Рассеяние света на анизотропных флуктуация

Чтобы анизотропные флуктуации существенно повлияли на свойства жидкости и могли, следовательно, быть замеченными, достаточно изменить ориентацию лишь небольшого числа частиц. Например, если только одна из каждой 10 ООО полярных молекул жидкости ориентирована в некотором определенном направлении, а остальные распределены изотропно, то и в этом случае возникает электрический момент М, поле которого будет иметь напряженность, равную примерно 100 В/см. Для переориентации одной молекулы в среднем требуется время не менее 10 с. Неравенство (VII. 6) выполняется. Сведения о механизме процессов образования анизотропных флуктуаций были получены в основном с помощью диэлектрической радиоспектроскопии и рассеяния света. Анизотропные флуктуации могут возникать (или исчезать) в ходе следующих процессов. [c.149]

Если бы анизотропные флуктуации отсутствовали, т. е. жидкость была бы вполне изотропна, анизотропия поляризуемости объема V жидкости Р была бы равна нулю. В этом случае свет, рассеянный анизотропными молекулами, должен был бы погашаться благодаря интерференции. Анизотропные флуктуации—одна из причин релеевского рассеяния света. Анизотропные флуктуации приводят к отличию от нуля макроскопической анизотропии поляризуемости жидкости Р. Если жидкость полярна, то анизотропные флуктуации сопровождаются появлением у жидкости макроскопического электрического момента М, о котором уже говорилось в 35. [c.227]

Если бы молекулы среды были распределены вполне однородно, т. е. в среде не было бы флуктуаций, то свет, рассеянный молекулами, благодаря интерференции должен был бы погашаться. Релеевское рассеяние света наблюдается потому, что в среде самопроизвольно в ходе теплового движения образуются флуктуации плотности Ар, флуктуации концентрации Ад (в растворах), анизотропные флуктуации. Флуктуации плотности и концентрации не нарушают изотропности жидких фаз (жидкие кристаллы здесь не рассматриваются). Анизотропные флуктуации представляют собой случайные нарушения изотропности. Упомянутые три вида флуктуаций статистически независимы. Поэтому коэффициент Релея в общем случае состоит из трех независимых частей коэффициента рассеяния света на флуктуациях плотности коэффициента рассеяния света на флуктуациях концентрации и коэффициента рассеяния света на анизотропных флуктуациях Ran- [c.75]

Уравнение (IV.96) имеет существенное значение для понимания природы спектра света, рассеянного теми анизотропными флуктуациями, которые возникают в результате неколлективных реакций. Из него сле- [c.85]

Спектры изотропного рассеяния света. Предположим, что электрический вектор падающего луча направлен вдоль оси Z и исследуется та часть рассеянного излучения, электрический вектор которой тоже направлен вдоль оси Z. Другими словами, рассмотрим компоненту ZZ рассеянного света. Эта компонента слагается из изотропного рассеяния света на флуктуациях плотности и концентрации — его степень деполяризации равна нулю — и света Izz ан. рассеянного анизотропными флуктуациями.При линейно поляризованном падающем излучении степень деполяризации неизотропного рассеяния света Аан = [c.86]

В случае кристаллических полимеров наибольшее значение имеет рассеяние света на флуктуациях анизотропии (и анизотропных частицах). Если в системе содержатся элементы, обладающие анизотропией поляризуемости, то при их беспорядочном распределении как система в целом, так и каждый ее участок, содержащий достаточно большое число анизотропных элементов, оказываются изотропными [95]. Однако в такой системе возможны флуктуации анизотропии, в результате которых в отдельных малых объемах возникает Некоторый избыток элементов, ориентированных в одном направлении. Так же как и в случае флуктуаций плотности, возможны относительно стабильные состояния с некоторыми преобладающими направлениями в расположении анизотропных элементов. В частности, при кристаллизации из расплавов полимеров могут возникать такие анизотропные структуры, как сферолиты, фибриллы и т. д. Для их изучения наиболее широко применяется метод малоуглового рассеяния поляризованного света, состоящий в наблюдении картины рассеяния в пределах 9 = 0—30° (рис. 39, а). [c.67]

Так же, как и при рассмотрении рассеяния изотропными молекулами, нужно ожидать эффекта рассеяния на флуктуациях плотности для средней поляризуемости молекулы и на флуктуациях ориентации анизотропно поляризующихся молекул, т. е. на флуктуациях анизотропии молекул. Однако вывод соответствующих уравнений может быть упрощен в связи с тем, что достаточно рассмотреть интенсивность поляризованного рассеяния света отдельной анизотропной молекулой, ориентация которой усреднена. [c.231]

След тензора Ае равен нулю. Так как жидкость 1в среднем изотропна, т. е. все направления в ней равноправны, то < > = 0 <(Де,- .) > одинаковы для всех 1фк <(Ае ) >- одинаковы для всех . Величины <(Де ) > можно определить с помощью рассеяния света. Пусть в направлении оси х, выбранной нами системы декартовых координат распространяется плоская неполяризованная монохроматическая световая волна. Длина волны X, интенсивность потока света равна 1 . Поток света рассеивается жидкостью, находящейся в области V. Введем обозначения / ан — коэффициент рассеяния света на анизотропных флуктуациях — коэффициент рассеяния света [c.147]

Штейн [164], Баранов [165], Френкель п сотр. [166] разработали новый метод анизотропного рассеяния света (рассеяние поляризованного света под малыми углами), который позволяет определить флуктуации ориентации и плотности в твердых полимерных кристаллических телах. [c.82]

Флуктуации плотности (а в растворах еще и флуктуации концентрации) ответственны за возникновение так называемой изотропной, или скалярной, составляющей релеевского рассеяния света. Флуктуации ориентации обусловливают существование анизотропной, или сим- Рис. 21. Схема рассеяния не-метричной, составляющей поляризованного монохрома-релеевского рассеяния све- тического светового пучка [c.73]

Из табл. Ж-16 и Ж-20 следует, что в U симметричное рассеяние с увеличением температуры несколько возрастает. Можно думать, что под влиянием флуктуаций плотности в U возникает локальная анизотропия поля, действующего на молекулы. Это обусловливает появление анизотропии в состоянии поляризации молекул при наложении поля световой волны, а следовательно и флуктуаций ориентации, которые вызывают дополнительное симметричное, деполяризованное рассеянное излучение. Иначе говоря, симметричное (или анизотропное) рассеяние света в ССЬ, по-видимому, вызвано связью между флуктуациями плотности и анизотропии, которая не учитывается при выводе уравнений [c.110]

Измерения могут быть проведены в разреженных парах и разбавленных растворах по данным о рассеянии света на анизотропных флуктуациях. Для паров в ряде случаев измерения осложняются влиянием комбинационного спектра вращательных переходов [53] и комбинационного спектра низкочастотных колебательных переходов ассоциатов. Для растворов оба эти фактора несущественны, но зато может ска- [c.78]

Из теории релеевского рассеяния света следует, что компоненты /у V и 1гх одинаковы. Они обусловлены рассеянием света на анизотропных флуктуациях. Рассмотрим спектр компоненты 1ух рассеянного излучения [c.83]

Экспериментальные данные, приведенные в табл. 3, показывают, что пикосекундная спектроскопия дает значения времен релаксации анизотропии, в пределах ошибок опыта согласующиеся с результатами, полученными путем анализа релеевского рассеяния света на анизотропных флуктуациях. В обоих случаях речь идет об эффективном времени релаксации, рассчитанном при допущении, что процесс описывается одним значением Таи 161]. [c.91]

Предположим, что на кювету с жидкостью падает поляризованный монохроматический луч света. Будем наблюдать свет, рассеянный под прямым углом. Расположим систему декартовых координат так, как на рис. 25. Ось X направлена вдоль падающего луча, а ось — вдоль рассеянного луча. Если электрический вектор падающего луча направлен вдоль оси 2, то интегральная интенсивность /а г света, рассеянного анизотропными флуктуациями диэлектрической проницаемости Ае 2, определяется уравнением [c.227]

Спектр света, рассеянного анизотропными флуктуациями связан с кинетикой процессов образования и исчезновения флуктуаций. Сейчас мы ограничиваемся случаями, когда процессы образования и исчезновения анизотропных флуктуаций вызваны одной реакцией вида (VI. 211). [c.228]

Реакции, наблюдаемые методами релеевской спектроскопии. Интегральная интенсивность света, рассеянного анизотропными флуктуациями, в указанных выше условиях равна [12, 13, 14] [c.230]

Релеевские спектры. Для изучения процессов ассоциации большой интерес представляют спектры света, рассеянного анизотропными флуктуациями. Теория анизотропного рассеяния света в жидкостях, содержащих цепочечные ассоциаты, развита в работе [16]. [c.306]

Рис. 49. Спектр света, рассеянного анизотропными флуктуациями в бензиловом спирте (электрический вектор падающего света направлен по оси 2, электрический вектор света, рассеянного под углом 90°, направлен по оси X) а - 15° С б - 0° С в- 60° С

В процессе кристаллизации полимера резко уменьшается его прозрачность. Влияние плавления и кристаллизации на прозрачность полиэтилена было изображено на рис. 56. Если в данном случае принять пропускание света расплавом за 100%, то при охлаждении оно уменьшится до 15%. Зависимость между мутностью и структурой полимера сложна, и рассмотрение ее выходит за рамки данной книги. Укажем лишь, что рассеяние света кристаллическим образцом обусловлено изменением показателя преломления в рассматриваемом направлении. В свою очередь изменение показателя преломления может происходить по следующим причинам во-первых, вследствие изменения плотности образца в данном направлении, обусловленного различной упаковкой макромолекул в аморфной и кристаллической фазах, и, во-вторых, вследствие изменения ориентации макромолекул, например, в сферолитах, что приводит к флуктуации показателя преломления, если цепи сами по себе анизотропны. Кроме того, рассеянный свет может деполяризоваться в зависимости от анизотропии рассеивающих областей. [c.187]

Для анизотропных рассеивающих частиц еще следует учитывать влияние флуктуации ориентации частиц на интенсивность рассеяния. Расчет показывает, что в уравнениях (87) и (88) нужно ввести поправку Ка-банна, тогда будет иметь место отнощение Релея для естественного света [c.134]

Далее приводятся экспериментальные и теоретические значения отношений Япл,с1ксм,- Теоретические значения относительного коэффициента рассеяния на флуктуациях плотности вычислялись по формулам (11,19) и (11,21) без множителя Кабанна (6- -6А)/(6—7Д), учитывающего вклад симметричного (анизотропного) рассеяния света, обусловленного флуктуациями ориентации молекул. При расчетах относительного коэффициента рассеяния по формуле (11,21) были взяты явно заниженные значения Япл.см, по данным Вокелера [60], полученные без учета поправок С и С . [c.103]

Для получения полной интепсивности к этому выражению следует добавить еще второе слагаемое, изображающее рассеяние света на флуктуациях анизотропии. Отсутствие строгой теории анизотропии рассеяния не позволяет рассчитать это слагаемое. Поэтому анизотропное рассеяние света в жидкостях учитывают обычно с помощью множителя Кабанна [c.82]

Физическая причина сушествованм деполяризованного рассеяния в жидкости - наличие флуктуаций анизотропии диэлектрической прони-хшемости 0(1 которые, в свою очередь, ддя жидкостей с оптически анизотропными молекулами определяются локальной неравномерностью в ориентации молекулярных осей. Флуктуации к ( ) пяются функциями времени, так как свет, рассеянный в них, оказывается промрдулированным этой функцией, что и определяет его спектр. Применяя обратное фурье-преобразование к спектральному распределению интенсивности рассеянного света, мы получаем временную корреляционную функцию, характеризующую процесс переориентации молекул. [c.29]

Рассеяние видимого света (релеевское рассеяние) было широко использовано для изучения структуры растворов НМВ Дебаем, Фабелинским, Шахпароновым, Рощиной и др. На основании изучения интенсивности, деполяризации, а также спектрального состава рассеянного света получают информацию о размерах флуктуаций, их анизотропии, о временах релаксации структур в растворах неэлектролитов и электролитов. В последние годы Ботерель и сотр. [17] дetaльнo исследовали анизотропное рассеяние света жидкими углеводородами и их растворами, в которых была обнаружена взаимная ориентация (или корреляция) молекул. [c.438]

Изучение угловой зависимости рассеянного света в широком интервале углов для определения размеров частиц в студнях было предложено Принсом с соавт. [6]. Ими были рассчитаны угловые зависимости горизонтально по Гяризованной компоненты рассеянного света — Ну, если падающий свет вертикально поляризован. Появление этой компоненты определяет анизотропные флуктуации и свидетельствует об оптической анизотропии рассеивающих свет элементов. Расчет был проведен для жестких анизотропных стержней разной длины I, с использованием результатов работы [7]. На рис. 5 приведены результаты этих расчетов. Для [c.66]

Каждый из коэффициентов рассеяния несет в себе полезную информацию. Коэффициент рассеяния света на анизотропных флуктуациях Я ап позволяет определять строение и концентрацию неустойчивых ассоциатов и комплексов, соедняя продолжительность жизни которых обычно не превышает 10 — 10" с, а также концентрации различных неустойчивых форм молекул. [c.75]

Конформационные превращения. Бывают случаи, когда ассоциация и комплексообразование в жидкой фазе не оказывают существенного влияния на 7 , т. е., например, для одиокомпонентной жидкости иногда < 7 > = 7 . Если молекулы мономера способны к конформа-ционным превращениям, сопровождающимся изменениями их анизотропии поляризуемости, то исследования рассеяния света на анизотропных флуктуациях позволяют изучать эти превращения [36]. Тогда [c.80]

Величины времен релаксации анизотропных флуктуаций Та можно определять независимо с помош,ью анализа распределения интенсивности в спектрах релеевского рассеяния света, обусловленного анизотропными флуктуациями (см. И). При 300 К, Тд,,, низкомоле- [c.88]

В алканолах интенсивность анизотропного рассеяния света очень мала. Более надежны измерения релеевских спектров тех спиртов, углеводородные радикалы которых содержат ароматические циклы. Анизотропий поляризуемости молекул таких спиртов велика, и спектры анизотропного рассеяния света с помощью современной техники эксперимента могут быть изучены. На рис. 49 представлены спектры света, рассеянного анизотропными флуктуациями в бензнловом спирте [39]. Время релаксации анизотропных флуктуаций вычислялось по формуле [c.306]

Ряд работ М. И. Шахпаронова н сотрудников посвящен установлению связи концентрационного рассеяния и флуктуаций копцентрацпи с такими свойствами растворов, как диэлектрическая проницаемость, теплоемкость, растворимость, а также теоретическим и экспери-ме1ггальным исследованием анизотропной части рассеян-1ЮГ0 света [29—30]. [c.118]

Гинзбург [12] ввел в теорию рассеяния молекулярные представления и показал, что даже при отсутствии деформаций и температурных флуктуаций среда, содер-лсащая анизотропные молекулы, способна рассеивать свет за счет флуктуаций орнентац 1н осей молекул. [c.225]