Дисперсные системы светового луча

Дисперсионный анализ методом световой микроскопии. Под дисперсионным анализом понимают анализ дисперсности системы, включающий определение размера и формы частиц дисперсной фазы, их ко1щен1рации, удельной поверхности. Наиболее грубодисперсные системы с размером частиц от 5 мм можно исследовать визуально, измеряя размеры с помощью различных приспособлений типа кронциркуля. Для характеристики систем с дисперсностью 0,5—5,0 мм применяют ситовой анализ, используют лупы и т, д. Системы с дисперсностью от 0.5 мм и менее попадают в пределы применения световой микроскопии. При обычном освеи ении нижнему пределу светового микроскопа соответствует размер частиц порядка 0,5-10 " м. Освещение коротковолновыми ультрафиолетовыми лучами позволяет снизть этот предел до 1-10 м. [c.392]

Методы исследования золей (определение размера, формы и заряда коллоидных частиц) основаны на изучении их особых свойств, в частности оптических, обусловленных гетерогенностью и дисперсностью. Из явлений, возникающих при действии света на золь, наиболее характерно рассеяние света. Это явление проявляется в виде опалесценции при боковом расстворе-нии золя, через который проходит световой луч, внутри коллоидной системы наблюдается светящийся конус (явление Тиндаля). [c.423]

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]

Во всех дисперсных системах наблюдается светорассеяние. Частицы дисперсной фазы рассеивают попадающие на них лучи видимого света. Светорассеяние легко обнаружить, если через дисперсную систему пропустить интенсивный пучок световых лучей. Наблюдая систему под некоторым углом к направлению лучей падающего света, можно увидеть ярко светящуюся полосу. Это явление получило название явления Тиндаля. [c.36]

Одновременно со светорассеянием происходит поглощение световых лучей дисперсной системой. По Ламберту—Беру, [c.121]

Коллоидные растворы представляют собой ультрамикрогетерогенные системы обычно типа Т — Ж, т. е. твердое тело, раздробленное в жидкости. Размер коллоидных частиц лежит в пределах —100 нм, и именно в связи с такой высокой степенью дисперсности гетерогенность коллоидных растворов нельзя обнаружить с помощью обычного микроскопа. В связи с гетерогенностью коллоидные растворы рассеивают свет. Если наблюдать коллоидные растворы в проходящем свете, то они кажутся совершенно прозрачными. Но при боковом освещении они оставляют на пути прохождения пучка света на темном фоне световой след. Световые лучи рассеиваются коллоидным раствором во всех направлениях, и в частности попадают в [c.383]

В соответствии с законами электродинамики, осциллирующие молекулярные диполи являются источниками вторичных волн с той же-частотой (О, В однородной среде с поляризуемостью ао интерференция вторичных волн, по принципу Гюйгенса—Френеля, приводит к распространению света только в направлении первичной (падающей) световой волны. В неоднородной среде, содержащей частицы или иные неоднородности (макромолекулы, флуктуационные образования) с поляризуемостью а, отличной от поляризуемости среды ао, не происходит полного гашения световых волн, распространяющихся в направлениях, отличных от направления распространения первичной волны, т. е. обнаруживается дифракция света на неоднородностях среды. В этом и заключается сущность рассеяния света малыми частицами (опалесценции), приводящего, в частности, к возникновению эффекта Тиндаля (правильнее Фарадея—Тиндаля) луч света в дисперсной системе становится видимым. [c.159]

Напряженность электрического поля отражает энергию падающего светового потока. В соответствии с теорией электромагнитного поля интенсивность света (плотность потока энергии) пропорциональна квадрату амплитуды волны, излучаемой электрическим диполем. В свою очередь амплитуда волны пропорциональна квадрату частоты колебаний диполя. Таким образом, интенсивность рассеянного света пропорциональна частоте колебаний диполя в четвертой степени или обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени Я . Отсюда вытекает, что лучи с меньшей длиной волны сильнее рассеиваются. При рассеянии белого света дисперсной системой с мелкими части-цами рассеянный свет оказывается голубым, а проходящий — [c.296]

В предыдущих разделах мы познакомились с некоторыми явлениями поляризации светового луча в дисперсных системах 1) поляризацией рассеянного света при явлении Тиндаля (выяснена была связь этого явления со степенью дисперсности и формой частиц) и 2) двойным преломлением при прохождении света через золи с ориентированными в пространстве частицами. [c.365]

Рассеяние света в системах с коллоидной степенью дисперсности, взвешенные частицы в которых по своим размерам меньше длины полуволны света, обязано не обычному отражению светового луча, а совершенно другой причине, а именно—явлению диффракции света. Диффракция, как известно, заключается в способности света при встрече с мелкими препятствиями (в виде узких отверстий и щелей и мелких частиц), вопреки прямолинейности его распространения, как бы обходить (огибать) эти препятствия и частично рассеиваться в виде значительно менее интенсивных (но с той же частотой) волн, расходящихся во все направления, т. е. каждое такое препятствие становится источником новых—вторичных—волн. Именно этот вид светорассеяния и обусловливает явление опалесценции и эффект Фарадея—Тиндаля в золях. [c.49]

Коллоидные растворы характеризуются и рядом своеобразных оптических свойств. Эти свойства также зависят от размерности частиц. Световые лучи с различной длиной волны, падающие на частицы дисперсной системы, рассеиваются ими в неодинаковой степени чем меньше частицы дисперсной фазы, тем ими сильнее рассеиваются лучи с малой длиной волны (например, фиолетовые, синие). Размеры частиц грубодисперсных систем больше длины волн падающего на них света. Проходящий через такие растворы свет в результате обычного преломления рассеивается, и эти системы опалесценцией не обладают. Также не опалесцируют и истинные растворы из-за ничтожно малых размеров частиц их дисперсной фазы. [c.293]

В отличие от коллоидных растворов, суспензии и эмульсии характеризуются оптической неоднородностью, выражающейся в способности рассеивать световые лучи (в результате чего эти системы всегда мутны) и способностью расслаиваться и разделяться. Процесс осаждения дисперсной фазы в дисперсионной среде называется седиментацией. Седиментации подтверждены все суспензии, однако скорость осаждения различных суспензий различна. Существует зависимость, выражающаяся уравнением Стокса [c.231]

На рис. 1Х-12 показана схема поплавковой измерительной системы с оптической регистрацией кинетики осаждения, разработанной В. Л. Тарасовым. Поплавок размещен в изолированной камере, расположенной в верхней части седиментационного сосуда и штоком соединен с приемной чашечкой. К поплавковой камере прикреплен козырек, служащий фиксатором положения сосуда во время работы седиментометра. Световой луч от осветителя к датчику проходит через калиброванную щель. Поплавковая камера частично заполнена жидкостью, так что измерительная система занимает нулевое положение. При осаждении на чашечку частиц дисперсной фазы суспензии поплавковая система перемещается вдоль оси сосуда, и проходящий от осветителя световой поток уве- [c.373]

Среди дисперсных систем коллоидные растворы занимают промежуточное положение между суспензиями и истинными растворами диаметр распределенных частичек в жидкой фазе коллоидного раствора колеблется от 1 до 100 тр.. Коллоидные растворы могут быть получены двумя различными методами дисперсионным (уменьшением величины частиц более грубых дисперсных систем—суспензий) и конденсационным (увеличением величины частиц истинных растворов, обладающих молекулярной или ионной дисперсией вещества). Коллоидные растворы называются также золями. В отличие от истинных растворов коллоидные растворы являются оптически неоднородными системами, так как световые лучи в них подвергаются светорассеянию этим объясняется опалесценция коллоидных растворов (различные окраски в отраженном и проходящем свете), что служит отличительным признаком коллоидных систем. Так как величина частиц коллоидного раствора одного и того же вещества колеблется в широких пределах, то окраска этих растворов может быть различной. Ввиду исключительно высокой степени дисперсности вещества для коллоидных растворов характерны все явления, происходящие на поверхности раздела двух фаз, особенно процесс поглощения различных веществ на поверхности адсорбция). Одним из продуктов адсорбции из растворов могут быть молекулы растворителя, в частности воды. Коллоидные системы, в которых частички подвергаются поверхностной гидратации небольшим слоем молекул воды, называются гидрофобными (например, кол- лоидные металлы, сульфиды и др.). Гидрофильные коллоиды характеризуются тем, что, помимо поверхностной гидратации, их частицы связывают большое количество молекул воды внутренней. [c.226]

Свет рассеивается микрогетерогенными системами только в том случае, если размер частиц г меньше длины световой волны X, а расстояние между частицами больше световой волны. При размере частицы г < X световая волна огибает частицу происходит дифракционное рассеяние. Если размер частиц значительно больше длины световой волны, происходит отражение света. Рассеяние света связано с тем, что переменное электрическое поле световой волны возбуждает частицу, индуцируя в ней переменный дипольный момент. В результате этого частица становится источником собственного излучения, сохраняя строгие фазовые соотношения с облучающим электрическим полем. Такое рассеяние света называется когерентным. Если падающий луч света монохроматичен, то свет, рассеянный частицами, таклсе монохроматичен и имеет такую же длину волны, как и свет падающий. Свет, рассеянный частицей, попадает на находящиеся вблизи частицы, происходит многократное рассеяние света. В результате возникает само-освещение среды рассеянными внутри нее электромагнитными волнами. Вследствие когерентности света, рассеянного частицами, волны рассеянного ими света интерферируют между собой и с волнами падающего света. На границе дисперсионная среда — дисперсная фаза происходит полное гашение облучающей волны, и вместо нее возникают преломленные и отраженные волны. [c.389]

Луч света, падающий на частицы дисперсной фазы, взаимодействует с ними различно в зависимости от того, в каком соотно-щении находятся между собой длина волны этого луча и размер частицы. Если размеры частиц больше длины световой волны, то свет отражается от поверхности частицы под определенным углом это явление наблюдается в таких грубодисперсных системах, как суспензии, а также в воздухе, содержащем частицы пыли. [c.181]

В отличие от молекулярно-кинетических свойств, интенсивность которых возрастает со степенью дисперсности, явление светорассеяния достигает максимальной величины именно при коллоидной степени дисперсности. Светорассеяние в коллоидных системах связано не с обычным отражением света, как в грубодисперсных системах, а с явлением диффракции, огибания частиц световой волной, если частицы по размерам меньше, чем длина волны падающего света свет при этом рассеивается во все стороны, частица сама начинает играть роль светящейся точки. В результате, при боковом освещении золей путь проходящего через них луча становится видимым на темном фоне в форме ярко светящегося конуса, получившего название конуса Фарадея — Тиндаля. В истинных растворах и чистых жидкостях светорассеяние очень мало, поэтому явлением Тиндаля часто пользуются для того, чтобы отличить золь от истинного раствора. Рэлеем была предложена следующая [c.253]

Специфика оптических свойств объектов коллоидной химии определяется их осповнымп признаками гетерогениостыо и дисперсностью. Гетерогенность, или наличие межфазной поверхности, обусловливает изменение наиравления (отрал<ение, преломление) световых, электронных, нонных и других лучей на границе раздела фаз и неодинаковое поглощение (пропускание) этих лучей сопряженными фазами. Дисперсные системы обладают фазовой и соответственно оптической неоднородностью. Лучи, направленные на микрогетерогенные и грубодисперснЕ е системы, падают на поверхность частиц, отражаются и преломляются под разными углами, что обусловливает выход лучей из системы в разных направлениях. Прямому прохождению лучей через дисперсную систему препятствуют также их многократные отражения и преломления прн переходах от частицы к частице. Очевидно, что даже при отсутствии поглощения интенсивность лучей, выходящих, из дисперсной системы, будет меньше первоначальной. Уменьшение интенсивности лучей в направлении их падения тем больше, чем больше неоднородность и объем системы, выше дисперсность и концентрация дисперсной фазы. Увеличение дисперсности приводит м дифракционному рассеянию лучей (опалесценции). [c.245]

Луч света, линейно поляризованный поляризатором 3, проходит через слой дисперсной системы параллельно оси вращения. Длина цилиндров определяет длину пути светового потока, проходящего через движущийся в перпендикулярной плоскости слой дисперсной системы, и тем самым величину эффекта двойного лучепреломления. Пройдя слой золя, луч света падает на второе линейно поляризующее приспособление — анализатор 9, например, призму Николя. Анализатор должен быть установлен в таком положении, чтобы направление колебаний пропускаемых им лучей было перпендикулярно направлению колебаний падающего поляризованного света. Если плоскости поляризации обоих поляризующих приспособлений соответ-ствуют нйправлсниям и то свет не проходит через анализатор. Таким образом, угол гашения х измеряют путем взаимного вращения обоих скрещенных поляризующих устройств до положения, при котором освещенность поля зрения минимальна. При неподвижном состоянии дисперсной системы, [c.312]

Большие трудности возникают с получением дисперсных красителей черного цвета. Получение черных красителей, т. е. красителей, интенсивно и достаточно равномерно поглощающих световые лучи всей видимой части спектра, — вообще очень трудная задача. Решение ее требует создания сложной хромофорной системы, как правило перекрещивающейся, что обычно затруднительно при малых размерах молекул. Поэтому большая часть красителей черного цвета имеет сложные, большие молекулы и относится к числу полиазокрасителей (см. разд. 10.8), сернистых (см. разд. 8.3.2 и 8.4.7) и полиазиновых (см. разд. 8.4.4 и 8.4.5) красителей. Среди красителей других классов известны буквально считанные единицы красителей черного цвета Кубовый черный (см. разд. 4.4), Хромовый сине-черный антрахиноновый С (см. разд. 7.2.4) и Тиоиндиго черный (см. разд. 12.3.1). [c.218]

Оптические свойства коллоидных систем. Большинство золе , ярко окрашены и способны поглощать свет. Наряду с этим коллоидные системы рассеивают свет. Способность коллоидной системы поглощать и рассеивать свет обычно оценивается оптической плотностью. Она может быть измерена фотоэлектроколориметром. На способности коллоидных систем рассеивать свет основаны оптические методы определения дисперсности коллоидных систем -ультра-микроскопия, фотоколориметрия. Наиболее совершенным прибором, позволя[рщим видеть действительные размеры -коллоидных частиц, является электронный микроскоп вместо световых лучей в нем используется пучок электронов в вакууме. [c.327]

Явление светорассеяния было исследовано Релеем, который дал формулу, связывающую общее количество (независимо от направления) световой энергии /, рассеянной единицей объе1ма системы с частичной концентрацией V, объемом частицы V, длиной волны А, амплитудой колебания падающего луча А и показателями преломления дисперсионной среды т и дисперсной фазы п [c.23]

Для определения траектории движения частиц и распределения распыленной жидкости в заданной локальной плоскости исследуемого потока можно использовать метод оптического ножа . Визуализация при этом происходит за счет рассеяния луча на каплях жидкости. Оптическая система лазерного "ножа состоит ю источника света, лазера и цилиндрической оптической системы, позволяющей получить плоский луч света. Толщина световой плоскости при это должна быть больше максимального диаметра частиц. Этот метод в сочетании с импульсным освещением ( 20 не) при фотографировании полученной плоской картины распыленной жидкости позволяет в отличие от других методов определить границы факела в зависимости от расстояния от q)eзa сопла форсунки и в то же ц>емя оценить дисперсный состав капельного ансамбля, например, применением телевизионновычислительного комплекса для обработки фотографий. К сожалению, геометрически точного изображения капель малого размера при этом получить не удается из-за малого увеличения изображшия, а размеры определяются по угловому рассеянию света. Большие капли опреде-ляюггся только оценочно. [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология