, рассеянного в направлении падающего луча, увеличивается и становится намного больше, чем количество света, рассеянного в других направлениях. Когда размер частицы d много больше X, теория дифракции Фраунхофера (FD) описывает свойства частицы в отношении рассеяния света в направлении падающего луча, что можно рассматривать как предельный случай теории Лоренца Мая. Теория FD показывает, что интенсивность рассеяния (дифракционная картина) пропорциональна, а величина угла рассеяния обратно пропорциональна размеру частицы . При этом используется Фурье преобразованная линза (линза, расположенная между части цами и детектором таким образом, что детектор находится в фокальной плоскости линзы).

Типичный прибор FD показан на рис. 6.16. Поскольку геометрия и расположение линзы в приборе удовлетворяют требованиям теории FD , дифракционная картина движущейся частицы будет стационарной.

Детектор, состоящий из ряда световых сенсоров, анализи рует распределение световой энергии (источник луч мало мощного лазера) на определенной площади, и микропроцессор вычисляет распределение частиц по размерам

Приборы этого типа, например PDPS11 С, который можно использовать для анализа различных проб, предназначены для точного измерения распределения частиц по размерам, начиная с нескольких микрон Они могут быть полезны в определении

Рис. 6.16. Схематипичного прибора для измерения размеров частиц аэрозолей по методу дифракции Фраунхофера:

/ лазер; 2 частицы аэрозоля; 3 многоэлемеитныи детектор; 4 усилительный блок; 5 микропроцёссорТТ—блоГ записи й регистрация;? линзы для Фурье пре образовани я; 5— распылительное сопло; 9 линзы для уширеиия луча

размера частиц красочных аэрозолей, получающихся при нанесении лакокрасочных материалов методами распыления, в определении распределения частиц в жидкостях (приборы Malvern 3600Е ED, Microtrac, HIAC).

Корреляция анализов размеров частиц, выполненных с по мощью приборов HIAC, Coulter Counter, Sedigraph, Quantimet 720 и Microtrac приведена в работе .

Фотон корреляционная спектроскопия. Другой подход к использованию светорассеяния для определения размера частиц фотон корреляционная спектроскопия (PCS) или квазиупругое светорассеяние .

С появлением в начале 60 х годов лазеров, которые давали интенсивное когерентное монохроматическое излучение, появилась возможность использовать для измерения размера частиц время корреляционные функции. Последние способ описания флуктуации некоторого свойства (в данном случае числа испущенных фотонов) методами статистической механики. Такой анализ требует когерентного монохроматического излучения и исследует флуктуации последнего, связанные со случайным перемещением светорассеивающих центров в малом объеме, что дает информацию о коэффициенте диффузии таких центров.

При изучении интенсивности светорассеяния на временной основе найдено, что она будет колебаться около среднего значения, если светорассеивающие частицы участвуют в случайном (Броуновском) движении. Рассеянное электрическое поле функция положения частицы и, следовательно, постоянно изменяется. Интенсивность (пропорциональная площади электрического поля) также колеблется во времени. При измерении указанных флуктуации возможно определить, используя автокорреляционную теорию для определения коэффициента диффузии для частиц, как эти флуктуации затухают за более продолжительные промежутки време)(Л1. Это, в свою очередь, может быть соотнесено через уравнение. Стокса Эйнщтейна с диаметром частицы, если сделать определенные предположения относительно формы частиц, и известна вязкость среды.


Смотрите также:

Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Основные пигменты

Основные пигменты


Основные пигменты представляют собой твердые микрочастицы, распределенные в связующем или пленкообразователе. Мы буд ...
Удешевляющие добавки, наполнители и вспомогательные пигменты

Удешевляющие добавки, наполнители и вспомогательные пигменты


Все эти три термина применяют к широкому кругуматериалов, которые вводят в состав красок для самых разнообразных целей. Они относител ...



Ремонт Xbox 360 ошибка e74.

Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх