Рассеяние света опалесценция

Эффект Фарадея — Тиндаля. Дифракционное рассеяние света впервые было замечено М. В. Ломоносовым. Позднее, в 1857 г., это явление наблюдал Фарадей в золях золота. Наиболее детально -явление дифракции (опалесценции) для жидких и газовых сред было изучено Тиндалем (1868). [c.295]

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]

Рассеяние света в коллоидных системах и наблюдающееся при этом изменение окраски коллоида называется опалесценцией. [c.127]

Суспензии и лиозоли различаются размерами частиц, вместе с тем при одной и той же природе фаз поверхностные свойства отдельных частиц практически одинаковы. Различие в размерах частиц существенно сказывается на многих объемных свойствах этих систем. Так, 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.395]

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]

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]

Но, пожалуй, самым замечательным критическим явлением будет так называемая критическая опалесценция, которая для однокомпонентных систем была открыта Авенариусом (1874) уже через несколько лет после открытия критической точки. Если газ охлаждать при критической плотности, то он при температуре примерно на один градус выше критической начинает излучать голубоватый свет опалесценции, интенсивность которого сильно увеличивается с приближением к критической точке, хотя система все еще остается гомогенной. Это явление основано на том, что при приближении к критической точке сильно возрастает прежде всего в прямом направлении интенсивность рассеяния света. Такие же явления наблюдаются в критической точке расслоения жидких и твердых систем. В последнем случае для доказательства нужно, конечно, использовать рентгеновские лучи. Критическая опалесценция является, как показывает теоретический анализ, непосредственным следствием того факта, что критическая точка расположена на границе области стабильности, [c.238]

Вблизи критических точек жидкостей и растворов, а также вблизи точек ФП 2-го рода наблюдаются специфические явления, называемые критическими рост сжимаемости вещества в окрестностях критической точки равновесия жидкость - газ возрастание магнитной восприимчивости и диэлектрической проницаемости в окрестностях точки Кюри ферромагнетиков и сегнетоэлектриков замедление взаимной диффузии веществ вблизи критической точки растворов и уменьшение коэффициента температуропроводности вблизи критической точки чистой жидкости аномально большое поглощения звука критическая опалесценция (резкое усиление рассеяния света) и др. Во всех случаях наблюдается аномалия теплоемкости Эти явления связаны с аномальным ростом флуктуаций и их взаимодействием (корреляцией). Поэтому критическую область определяют как область больших флуктуаций. [c.21]

РАССЕЯНИЕ СВЕТА (ОПАЛЕСЦЕНЦИЯ) [c.388]

Оптические свойства. Светорассеяние С. первого типа мало отличается от светорассеяния р-рами несшитых полимеров такой же концентрации. Лишь при дополнительной сшивке равновесно набухшего сетчатого полимера, в результате к-рой в системе появляется избыток растворителя, может произойти выделение последнего в виде субмикроскопических капель и появится дополнительное рассеяние света (опалесценция). [c.281]

Рассеяние света частицами. Теорию опалесценции проще всего построить, рассчитав рассеяние света от одной частицы и перенеся затем полученный результат на совокупность частиц. В простейшем случае рассматривается рассеяние света сферическими частицами, так как только при полной симметрии их формы рассеяние не зависит от положения частицы по отношению к плоскости, образуемой падающим лучом и направлением наблюдения. Если частица имеет анизометрическую форму, то необходимо учитывать зависимость рассеяния от ориентации частицы по отношению к указанной плоскости. При совершенно хаотическом расположении частиц все ориентации их равновероятны, что приводит к усреднению, и рассеяние света вновь подчиняется формуле для частиц сферической формы (при достаточно малых размерах) с некоторым эффективным радиусом. Если по каким-либо причинам анизометрические частицы ориентированы, то формула, описывающая среднее рассеяние от одной частицы, соответствует форме и ориентации частицы в случае полной ориентации или какой-то эффективной форме в случае частичной ориентации. [c.18]

Экспериментальная проверка и применение. Экспериментальное исследование опалесценции коллоидных систем осуществляют либо путем измерения интенсивности света, рассеянного под данным углом, либо по ослаблению проходящего света. Первый метод часто называют нефелометрией, а соответствующие ему приборы — нефелометрами. Устройства, используемые во втором методе, представляют собой обычные фотометры. В случае сильно разбавленных золей изометрических, достаточно малых, непроводящих бесцветных или слабоокрашенных частиц результаты измерений могут быть интерпретированы в рамках теории Рэлея. В качестве переменных используются длина волны света, угол, под которым измеряется рассеянный свет, разбавление (концентрация) золя, а также поляризация рассеянного света. Интенсивность рассеянного и проходящего света определяется визуальными сравнительными методами или с помощью фотометров и фотоэлектрических умножителей. С целью устранения эффекта флуоресценции используют то обстоятельство, что длина волны флуоресценции всегда повышена по сравнению с длиной волны рассеянного света. Поэтому, если при визуальном измерении рассеянного света использовать красный свет, эффект флуоресценции будет исключен. Так как интенсивность рассеянного света сильно зависит от угла наблюдения, то в исследованиях необходимо использовать очень узкий пучок света, а измерения производить при сильном диафрагмировании. К сожалению, эти требования, далеко не всегда выполнимые, вносят довольно большие сложности в изучение рассеяния света коллоидными системами и требуют тщательного обдумывания эксперимента. Желающим заниматься этими исследованиями мы рекомендуем ознакомиться с приборами новейшей конструкции. [c.26]

Интенсивность / обратно пропорциональна Это означает, что при прохождении пучка белого света преимущественно рассеиваться должны наиболее короткие волны — синей и фиолетовой частей спектра. Действительно, для систем с неокрашенным веществом дисперсной фазы характерна при боковом освещении голубоватая опалесценция. С этим связан голубой цвет табачного дыма, керосина, снятого молока. Голубой цвет неба также обусловлен рассеянием света мельчайшими капельками воды и флуктуациями плотности газов атмосферы. [c.39]

Исследования опалесценции получили самостоятельное развитие для определения молекулярной массы и формы макромолекул полимеров. В этом случае используется флуктуационная трактовка рассеяния света, где в уравнения, описывающие это явление [например, (2.18)1, входит молекулярная масса. Эта связь выведена из зависимости осмотического давления от концентрации. Поскольку влияние межмолекулярных взаимодействий на осмотическое давление исчезает только при очень больших разбавлениях, необходимо получать данные для разбавленных растворов при нескольких концентрациях и результат [/ = / (1/%) или = = 7 (1/%)] экстраполировать к бесконечному разбавлению (с -> 0). Данный прием характерен для всех методов определения молекулярной массы, основанных на использовании осмотического давления, хотя при этом не всегда имеется уверенность в том, что при разбавлении растворов малоустойчивых высокомолекулярных веществ их молекулярная масса остается неизменной. [c.29]

Состояние двух равновесно существующих фаз, при достижении которого фазы становятся тождественным и по свойствам называется критическим состоянием. Критическое состояние характеризуется критическими значениями температуры, давления и удельного объема. Б критическом состоянии системы жидкость - пар удельные объемы жидкой и паровой фаз становятся одинаковыми, теплота ФП обращается в нуль, исчезает граница раздела фаз и поверхностное натяжение. Сжимаемость системы жидкость - пар очень велика, вследствие чего резко возрастают флуктуации плотности. В критическом состоянии появляются особые свойства вещества, например аномальное рассеяние света (критическая опалесценция) и возрастание теплоемкости. [c.20]

Это явление было подробно исследовано Тиндалем (1868 г.), который обнаружил, что в коллоидных растворах при освещении их сбоку наблюдается на темном фоне характерное переливчатое (обычно голубоватых оттенков) свечение, названное опалесценцией. Явление это обусловлено рассеянием света, вследствие его дифракции в микронеоднородной дисперсной системе. [c.37]

В заключение отметим, что существуют эффекты, в некоторой степени напоминающие опалесценцию (рассеяние света),— флуоресценция и комбинационное рассеяние. В отличие от рассеяния света при флуоресценции и комбинационном рассеянии переходы электронов на различные энер- [c.161]

Рэлеевское рассеяние света и опалесценцию коллоидных растворов практически измеряют с помощью нефелометров или специальных фотометров. Эти приборы могут быть использованы для определения концентрации коллоидного раствора или для изучения происходящих в этом растворе процессов агрегации частиц и изменения их состояния. [c.317]

Объяснение. Согласно закону Релея интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны проходящего через золь света. Поэтому красные лучи рассеиваются значительно слабее синих, что мы и наблюдаем в опыте. По этой же причине при освещении золей белым светом конус Тиндаля светится голубоватым цветом, т. е. в нем голубая опалесценция преобладает над опалесценцией других цветов. [c.164]

К суспензиям, как и к грубодисперсным системам, совсем не применим закон рассеяния света Релея, т. е. таким системам несвойственно явление опалесценции и эффект Тиндаля. [c.344]

Если размер частиц меньше длины полуволны падающего света, наблюдается дифракционное рассеяние света свет как бы обходит (огибает) встречающиеся на пути частицы. При этом имеет место частичное рассеяние в виде волн, расходящихся во все стороны. В результате рассеяния света каждая частица является источником новых, менее интенсивных волн, т. е. происходит как бы само- свечение каждой частицы. Явление рассеяния света мельчайшими частицами получило название опалесценции. Оно свойственно преимущественно золям (жидким и твердым), наблюдается только в отраженном свете, т. е. сбоку или на темном фоне. Выражается это явление в появлении некоторой мутноватости золя и в смене ( переливах ) его окраски по сравнению с окраской в проходящем свете. Окраска в отраженном свете, как правило, сдвинута в сторону большей частоты видимой части спектра. Так, белые золи (золь хлорида серебра, канифоли и др.) опалесцируют голубоватым цветом. [c.295]

Теория рассеяния света коллоидно-дисперсными системами была разработана Рэлеем в 1871 г. Она устанавливает зависимость интенсивности (количества энергии) рассеянного света (/) прн опалесценции и в конусе Фарадея — Тиндаля от внешних и впутреп- [c.296]

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]

Степень поляризации рассеянного света меняется от нуля (при угле д, равном О и 180°) до единицы (при угле , равном 90 и 270°). На рис. VI—3 представлены зависимости от угла О всех упомянутых выше величин интенсивности света с вертикальной поляризацией /в = / /2, света с горизонтальной поляризацией /r = /j /2, интенсивности поляризованного 1 и неполяризованного /н света и общей интенсивности рассеянного света U- Поляризация света — второе важное отличие опалесценции от люминесценции, при которой свет, вообще говоря, не поляризован. [c.163]

Указаннь[й недостаток отсутствует у оптических методов, основанных па рассеянии света (опалесценции). Они не уступают электронной микроскопии и по чувствительности. [c.111]

С другой стороны, тесные контакты коллоидной химии со смежными дисциплинами способствовали обогащению ее экспериментальной базы. Наряду с такими классическими методами эксперимента, родившимися именно в коллоидной химии, как определение поверхностного натяжения и двухмерного давления, ультрамикроскопия, центрифугирование, диализ и ультрафильтрацня, наблюдение разнообразных электрокинетичеоких явлений в дисперсных системах, дисперсионный анализ и порометрия, многочисленные прецизионные адсорбционные методы, изучение рассеяния света (опалесценции) и т. п., в разных разделах коллоидной химии нашли эффективное применение всевозможные спектральные методы ЯМР, ЭПР, УФ- и ИК-спектроскопия, гашение люминесценции, многократно нарушенное полное внутреннее отражение, эллипсометрия (с широким использованием лазерной техники), малоугловое рассеяние рентгеновских лучей и другие рентгеновские методы, радиоактивные изотопы, все виды электронной микроскопии. Большие перспективы открывает привлечение современных физических методов исследования поверхностей с использованием медленных электронов, масс-спектроскопии вторичных ионов и т. п. [c.9]

Характер оптических явлений зависит от соотношения размеров частиц дисперсной фазы и длины волны падающего света. Размеры коллоидных частиц соизмеримы с длиной волны света. Поэо нну одним из наиболее характерных оптических свойств золей является рассеяние света (опалесценция). [c.98]

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]

В заключение отметим, что с опалесценцией внешне сходна < злуоресценция, характерная для истинных растворов некоторых расителей, например флуоресцеина, эозина и др. Она заключается )В том, что раствор при наблюдении в отраженном свете имеет мную окраску, чем в проходящем, и в нем можно видеть такой же конус Тиндаля, что и в типичных коллоидных системах. Однако зто по существу совершенно различные явления. Опалесценция возникает в результате рассеяния света, при этом длина волны рассеянного света та же, что и падающего. Флуоресценция же представляет собою внутримолекулярное явление, заключающееся в селективном поглощении молекулой вещества светового луча и в трансформировании его в световой луч с другой, большей длиной волны. Существенно, что опалесценцию возбуждает любой свет, в то время как флуоресценция обусловливается светом определенной длины волны, характерной для данного флуоресцирующего вещества. [c.39]

КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ — состояние, ири котором исчезает граница раздела фаз между жидкостью и паром, которые становятся тождественными по своим физическим свойствам. К. с. характеризуется критическим давлением, температурой, объемом и плотностью. В К. с. возникают характерные флуктуации плотности, что ириводнт к рассеянию света, которое называется критической опалесценцией. Вещество при температуре выше критической нельзя перевести в жидкое состояние, даже при очень ВЫС0К0.М давлении. Вода имеет критическую температуру 374,2 С, критическое давление 22 10 Па, критическую плотность 0,321 г/мл, критический объем 56 мл/моль. [c.141]

В окрестности критической точки расслаивания раствора работа, требующаяся для образования флуктуаций концентрации, очень мала. Статистическое среднее квадрата флуктуаций концентрации возрастает. Даже малые локальные изменения состояния раствора оказывают заметное влияиие на состав сравнительно больших его участков. Иначе говоря, возрастает радиус корреляции флуктуаций концентрации. В окрестности критической точки при (Т—Т ) 1—2° флуктуации концентрации встречаются так часто, что лучи света, попадающие в раствор, нередко испытывают многократное рассеяние, прежде чем выйти наружу. Поэтому раствор становится мутным. Наблюдается критическая опалесценция. Постепенно радиус корреляции флуктуаций концентрации Ь достигает величин порядка 10 м, сравнимых с длиной волны света. Тогда при рассеянии света возникают отклонения от закона Релея. При устранении помех, связанных с многократным рассеянием, и тщательном термостатировангш отклонения от закона Релея нередко наблюдаются лишь в узком интервале температур, при Т—Гк1С0,1 [42]. Растворы с развитыми флуктуациями концентрации похожи на дисперсные системы с очень малыми неоднородностями. Отличие от обычных дисперсных систем состоит в том, что флуктуации концентрации неустойчивы Они случайно возникают и быстро исчезают. Среднее время их существования т обратно пропорционалыю коэффициенту диффузии. Исследования, выполненные автором и его сотр. [43], показали, что в растворах с положительными отклонениями от идеальности, состояние которых далеко от критической точки расслаивания, -с может лежать в интервале 10 — 10 с. Время 10" с само по себе очень малое, в молекулярных [c.154]

Так, для сравнительно грубодисперсных золей золота характерно довольно слабое истинное поглощение в оранжевой области спектра в ней же происходит и рассеяние света. Это приводит к синей или фиолетовой окраске таких золей в проходящем свете и красноватобурому (за счет некоторого изменения цвета при частичном поглощении рассеянных лучей) цвету опалесценции. По мере увеличения дисперсности золя область истинного поглощения сдвигается в желто-зеленую часть спектра, постепенно приближаясь к желтому спектру поглощения ионов АиС1Г. Поэтому с повышением дисперсности такие золи меняют свою окраску в проходящем цвете, становясь красными (при размерах частиц около 40 нм) и, далее, зелеными и желтыми при очень высокой дисперсности для таких золей характерен голубой цвет опалесценции. [c.167]

Здесь имеется в виду, что частота ш далека от резонансных частот колебаний электронов (атомных линий поглощения) и Аа не зависит от со. Подчеркнем, что в отличие от явлений люминесценции (флуоресценции, фосфоресценции) и комбинационного рассеяния в рассматриваемых процессах опалесценции не происходит изменения дпины волны — такое рассеяние назьшают упругим . Поэтому при освещении системы монохроматическим светом опалесценция имеет тот же цвет. При освещении системы белым светом преимущественное рассеяние коротких волн, предсказываемое уравнением Рэлея, вызывает голубой цвет опалесценции. Так, цвет неба связан с рассеянием света на неоднородностях атмосферы. [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология