Светорассеяние интенсивность

Светорассеяние, или опалесценция, принадлежит к дифракционным явлениям, обусловленным неоднородностями, размеры которых меньше длины волны падающего света. Такие неоднородности рассеивают свет во всех направлениях. Теория светорассеяния (опалесценции) впервые была развита Рэлеем. В ее основе лежит уравнение для интенсивности света /р, рассеянного единицей объема дисперсной системы со сферическими диэлектрическими частицами, значительно меньшими длины [c.111]

Мицеллы ПАВ по размерам и молекулярно-кинетичес-ким свойствам близки к макромолекулам высокомолекулярных соединений, и для определения мицеллярной массы ПАВ пригодны те же методы, которые применяются для нахождения молекулярной массы полимеров. Эти методы основаны на измерении интенсивности светорассеяния, скорости диффузии, скорости седиментации в поле центробежной силы ультрацентрифуги. (В последнее время предложен метод, основанный на измерении оптической плотности мицеллярных растворов, содержащих солюбилизированный олеофиль-ный краситель. Однако он находит лишь ограниченное применение — пригоден для неионогенных ПАВ с невысокой степенью оксиэтилирования.) [c.157]

С помощью нефелометра сравнивают светорассеяние стандартного и исследуемого гидрозолей мастики равных концентраций. Интенсивности рассеянных световых потоков одинаковы при высоте освещенной части исследуемого золя А =5 мм и высоте стандартного золя /12 ====21 м.м. Средний радиус частиц стандартного золя 120 нм. Рас счи-тайте радиус частиц исследуемого золя. [c.128]

Необходимо отметить, что уравнение Дебая применимо только для сильно разбавленных растворов полимеров, когда с < 0,1 %. При этом оно выполняется только в том случае, если размеры макромолекуляр-ных клубков не превышают 40—50 нм, т. е. меньше 1/10Х. При больших размерах рассеиваюш,их частиц в них возникает внутримолекулярная интерференция и суммарная интенсивность светорассеяния системой уменьшается. В результате при расчете по уравнению (V. 32) получаются заниженные значения молекулярной массы. Для определения истинных значений М в таких системах необходимо учесть зависимость интенсивности рассеянного света от угла 0 [см. уравнение (IV. 1)] и в уравнение Дебая ввести соответствующую поправку. [c.147]

Для определения размера частиц можно воспользоваться не только способностью коллоидных систем рассеивать свет (нефелометрия), но и их способностью ослаблять интенсивность проходящего света в результате светорассеяния (турбидиметрия). В этом случае измерения ведут с помощью обычных колориметров или спектрофотометров, позволяющих определять мутность. Метод турбидиметрии получил сейчас широкое распространение в коллоидной химии этот метод подробно описан в учебниках по аналитической химии. [c.53]

Более общая теория рассеяния света и соответствующие расчетные формулы, справедливые для дисперсных систем всех степеней дисперсности, были предложены Г. Ми. Он учел, что при больших размерах частиц (г > 0,1 ь) наряду с электрическими возникают и магнитные поля, что осложняет картину рассеяния света системой и делает ее очень чувствительной к отношению г К. Максимум рассеяния согласно теории Ми наблюдается для систем с размерами частиц от 1/4 до 1/3 к. Теория Ми охватывает также системы с частицами, проводящими электрический ток, для которых формула Рэлея непригодна. Согласно теории Ми интенсивность светорассеяния проходит для проводящих частиц через максимум, положение которого зависит в основном от длины световой волны. [c.390]

Уравнение Рэлея позволяет определить по экспериментальным данным размеры частиц, т. е. их объем V и радиус г, если известна концентрация частиц V. Может быть решена также обратная задача — при известных г и V определяют концентрацию V. Исследование светорассеяния применяют и для определения мицеллярной массы коллоидных ПАВ (см. 28.2). Интенсивность рассеянного света измеряют методами нефелометрии и турбидиметрин. На использовании явления светорассеяния основан метод ультрамикроскопии. [c.390]

Опалесценция золей (особенно, металлических) интенсивнее, чем растворов высокомолекулярных соединений из-за большей плотности, а следовательно, большего показателя преломления дисперсной фазы первых систем. Влияние соотношения показателей преломления дисперсной фазы и дисперсной среды на светорассеяние и мутность дисперсных систем очень удобно наблюдать на эмульсиях. Как известно, эмульсии обычно сильно мутны. Однако эмульсии глицерина в четыреххлористом углероде, стабилизованные олеатом натрия, прозрачны. Это объясняется тем, что показатели преломления глицерина и четыреххлористого углерода почти одинаковы и, следовательно, множитель в уравнении Рэлея, в который входят коэффициенты преломления, практически равен нулю, т. е. эмульсия глицерина в четыреххлористом углероде практически не рассеивает свет. [c.37]

Анализ уравнения Рэлея показывает также, что максимальное светорассеяние происходит в системах с размером частиц г< (2- 4) 10 м, что соответствует коллоидной дисперсности (рис. 24.1). При размерах частиц более 0,1/. световой волны возрастает роль процессов отражения света. В растворах исчезает опалесценция и появляется мутность (например, в суспензиях, грубых взвесях). С другой стороны, из уравнения Рэлея видно, что с уменьшением размеров частиц интенсивность светорассеяния ослабевает пропорционально величине 1/ . Ту область размеров частиц, для которой интенсивность рассеянного света максимальна, называют рэлеевской областью. Для золей металлов ввиду сильного поглошения ими света уравнение (24.1) неприменимо. [c.390]

По ряду свойств аэрозоли подобны коллоидным растворам для них характерны термодинамическая неустойчивость, броуновское движение, диффузия, седиментация, эффект Тиндаля, избирательное светорассеяние, электрофорез и др. Но газовая дисперсионная среда вносит некоторые особенности светорассеяние в аэрозолях значительно сильнее, чем в коллоидных растворах броуновское движение и диффузия — более интенсивны электрический заряд дисперсных частиц аэрозолей ничтожно мал, а воздух [c.290]

Для многих веществ перевод в дисперсное состояние заметно повышает их растворимость в таких растворителях, в которых они ранее практически не растворялись. Наряду с этим появляются совершенно новые свойства, характерные только для высокодисперсных систем светорассеяние, интенсивная адсорбция, коагуляция и др. [127]. [c.8]

Такой тип среднего получают при использовании метода светорассеяния-измерения интенсивности света, рассеянного разбавленными растворами полимеров [2—4]. [c.22]

Зависимость п от отношения раз.мера частиц к длине волны представлена на рис. 21. Кроме того, возможно определение размеров по характеристической мутности и характеристической интенсивности светорассеяния под углом р. Соответствующие таблицы, номограммы и графики приведены в работе [135]. Эти методы позволяют определять размеры от 300 до 3000 нм. [c.96]

Рассеяние света в какой-то степени свойственно любой среде. Но наиболее интенсивное светорассеяние происходит в условиях, когда луч света проходит через дисперсную систему, частицы которой имеют размеры меньше длины волны падающего света и удалены друг от друга на расстояния, значительно превосходящие длину волны. Сущность процесса светорассеяния состоит в том, что световой луч, встречая на своем пути частицу, как бы огибает ее и несколько изменяет свое направление. Явление светорассеяния присуще многим дисперсным системам, но особенно коллоидно-дисперсным, или ультрамикрогетерогенным, с размером частиц 10 —10 м. [c.388]

Интенсивность / света, прошедп1его через какую-то однородную среду — жидкость или раствор, всегда меньше интенсивности падающего света /(,. Это объясняется явлением поглощения (абсорбции) света средой (см. гл. 15). Каждая среда в зависимости от своих физических и химических свойств избирательно поглощает определенную часть спектра падающего света. Установлено, что высокодисперсные золи также поглощают часть проходящего света и для них, как и для молекулярных растворов, справедлив закон Ламберта — Бера. Однако в дисперсных системах возможны отклонения от этого закона, так как интенсивность проходящего света уменьшается не только в результате его поглощения, но и за счет рассеяния света частицами дисперсной фазы. Вследствие этого для окрашенных коллоидов в уравнение Ламберта — Бера кроме коэффициента светопоглощения вводят коэффициент светорассеяния [c.390]

Так как с уменьшением длин световых волн интенсивность светорассеяния соответственно увеличивается, то размеры шариков можно определять по рассеянию при коротких длинах волн. [c.151]

Размеры макромолекулярных клубков можно определить также по интенсивности рассеяния света частицами под одинаковыми углами 0 для различных длин волн I. (по дисперсии светорассеяния), если воспользоваться следующим уравнением [c.115]

При увеличении частиц больше определенного размера отражение света от частиц возрастает, что ведет к уменьшению интенсивности рассеянного света. Вместе с тем по мере уменьшения размера частиц, как следует из уравнения Рэлея, интенсивность светорассеяния также падает. Поэтому максимальным светорассеянием обладают коллоидные системы. [c.36]

Для частиц данного размера интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна концентрации золя. Это положение можно использовать для определения концентрации дисперсно фазы с помощью измерения светорассеяния золя. Однако следует учесть, что при очень больших концентрациях возникает многократное рассеяние и в уравнение Рэлея необходимо вводить соответствующие поправки. [c.36]

Теория светорассеяния была разработана Д. Рэлеем (1871). Уравнение Рэлея для интенсивности рассеянного света 1р имеет вид [c.389]

При увеличении частиц до размера, значительно превышающего длину световой волны, светорассеяние, как было указано выше, переходит в отражение света и по мере увеличения частиц интенсивность рассеянного света уменьшается. На рис. И, 2 показано выраженное в условных единицах рассеяние света суспензией сульфата бария в зависимости от дисперсности системы (при постоянной весовой концентрации). Светорассеяние характеризуется начальной, восходящей частью кривой. [c.36]

Светорассеяние металлическими сферическими частицами детально изучено Ми и Гансом. Эксперимент показал, что при освещении проводящих электрический ток частиц. интенсивность опалесценции с уменьшением длины волны света не возрастает, а проходит через максимум, характерный для каждого металла. Кроме того, максимум сдвигается в сторону длинных (красных) волн при уменьшении степени дисперсности и в сторону коротких (синих) волн при ее увеличении. Опыт также показал, что для золей мно [c.38]

Нефелометрия основана на способности коллоидных систем рассеивать свет. Определяя интенсивность светорассеяния данной [c.49]

Так как светорассеяние сильно зависит от размера частиц, определение изменения интенсивности опалесценции может быть успешно применено для изучения протекающих в системе процессов агрегации и дезагрегации. С этой целью целесообразно строить графики, на ординате которых откладывают значения светорассеяния золя, а на абсциссе — время наблюдения. [c.52]

Достаточно надежные измерения светорассеяния с помощью методов, основанных на определении интенсивности проходящего света, могут быть произведены лишь для систем со сравнительно большими величинами т( с >10 2 [c.44]

Рассеяние света возможно, если размер коллоидных частиц меньше длины волны проходящего света и показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды различны. Интенсивность светорассеяния резко увеличивается с уменьшением длины световой волны. В рассеянном свете коллоидные растворы имеют синеватый оттенок, а в проходящем — красно-оранжевый. На явлении рассеяния света золями основаны методы определения их дисперсного состава. [c.155]

Из уравнения Рэлея следует ряд выводов. Так, при равенстве показателей преломления среды и частиц в гетерогенной системе может отсутствовать рассеяние света. Светорассеяние пропорционально концентрации частиц, квадрату объема частицы (или шестой степени их радиуса) и обратно пропорционально четвертой степени длины волны падающего света. Отсюда можно заключить, что наиболее интенсивно происходит рассеяние света малых длин волн. В видимой части спектра меньшую длину волны имеют голубые лучи следовательно, они больше подвержены рассеянию, чем желто-красные. Этим объясняются оранжево-красноватая окраска многих бесцветных золей и минералов в прямом проходящем свете (красные лучи слабо рассеиваются) и голубоватая— при наблюдении сбоку. С этими явлениями связаны голубой цвет неба и красные цвета восходов и закатов красный цвет светофора виден издалека и в тумане и т. д. [c.389]

Мнцеллообразованпе непосредственно сказывается на объемных свойствах растворов ПАВ. Так, если ПАВ нонное, то по достпженнн ККМ резко уменьшается эквивалентная электрическая проводимость водного раствора (рис. 9), поскольку подвижность мицелл значительно меньше, чем отдельных (хотя и сольватированных) ионов, да п заряд мицелл экранирован в большой степсни. Характерным н унпверсальным признаком мицеллообразования является резкое увеличение светорассеяния. Интенсивность / рассеянного под углом 90° света при малой концентрации ПАВ в растворе очень мала, но при достижении ККМ резко возрастает и продолжает увеличиваться с концентрацией ПАВ по мере роста числа мицелл (рис. 10). [c.46]

Светорассеяние позволяет оценивать также форму п конформации частиц макромолекул, если их размеры сопоставимы с длиной световой волны. Для этого необходимо измерить значения интенсивности света, рассеянного под разными углами. Основной экспериментальной трудностью измерений является очистки исследуемых объектов от пылг., создающей недопустимый фон рассеянного света. Для этой цели используют стеклянные и полттер-ные фильтры. [c.265]

При опреде,яении молекулярных характеристик методом светорассеяния следует обращать особое внимание на очистку исследуемых растворов. Поскольку интенсивность рассеянного света пропорциональна квадрату объема частиц, наличие примесей, имеющих большие размеры, чем рассеивающие свет частицы, может вызвать значител1.ные погрешности при обработке экспериментальных данных. Обычно очистку растворов проводят фильтрованием через стеклянные пористые или бактериальные фильтры, используют также метод центрифугиров.зния. [c.148]

При увеличении степени диссоциации возрастает электростатическое отталкивание одноименно заряженных групп макромолекул, что приводит к существенному изменению их конформации в растворе, а именно цепи, свернутые в клубок, распрямляются и стремятся принять форму, приближающуюся к линейной. В результате этого увеличивается эффективный размер молекул и существенно изменяются физико-химические свойства растворов, например, возрастает вязкость, изменяется интенсивность светорассеяния. При уменьшении степени диссоциации макромолекулы, наоборот, сворачиваются, приобретая конформации с наибольшим значением энтропии в системе. Если pH раствора поддерживают постоянным, то в результате электростатического взаимодействия ионизированной части полярных групп и теплового двилсения уста [(а вливаются определенные конформации молекул. Состояние равновесия зависит от величины заряда полииона, состава раствора, температуры. [c.151]

В процессе коагуляции высокодисперсного золя гидроксида железа образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно ус1011чивые агрегаты. Поэтому исследование коагуляции частиц Ре(ОН)з удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода (см. работу 17). Применимость этого метода основывается на сильной зависимости интенсивности светорассеяния от размеров частиц. При коагуляции частиц она повышается, соответственно увеличивается оптически я плотность золя. Поскольку при прохождении светового потока через окрашенные золи часть света рассеивается, а часть поглощается, то при изучении коагуляции в таких системах методом турбидиметрии необходимо исключить поглощение света. Для золя Ре(ОН)з этого можно достичь, проводя измерения при красном светофильтре, т. е. при длине волны падающего света = 620—625 нм. [c.164]

Рассеянный свет фиксируется фотоумножающим устройством 8 и регистрируется измерительным прибором 9. Перемещая устройство 8 по окружности, можно наблюдать интенсивность света I под различными углами. Угловое распределение интен -сивности рассеяния света называется индикатриссой светорассеяния. [c.52]

Определение молекулярного песа методом светорассеяния. Световые лучи, проходя че-рез растворы полимеров, вы .ывают свечение с неизменной длиной волны, ио в направлениях, отличающихся от первоначального направления пучка света. Это явление называют с в е т о р а с сеяние м. Интенсивность проходящего света зависит от концентрации и величины макромолекул полимера, рассеивающих свет. На свойстве растворов полимеров рассеивать свет основано определение их молекулярного веса. Этот метод является одним из наиболее точных методов определения молекулярного веса Интенсивиость рассеянного света выражают через величинх мутности т, определяемую как долю первичного пучка, рассеянную во всех направлениях при прохождении светом в растворе пути длиной 1 см. Если при прохождении л см начальная интенсивность света / уменьшится до величины /. то мутность определяется из соотношения [c.82]

Изменение дисперсности (размеров частиц) в результате коагуляции можно обнаружить но изменению оптических свойств системы, в частности по изменению интенсивности светорассеяния (опалесценции). С увеличением размеров частиц увеличивается интенсивность рассеянного света когда размеры частиц становят-120 [c.120]

Выделение систем с определенным размером частиц в особый класс коллоидных систем не является чисто формальным. Высокая дисперсность придает веществам новые качественные признаки повышенную реакционную способность и растворимость, интенсивность окраски, светорассеяние и т. п. Резкое изменение свойств вещества с повышением дисперсности связано с быстрым увеличением суммарной поверхности раздела между частицами и средой. Большая поверхность раздела создает в коллоидных системах большой запас поверхностной энергии Гиббса, который делает коллоидные системы термодинамически неустойчивыми, чрезвычайно реакционноспособными. В этих системах легко протекают самопроизвольные процессы, приводящие к снижению запаса поверхностной энергии адсорбция, коагуляция (слипание дисперсных частиц), образование макроструктур и т. п. Таким образом, самые важные и неотъемлемые черты всякой дисперсной системы — гегетрогенность и [c.365]

Все сказанное относилось к рассеянию света бесцветными коллоидными частицами, не проводящими электрического тока. При специфическом поглощении каких-нибудь лучей зависимость интенсивности светорассеяния от V и v , согласно уравнению Рэлея, нарушается, меняется степень поляризации рассеянного света и т. д. В частице, рроводящей электричество, электромагнитное поле световой волнь индуцирует электродвижущую силу. В результате в проводнике возникает переменный электрический ток, к к и в самом электромагнитном поле. Следствием этого является преобразование электрической энергии в тепловую. В таких условиях к(3 боткие электромагнитные волны (от 100 до 1000 нм) практически пблйостью поглощаются. Это свойство проводников, к которьш относятся металлы, и является причиной их непрозрачности. [c.38]

Однако существует много золей с неметаллическими чайтицами, обладающих специфической окраской, которая зависит от избирательной абсорбции световых лучей их частицами. Сюда, например, следует отнести золь берлинской лазури, окрашенный в интенсивно синий цвет, красный золь сульфида сурьмы и т. д. Однако по мере понижения степени дисперсности, например при коагуляции, интенсивность окраски золя снижается из-за быстрого возрастания светорассеяния. Следует, впрочем, отметить, что заметные изменения в цвете золя при коагуляции наступают лишь при тесном сближении частиц. [c.43]

Взаимодействие света с веществом зависит от соотношения длины волны света и размеров частиц, на которые падает световой поток. Это взаимодействие происходит по законам геометрической оптики (отражение, преломление), если размеры объекта больше длины волны света. Если размеры частиц меньше половины длины волны света, то происходит рассеивание света в результате его дифракции. Область видимого света характеризуется длиной волн от 760 до 400 нм. Поэтому в молекулярных и коллоидных системах видимый свет рассеивается, а в проходящем свете эти растворы прозрачны. Наибо.льшей интенсивности рассеивание света достигает в коллоидных системах, для которых светорассеяние является характерной качественной особенностью. Обнаружение в растворе пути луча источника света при рассматривании раствора перпендикулярно к направлению этого луча позволяет отличить коллоидный раствор от истинного. На этом же принципе основано устройство ультрамикроскопа, в котором наблюдения проводят, в отличие от обычного микроскопа, перпендикулярно направлению проходящего через объект света. Схема поточного ультрамикроскопа Б. В. Дерягина и Г. Я. Власенко приведена на Рис. 10.6. Схема поточного ультрами-рис. 10.6. с помощью этого прибора кроскопа В. В. Дерягина и Г. Я. Вла-определяют концентрацию дисперс- сенко 1 — кювета 2 — источник света ных частиц в аэрозолях и коллоид- 3 — линза 4 — тубус микроскопа, ных растворах. [c.297]

Оптические свойства коллоидных систем. Для коллоидных растворов характерно рассеяние света в результате дифракции оно обусловлено их ультрамикрогетерогенностью, так как размеры коллоидных частиц соизмеримы с длиной волны вадимого света. В истинных растворах и чистых жидкостях светорассеяние слабо выражено. Поэтому наблюдением светорассеяния в виде светящегося конуса часто пользуются для отличия золей от истинных растворов. Интенсивность света /, рассеиваемого под углом 90° едини- цей объема раствора, рассчитывается по уравнению Релея [c.264]

Рассеяние света возможно, если размер коллоидных частиц меньше длины волны проходящего света и показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды различны. Интенсивность светорассеяния резко увеличивается с уменьшением длины световой волны. В рассеянном свете коллоидные растворы имеют синеватый оттенок, а в проходящем — краснооранжевый. [c.423]