Размер частиц и рассеяние света

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]

Ранее отмечалось, что суспензии и лиозоли различаются раз мерами частиц. Однако несмотря на то что при одной и той же природе фаз поверхностные свойства отдельных частиц практичен ски одинаковы, различие в размерах частиц дисперсных систем существенно сказывается на многих объемных свойствах этих систем. Как уже указывалось при рассмотрении оптических свойств дисперсных систем, рассеяние света (опалесценция), характерное для золей, с увеличением размера частиц постепенно переходит в отражение света. При одинаковых массовых концентрациях мутность суспензий значительно больше, чем золей. [c.343]

Одним из наиболее точных экспериментальных методов определения размеров коллоидных частиц является фотонная корреляционная спектроскопия [62 - 66]. Сущность метода заключается в определении коэффициента диффузии коллоидных частиц путем измерения спектрального состава рассеянного света. Результаты прямых измерений размеров асфальтеновых ассоциатов в модельных растворах углеводородов описаны в работе [64]. В качестве объектов исследования были выбраны первичные асфальтены, выделенные из гудрона смеси западно-сибирских нефтей и индивидуальные углеводороды толуол, циклогексан, н-пентан. Показано, что размеры асфальтеновых ассоциатов в зависимости от их концентрации в растворе (до 10% мае.) и растворителя варьируются от 2,0 до 13,5 нм. [c.84]

Нефелометрия основана на измерении интенсивности света, рассеянного дисперсной системой /р. Способность частиц к рассеянию или отражению света определяется размером частиц и длиной волны падающего света. Интенсивность светового потока, рассеиваемого дисперсными частицами, определяется уравнением Рэлея [c.89]

Закон обратной пропорциональной зависимости интенсивности рассеянного света от четвертой степенн длины волны не выполняется для дисперсных систем с частицами, поглощающими свет. Селективно поглощают свет, например, металлические частицы, что обусловливает, кроме того, сложную зависимость цвета прошедшего света от размеров частиц. [c.256]

Насыщенность и яркость цветов возрастает с увеличением однородности частиц по размерам, а кратность повторения спектральных серий растет с увеличением размеров частиц. Когда интенсив- ость рассеянного красного цвета больше, чем зеленого, рассеянный свет приобретает красный цвет. Только в случае очень однородных аэрозолей, когда число спектров может быть подсчитано, легко определить порядок размеров частиц, подсчитав число красных линий. [c.98]

С ростом размера частиц изменяются и закономерности поляризации света (рис. У.2б). Степень поляризации света, рассеянного крупными частицами, зависит от их размеров и формы. Интенсивность рассеяния света перестает быть симметричной по направлениям лучей. Для крупных сферических частиц она больше в на- [c.256]

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]

Гетерогенная система содержит множество рассеивающих частиц. В случае монодисперсной системы, когда все частицы одного и того же размера, интенсивность рассеянного света на выходе системы может быть представлена как сумма интенсивностей света, рассеянного отдельными частицами [c.30]

Альтернативой белому свету может быть источник монохроматического света, и отраженный свет может измеряться фотоэлектрическими средствами. Тогда размер частиц можно рассчитать из выходного сигнала [683]. В данном случае проблема заключается в том, что, если аэрозоль состоит из частиц с различными показателями рефракции, необходимо сравнить интенсивность рассеянного света, поляризованного в двух плоскостях [559—561]. На практике [c.98]

Определение размера частиц также возможно с помощью измерения оптической плотности А. Если пренебречь поглощением света, то потери будут определяться только его рассеянием. Зависимость А от длины волны представляется в виде [c.96]

Рассеяние света. Одним из основных преимуществ оптических методов определения размеров частиц является то, что взаимодействие излучения с частицами не меняет структуры системы, т. е. дисперсная с[1стема остается прежней (за исключением тех случаев, когда происходят фотохимические реакции). К числу наиболее перспективных относится метод фотокорреляционной спектроскопии [133, 134]. Причиной светорассеяния является наличие оптических неоднородностей в среде. Такие среды называют мутными. В основе теории рассеяния света в мутных средах лежат следующие предположения 1) размер частиц много меньше длины волны света (/ Д 0,1) 2) не происходит поглощения (раствор не окрашен) 3) форма частиц близка к сферической 4) концентрация частиц мала, так что не происходит интерференции пучков, рассеянных различными частица- [c.94]

Закономерность (V. 9) перестает выполняться, если размеры частнц дисперсной фазы приближаются к длине волны падающего света. С увеличением размера частиц зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны становится менее резкой, например, если размеры частиц несколько больше длины вол-ны, интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна квадрату длины волны. Это объясняет тот факт, что при падающем естественном свете рассеянный свет от дисперсных систем с мелкими частицами имеет голубой оттенок, а от систем с крупными частицами — белый. [c.256]

В случае эмульсий без адсорбционного слоя (белых) необходимо рассмотреть зависимость между светорассеянием и распределением частиц по размеру. Теория строго справедлива только для очень разбавленных сферических дисперсий, поскольку оптическая интерференция между частицами усложняет исследование. Если размер частиц превышает длину волны света (< 0,1 Я), светорассеяние описывается теорией Релея, согласно которой рассеяние пропорционально квадрату объема частиц. Поэтому флокуляция будет сопровождаться увеличением светорассеяния или мутности. [c.103]

Если дисперсная система содержит частицы, размер которых больше, чем О,IX, то помимо увеличения интенсивности рассеяния в направлении падающего света н уменьшения ее — в обратном направлении проявляются отклонения от закона Рэлея. Эти отклонения относятся к зависимости рассеяния света от длины волны и к поляризационным явлениям. Они могут быть использованы для суждения о размерах частиц. С увеличением размеров частиц [c.261]

По мере развития процесса коагуляции латекса размеры частиц возрастают, поэтому рассеяние света будет меньше, чем это следует из уравнения (VI. П). Однако оптическая плотность латекса в начальный период коагуляции линейно зависит от времени процесса т. Дифференцируя по времени уравнение (VI. 11), получаем [c.167]

Рассеяние света и флуоресценция образца. Большие ошибки в измерении поглощения может внести рассеяние света молекулами растворенного вещества. Оно прямо пропорционально размеру частиц и поэтому проявляется при изучении спектров макромолекул в растворе, суспензий и взвесей. Интенсивность рассеяния изменяется с длиной волны как 1Д и поэтому особенно сказывается в области коротких длин волн. Типичный спектр вещества с большой-степенью рассеяния и тот же спектр за вычетом рассеянного света представлены на рис. 10. [c.21]

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]

В основе многих классических методов исследования дисперсных систем, в частности изучения размеров коллоидных частиц растворов технических продуктов, используемых в производстве пластических смазок, в лакокрасочной промышленности и других случаях применения, лежит измерение светорассеяния. Однако исследование указанным методом нефтяных дисперсных систем часто осложнено либо вовсе невозможно вследствие значительного поглощения света и больших величин оптической плотности исследуемых систем. В подобных случаях оптические исследования осуществляются при разбавлении систем, пренебрегая вторичным рассеянием света. [c.83]

Теория светорассеяния (опалесценции) для сферических, не-поглошающих света частиц была развита английским физиком Рэлеем. В дисперсной сисгеме в качестве неоднородности выступает частица дисперсной фазы. Под влиянием электромагнитного поля волны падающего света электроны в рассеивающей частице начинают совершать вынужденные колебания, в результате чего происходит излучение света во всех направлениях. Если частица мала по сравнению с длиной световой волны, то совокупность колебаний в ней может быть заменена колебанием одного электрического диполя. Наведенный диполь излучает колебания с частотой, равной частоте волны падающего света. Таким образом, частота рассеянного света совпадает с частотой падающего света. Индуцированный диполь равен произведе(шю поляризуемости частицы а на напряженность электрического поля Е Р = аЕ). Эти величины и определяют интенсивность рассеянного света. Поляризуемость частицы зависит от соотношения между показателями преломления дисперсной фазы п и дисперсионной среды По, а также пропорциональна объему частицы V. Интенсивность рассеяния света пропорциональна квадрату поляризуемости частицы и соответственно квадрату объема частицы или шестой степени ее радиуса. Поэтому с ростом размера частиц рассеяние света сильно увеличивается. [c.296]

Нефелометрически метод исследования основан на измерении интенсивности света, рассеянного дисперсной системой. Более высокая чувствительность и точность этого метода по сравнению о достигаемой в турбидиметрии позволяют определить не только концентрацию и размер частиц в золях, но и форму частиц, меж-частичные взаимодействия и другие свойства дисперсных систем, В основе нефелометрии лежит уравнение Рэлея (V. 9), Если необходимо определить только размер частиц и их концентрацию, то достаточно измерить интенсивность рассеянного света под одним углом, II поэтому уравнение Рэлея можно представить в следующем виде [c.263]

Изменение ориентации частицы (т. е. но]юрот ее относительно светового вектора) эквивалептно изменению эффективного размера частицы. Рассеяние света частицей достигает экстремальных значений в области сопоставимости размеров частицы с длиной волны света X ( дифракционный резонанс ). Поэтому такие частицы будут особенно эффективно моду. [c.93]

У частиц с диаметром более 1 мкм поглощоше инфракрасных луч значительно возрастает, в результате чш> воздушные слои, содержащие подобные частицы, нагреваются, а нижние слои соответствеано остаются более холодными Частицы мень-шего размера способствуют рассеянию света, но при диаметре мшее 0,4 мкм (т е. меньше чал длина волВы видимого света) они не оказывают заметного влияния на рассеяние света, хотя в соответствии со своей химической структурой могут поглощать ультрафиолетовые лучи [c.22]

Кенелс и др. [13] установили, что результаты нефело-метрических определений сульфата в основном зависят от формы и размеров кристаллов. Б общем случае для аморфного вещества, состоящего из частиц диаметром менее 1 мк, интенсивность рассеяния света пропорциональна их массе при условии отсутствия мешающих посторонних ионов. К сожалению, практически это редко имеет место, хотя изучение влияния хлоридов натрия, калия и лития показало, что ни один из них не влияет на сферическую в основном форму частиц и их размер. Интенсивность рассеяния света линейно зависит от массы присутствующего сульфата бария, и поглощение не изменяется в присутствии хлорида натрия или калия, но увеличивается в присутствии хлорида лития. Было установлено также, что интенсивность светорассеяния зависит от характера и относительных количеств осадителя и от таких факторов, как температура и время старения. [c.312]

Уравнение Рэлея применимо для частиц, размер которых не более 0,1 длины световой волны. Для частиц большого размера интенсивность рассеянного света изменяется обратно пропорционально не четвертой, а меньшей степени X. Если размер частиц превышает К (микрогетеро-генные системы), то показатель степени превращается в нуль, и светорассеяние переходит в отражение света, не зависящее от длины световой юлны (К° = 1). [c.229]

Рассеяние света всегда происходит ио различным направлениям по отношению к проходящему лучу света. Рассеянный свет образует вокруг коллоидной частицы, являющейся центром рассеяния, светящееся поле. В грубодисиерсных системах все лучи спектра рассеиваются одинаково. В очень высокодисперсных системах интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна длине волны в четвертой стеиени. Таким образом, наиболее сильному рассеянию подвергается свет с короткими волнами (фиолетовый и синий), свет с длинными волнами (красный и оранжевый) рассеивается слабее. Поэтому высокоднсперсные коллоидные спстемы в большинстве случаев синеватые ири наблюдении в боковом рассеянном свете, а в проходяидем свете — красноватые. Коллоидные системы с частицами, размеры которых соизмеримы с длиной волны света, обычно рассеивают лучше свет с короткими волнами. При этом разница в силе рассеяния света различных длин воли сказывается менее резко. Интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна длине волны в третьей, второй и первой степени. [c.197]

Разработка приборов, действие которых основано на рассеянии света, вначале проводилась Гаккером, О Копски и Дойлем [322— 324, 614], которые продемонстрировали фотоэлектрическое устройство для анализа дыма, или пенетрометр . Прибор весьма чувствителен к низким концентрациям — 0,001 мкг/л диоктилфталата, диаметр частиц около 0,3 мкм (рис. П-22). Более сложным теоретическим методом является использование спектров Тиндаля высшего порядка и зависимости их от размеров частиц. [c.97]

В иаституте Баттель (Франкфурт) [294] был разработан аэрозольный спектрометр, использующий малые углы (<7,5°) рассеяния лазерного (Не—Йе) пучка. Вследствие узкой полосы рассеяния (от дифракционной части рассеянного света) результат не зависит от формы и оптических свойств частиц. Метод применим при концентрации до 10 частиц в 1 см , поскольку объем, используемый для измерения, равен 0,01 мм Нижний предел определения размеров частиц этим методом равен 0,17 мкм, а верхний предел —около 1,5 мкм. Эти исследователи разработали также прибор, который можно использовать для анализа высококонцентрированных частиц (5-10 частиц в 1 см ) в потоке. [c.99]

Дифракционное рассеяние рентгеновских лучей под малыми углами характерно для ультрамикрогетерогенных систем с частицами аморфной структуры. Природа этого я1 ле1 ия аналогична дифракции видимого света малыми экранами и отверстиями, теория которой подробно рассматривается в следующем разделе, поспященном рассеянию света. Отличия состоят не только в размерах частиц и применяемых длин воли, а главное — в соотношениях между ними. Данный метод применим, если размеры определяемых частиц сравнимы или больше длин рентгеновских лучей. В связи с этим максимум рассеяния приходится па направление, совпадающее с направлением падающих лучей. Размер же области рассеяния, т. е. угол, при котором интенсивность рассеянных лучей нрактически равна нулю (Омзкс), тем меньше, чем больше рассеивающий объем. Эту величину можно оценить по соотношению [c.253]

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]

Производство аэрозолей методом электрического дробления представляет немалый интерес в том отношении, что размеры образующихся частиц весьма близки друг к другу, точнее, интервал размеров достаточно узок. Если через полученный таким образом аэрозоль пропустить световой пучок, то свечение рассеянного света (эффект Тиндаля) будет очень ярким, что и указывает па монодисперсность коллоидной системы. Типичное распределение частиц по размерам представлено на рис. 1.22. Используя это свойство, Наваб и Мэзон (1958) получили эмульсию, близкую к моно-дисперсноп. [c.58]

Если частицы малы по сравнению с Х/20, то распределение симметрично относительно 0 = 90°. Если размеры мблекулярно-го клубка то рассеяние света частицей несимметрично и определяется формой макромолекулы. [c.53]