Неоднородность рассеянию света в различных

Методы определения поглощения света, основанные на измерении различий между количеством падающего света и количеством света, прошедшего через объект, а также отраженного и рассеянного им, обсуждаются в гл. III. Если при определении спектров поглощения с помощью этих методов используются узкие спектральные полосы падающего света, то полученные результаты выражают действительное поглощение данного объекта—листа, суспензии клеток или суспензии изолированных хлоропластов. Однако объяснить эти спектры, исходя из оптических свойств отдельных пигментов, чрезвычайно трудно. Особенно трудно интерпретировать спектры поглощения листьев. Проникающий в лист свет проходит через неоднородную среду. Сначала он отражается и преломляется клеточными стенками, особенно в листьях наземных растений, у которых межклетники заполнены воздухом затем он рассеивается множеством внутриклеточных частиц разной величины, обладающих разными показателями преломления. Следовательно, пути света в листе различны и длина их неизвестна. Часть света может вообще не попасть в хлоропласты, тогда как другая часть пройдет через несколько пластид или даже несколько раз через один и тот же хлоропласт. Для суспензий одноклеФочных водорослей или хлоропластов эта неопределенность длины оптического пути меньше, но и в этих случаях она довольно значительна. Известно, что резкое изменение показателя преломления приводит к рассеянию части света. Рассеяние на поверхности клеток водорослей, являющееся результатом различия в показателях преломления их стенок и воды, можно почти полностью исключить, суспендируя клетки в концентрированном растворе белка, показатель преломления которого близок к показателю преломления клеточных стенок [10]. Рассеяние внутри клеток может быть более значительным вследствие того, что рассеивающие свет частицы в этом случае меньше, а также из-за присутствия пигментов. При наличии очень мелких частиц, диаметр которых меньше длины волны света, величина рассеяния обратно пропорциональна четвертой степени длины волны (релеевское рассеяние). Это в высшей степени избирательное рассеяние особенно сильно увеличивает среднюю длину пути коротковолнового света. Для бесцветных частиц больших размеров величина рассеяния в меньшей степени зависит от длины волны. Однако показатель преломления пигментов резко меняется в области их полое поглощения (аномальная дисперсия), вследствие чего [c.39]

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]

Композиционная неоднородность, помимо применения различных способов фракционирования в системах, чувствительных к изменению состава [16], может быть исследована с помощью ряда физических методов. Так, для сополимеров, компоненты которых различаются по своим физическим характеристикам (показателю преломления, плотности, спектрам поглощения) были предложены следующие методы измерения интенсивности рассеянного света в растворителях с различным показателем преломления [3] скоростной седиментации с одновременной регистрацией в ультрафиолетовой и видимой областях спектра [31] плотности [27]. [c.29]

Под рассеянием света обычно понимается его распространение в среде по направлениям, отличающимся от предписываемых геометрической оптикой [75, 76]. При облучении светом малой изотропной частицы в пей наводится осциллирующий электрический диполь, который затем является источником вторичного излучения во всех направлениях с той же частотой, что и падающий свет. В однородной по показателю преломления среде свет распространяется только по направлению преломленного луча, рассеяние света по другим направлениям невозможно в результате интерференции вторичных световых волн. Для возникновения рассеяния света необходимо наличие оптических неоднородностей, нарушающих интерференцию вторичных световых волн, Неоднородности могут иметь различный характер. Это и крупные частицы порядка длины световой волны с показателем преломления, отличающимся от окружающей среды. Это обусловленные тепловым движением флюктуации плотности, всегда существующие в чистой жидкости. Такие флюктуационные образования обычно имеют объемы малые по сравнению с кубом длины волны падающего света [76]. В растворах наблюдаются также и флюктуации концентрации частиц . [c.122]

Оптические методы открывают новые возможности для решения этих вопросов. В частности, метод молекулярного рассеяния света оказался весьма эффективным для выяснения деталей молекулярной структуры растворов, для выяснения молекулярной смешиваемости жидкостей и влияния различных факторов на эту смешиваемость. Известно, что молекулярное рассеяние света обусловлено неоднородностями в рассеивающей среде. Такими неоднородностями в растворах являются флюктуации плотности, флюктуации концентрации и флюктуации ориентации анизотропных молекул. Полная интенсивность света, рассеянного раствором, Слагается из интенсивностей света, рассеянного на этих флюктуациях. [c.109]

Поскольку тепловое движение молекул жидкости приводит к тому, что плотность ее в разных точках объема в каждый момент времени различна (явление флуктуации), рассеяние света изменяется с флуктуацией плотности. В растворе, где кроме молекул растворителя имеются молекулы растворенного вещества, рассеяние света возникает не только вследствие флуктуации плотности, но и вследствие флуктуации концентрации. Таким образом, свет, проходящий через оптически неоднородную среду, рассеивается во всех направлениях, и интенсивность проходящего луча падает, [c.60]

Другой вариант анализа, связанный с неявным использованием функции д ( д.), основан на том факте, что интенсивность рассеяния света неоднородной молекулой в растворителе с показателем преломления Цо пепосредственно зависит от характера композиционной неоднородности, выражаемой функцией Если молекулы представляют собой набор цепей, образованных компонентами с различными показателями преломления, fij и fXj, то средний показатель преломления р, каждой молекулы будет равен [c.101]

Набухание клубков в хорошем растворителе происходит неоднородно расстояния между более удаленными звеньями цепи возрастают в среднем значительно больше, чем между близкими. На расстояния же между соседними (и ближайшими к ним) звеньями цепи объемные эффекты вообще не влияют, так как эти расстояния определяются целиком близкодействием (или скелетными эффектами) в цепи. Неоднородность набухания клубков, нарушающая их гауссову структуру, неизбежно влечет за собой изменение углового распределения рассеянного светя. Это изменение, очевидно, незначительно проявляется в рассеянии под большими углами (см. рис. 3.4), так как практически не влияет на число пар рассеянных под некоторым углом б лучей, идущих в противофазе и гасящих друг друга при интерференции. Напротив, рассеяние под малыми углами, в которое вносят свой вклад все рассеивающие центры, должно измениться значительно. Этим различным влиянием объемных эффектов на рассеяние под большими и малыми углами и обусловлено наблюдаемое искажение индикатрисы рассеяния. [c.304]

Для измерения вязкости являющихся жидкостями нематиков пригодны все методы, применяемые при работе с обычными жидкостями и перечисленные, например, в [28]. Вследствие простоты наибольщее распространение получили методы, связанные с измерением времени протекания НЖК по капилляру при заданной скорости сдвига. Оказалось, что из-за анизотропии измеряемая величина вязкости чувствительна к большому количеству параметров, не всегда принимаемых во внимание в обычной вискозиметрии. Это — скорость сдвига, ориентация молекул на стенках капилляра, внешнее магнитное или электрическое поле, изменение которых приводит к изменению эффективной вязкости вследствие изменения ориентации молекул в потоке. Поток может стать неоднородным даже при очень малых скоростях сдвига при определенном соотношении коэффициентов Лесли. В то же время анизотропия свойств НЖК приводит к возможности использования иных методов регистрации вязкости, например, различных оптических и емкостных. Вязкость является комплексной частью модуля сдвига, поэтому для ее измерения могут применяться ультразвуковые методы. Наличие анизотропии распространения и поглощения ультразвука приводит к отличию значений вязкости, измеряемых ультразвуковым и капиллярным методами. К ультразвуковому методу примыкает определение коэффициентов вязкости НЖК при измерении спектра неупругого рассеяния света на приповерхностных волнах. [c.18]

Колебания диполей, возбуждаемые в среде при прохождении через нее световой волны, являются, в свою очередь, источником вторичного излучения. Если среда однородна, то излучение различных диполей, складываясь с падающим излучением, приводит только к изменению скорости распространения волны, но не ее направления. Если же в среде имеются неоднородности, то свет изменяет направление — рассеивается. Свет, рассеянный на неоднородностях, имеет ту же частоту, что и падающий свет . [c.14]

В идеальной гомогенной среде свет не рассеивается, если же свет проходит через неоднородную среду, он рассеивается во всех направлениях. Растворы макромолекул всегда можно рассматривать как негомогенные среды. Из-за беспорядочного диффузного движения макромолекул образуются области различной концентрации. Такие различающиеся по концентрации участки раствора имеют разные диэлектрические константы и как следствие различные показатели преломления относительно всей массы жидкости, в результате они выступают в качестве центров рассеяния. [c.196]

Рентгеновские лучи рассеиваются неоднородностями вещества точно так же, как видимый свет рассеивается порошком или парами воды. Если неоднородности имеют коллоидные размеры, рассеяние происходит в пределах очень малых углов по отношению к первичному пучку падающих рентгеновских лучей. Точная картина рассеяния зависит от размеров, формы и расположения неоднородностей коллоидных размеров, т. е. от морфологического строения системы. Таким образом, исследование деталей рассеяния под малыми углами от полимеров позволяет в какой-то степени выяснить морфологическое строение этих веществ. Однако следует различать абсолютную интенсивность рассеяния под малыми углами и угловое распределение интенсивности. Эти два показателя обусловлены совершенно различными свойствами, и их можно обсуждать раздельно, однако существуют некоторые структурные характеристики, которые можно получить только из комбинации этих данных. [c.195]

Оптические свойства. Частицы дисперсной фазы коллоидной системы рассеивают падающий на них свет. Причиной рассеяния света является оптическая неоднородность коллоидных систем, т. е. разные оптические свойства дисперсной фазы и дисперсионной срсды. Пз этих сво11ств прежде всего следует указать показатель преломления, значение которого для дисперсной фазы и дисперсионной срсды различны. Вследствие этого луч света, проходя через дисперснониуга среду и попадая на частицу дисперсной фазы, обязательно изменяет свое направление, причем тем резче, чем больше показатель преломления дисперсной фазы отличается от показа-те. 1я преломления дисперсионной среды. Рассеяние света коллоид-И1.1МИ системами может быть различным в зависимости от соотно- [c.196]

При измерении светорассеяния растворами химически гетерогенных образцов (сополимеров) избыточная интенсивность не исчезает при очень малом инкременте показателя преломления раствора сополимера, т. е. при V —> 0. Эта аномалия связана с композиционной неоднородностью сополимера по составу и обусловлена тем, что макромолекулы, различные по химическому строению, а следовательно, имеющие инкременты V Ф V, вносят независимый вклад в общее рассеяние раствором. Действительно, V может быть как больше, так и меньше V. В частном случае V = = О, V могут принимать как положительные, так и отрицательные значения. 11оскольку избыточная интенсивность пропорциональна VI, любая макромолекула дает избыточную и всегда положительную составляющую рассеянного света. Поэтому без поправки на химическую гетерогенность образца получаются завышенные значения молекулярных масс. [c.130]

Определение поглощения света в растворах или других гомогенных средах является хорошо известной операцией, результаты которой допускают простое, основанное на законе Бэра истолкование и выражаются в молекулярных коэффициентах поглощения, называемых также коэффициентами экстинкции (попытки придать различный смысл этим терминам не имели успеха на практике). Экспериментальное определение поглощательной способности растений является менее простым, и часто точный смысл результатов проблематичен. Измерения световой энергии, поглощенной листьями, водорослями или суспензиями клеток, осложняются рассеянием, которое имеет местр не только в тканях, но даже и в суспензиях отдельных клеток, потому что размеры клеток ( 10- см) больше, чем длина волны видимого света ( 5- 10 см). Выражение результатов в терминах констант поглощения пигментов усложняется не только рассеянием света на границах фаз, но и неоднородным распределением пигментов в клетках и тканях, а также смещением и деформацией полос поглощения вследствие адсорбции и образования комплексов. Пусть, например, мы измерили энергию / пучка света, падающего на растительный объект (лист, слоевище или суспензию клеток), и энергию Г пучка, выходящего из этого объекта, приняв меры к тому, чтобы суммировать выходящий пучок по всем направлениям, с учетом не только света, проходящего вперед (Г), но и отраженного назад (/ ) это позволит избежать грубых ошибок, которые может внести рассеяние. [c.81]

По данным температурной зависимости модуля упругости и коэффициента механических потерь (d) образца сополимера винилхлорида с 2-этил-гексилакрилатом удается определить наличие в образце фракции с малым содержанием акрилата (dmax при 80°) и фракции с высоким содержанием акрилата (dmax при 0°) [23]. Композиционная неоднородность сополимеров может быть определена методом измерения рассеяния света в растворителях с различными показателями преломления п. Полученный при этом молекулярный вес Miu зависит от величины /г. Изменение величины в разных растворителях следует рассматривать как указание на высокую степень композиционной неоднородности исследуемого образца. Данные подобного рода получены для сополимера стирола с метилметакрилатом [24, 25]. [c.302]

Молекулы чистой жидкости действуют как центры рассеяния, которые не являются независимыми таким образом, суммарная интенсивность рассеянного света не совпадает с произведением величины рассеяния каждой молекулой на число молекул. Взаимодействие между лучами рассеянного света от молекул, расположенных в различных местах квазирешетчатой структуры жидкости, вызывает значительное уменьшение в величине наблюдаемого рассеяния. Эйнштейн [4] рассмотрел это явление с термодинамической точки зрения. Тепловое движение молекул порождает флуктуации плотности жидкости, которыми обусловлено рассеяние света. Распределение этих неоднородностей можно считать случайным. Величину флуктуаций определяют из отношения энергии, требующейся для их создания, к средней тепловой энергии системы пользуясь при этом теоремой Больцмана, получают выражение ЗЗяЗАГГ дп [c.180]

Существуют два основных метода, основанных на измерении различных характеристик рассеянного света полимерными системами. При изучении упругого или статического рассеяния света измеряется полная интенсивность рассеяния /р, усредненная по временному инт валу, значительно превышающему характерное время флуктуаций плотности 8р(г, Г). Угловое распределение полной интенсивности /р определяется пространствашо коррелированными флуктуациями Ьр г), и поэтому зависит от характерных пространственных размеров неоднородностей распределшия веществ. [c.219]

Хорошо известно, что сочетание двух мономеров в одном сополимере приводит в ряде случаев к получению новых ценных технических св011ств, отсутствовавших у каждого из соответствующих гомополимеров в отдельности. Оптимальные свойства сополимера соответствуют при этом определенному композиционному составу его молекул. Между тем различным условиям сополимеризации будет отвечать разная степень неоднородности сополимера по составу (композиционная дисперсия). Отсюда вытекает необходимость в количественных методах определения степени композиционной дисперсии сополимеров. В настоящее время изучение рассеяния света растворами сополимеров является единственным таким методом. [c.219]

Рассеяние при малых углах происходит на структурных неоднородностях размером больше длины волны падающего света. Этими неоднородностями могут быть 1) пустоты, 2) области различной плотцрсти, 1ли кристалличности, 3) области различной анизотропии и [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология