Рассеяние света ультромикрогетерогенными частицами

и методы исследования, основанные на рассеивании света.

Аргон Релей-Джон англ. физик Ноб. прем открыл рассеяние света коллоидными системами (наблюдал еще Фарадей, исследующий золи золота). Подробно это явление было описано Тиндалей в 1868 г. особенно это заметно при фокусировании света внутри коллоидной системы, когда образуется светящийся конус (конус Тиндаля). Нечто похожее можно наблюдать в кинотеатре, когда видны пылинки в луче света от кинопректора.

В совершенно однородной системе свет не должен рассеиваться.

При λ большого размера неоднородностей волновые колебания распространяются по направлениям каждая точка неоднородностей – центр колебания. Так возникает рассеивание света во все стороны.

При λ малого размера неоднородностей наблюдается отражение света.

Теория светорассеивания для сферических, непоглащающих свет частиц была развита теория Релея. В соответствии с электромагнитной теорией им была установлена зависимость по которой I_p ~ 1/λ⁴, (для случая ), при d > 0.1λ, I_p ~ 1/λ³,1/λ², 1/λ, не зависит.

Согласно теории развитой Релеем, предположим, что частицы находятся в системе настолько далеко друг от друга, что вторичным рассеиванием можно пренебречь, а отсюда I_p ~ ν (числу частиц в ед. объема)

Формула Релея в конечном итоге имеет вид:

, где

где ν – число частиц в ед. объема;

- объем дисперсных частиц;

I_o – интенсивность падающего света;

R – расстояние до частицы;

n_o – показатель среды;

n – частицы;

Ө- угол падения света.

Принимая одинаковые условия рассеивания света: Ө, λ, n, n_o, R – const можно написать

или , т.е. возможно определение «с» дисперсной системы, «» частиц, «d» частиц.

Метод исследования дисперсных систем основан на измерении интенсивности светорассеяния называется нефелометрия. Приборы – нефелометры, мутнометры. Т.е. при - const

С – const

Имея стандартные золи, с известным значением можно определить . Это не все

М – молекулярная масса полимера крупной органической молекулы.

Широко применяется также оптический метод исследования, основанный на изменении прошедшего через дисперсную систему света. Благо для его реализации можно использовать обычные фотоколориметры. Метод называется турбидиметрия.

Если принять рассеянный свет как фиктивно поглощенный, то это позволяет получить соотношение, аналогичное закону Бугера-Ламберта-Бера для поглощения света молекулярными растворами

,

l – толщина слоя.

τ – коэффициент пропорциональности называется мутностью, характерная способность рассеивать свет.

,

Из уравнения Рэлея

Отсюда для различных золей

, при с=const или , при - const.

Метод позволяет определить .

Дата добавления: 2015-07-24