Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лопатин В.Н. -> "Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред" -> 115

Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.

Лопатин В.Н., Приезжаев А.В., Апонасенко А.Д. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 384 c.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка): metodisvertosiyaniya2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 154 >> Следующая

2
— /о
sm р к2 г2
ОО суп , |
U1 | П (ciQi + hi Si)
1=1
1(1 + 1)
Аналогично для ^-составляющей
h = h
COS ' р)
к2 г2
00 9/ -4- 1
m I п (с1$1 + hQi)
1=1
1(1 + 1)
(1.4)
(1.5)
где Iо — интенсивность падающего потока излучения.
1.2. Приближённые методы описания светорассеяния «мягкими» частицами
1.2.1. Приближение Рэлея-Ганса-Дебая. Следуя работе [2], рассмотрим рассеяние излучения «мягкими» частицами в приближении РГД. В основе теории РГД [29, 30] лежит обычное рэлеевское рассеяние: каждый элемент объёма частицы рассматривается как независимый рэлеевский рассеиватель. Так как излучения разных элементов при этом когерентны, то волны, рассеянные ими, интерферируют между собой и частично гасят друг друга из-за различия положения элементов в пространстве. Таким образом, в приближении РГД задача определения характеристик рассеяния сводится к нахождению так называемого фактора внутренней интерференции G(0, (р):
G(e,V) = ^\e™dV’,
где а = кг' • (1 — о) — фазовый сдвиг луча некоторого элементарного объёма dV' рассеивателя в направлении 9, (р (1, о — единичные векторы в направлении падающего и рассеянного излучения, в и (р со-
ответствуют полярному и азимутальному углам между ними). Условия применимости приближения РГД имеют вид:
\т- 1| <С 1, Ы\т - 1| < 1, (1.6)
где d — характерный линейный размер частицы. Условие (1.6) фактически означает, что луч не преломляется на границе среда-частица и изменение амплитуды и фазы при прохождении луча через частицу мало. РГД-приближение описывает угловые характеристики рассеяния и позволяет получить значения полного сечения рассеяния кр с помощью интегрирования функции дифференциального сечения по телесному углу. В то же время оно не учитывает мнимой части амплитуды рассеяния, что ведёт к неправильным значениям величины кр при использовании оптической теоремы [28, 30].
Приближение РГД широко используется для описания светорассеяния несферических частиц [100-104]. Ряд работ был посвящён анализу светорассеяния бактериальными взвесями [105-107]. В [107-108] предпринята попытка получения информации о размере и форме, показателе преломления биообъектов из данных оптических характеристик. В [109] авторы использовали отмеченный метод для определения среднего размера бактерий и их показателя преломления. В [110] разработан и апробирован метод определения среднего размера частиц взвеси на основе РГД-приближения.
Поскольку для эритроцитов и их агрегатов 7Г d\m — 11 > А, то при применении к ним РГД-аппроксимации можно получить значительные ошибки в расчётных характеристиках светорассеяния.
1.2.2. Приближение аномальной дифракции. При р >* 1, \т — 1| <С 1, где р = kd — дифракционный параметр частицы, к — волновое число дисперсионной среды, интенсивности дифрагированного и проходящего через частицу излучения становятся сравнимы: их интерференция приводит к так называемой аномальной дифракции. Для таких частиц можно принять, что луч, пересекая их, не изменяет своего направления и амплитуды, а трансформирует только фазу. В этом случае физика явления сводится к прямолинейному распространению и последующей дифракции излучения согласно принципу Гюйгенса. С использованием приближения аномальной дифракции получены аналитические выражения интегральных оптических характеристик только для нескольких видов объектов несферической формы с конечным объёмом и произвольной ориентацией относительно падающего излучения — эллипсоидов [29] (включая сфероиды [111] и шары [30]) и круговых цилиндров [112]. Имеются также подобные выражения для некоторых ориентаций параболоидных и конических тел, гексагональных призм, непоглощающих кубов, а также слоёв частиц [113, 114].
1.2.3. Приближение геометрической оптики (ГО). В основе приближения геометрической оптики [20] для частиц произвольной
формы лежат формулы Френеля для коэффициентов отражения г и проникновения d лучей света. Будем различать лучи с направлением электрического вектора (направлением колебаний), лежащим:
а) в плоскости падения (р) и б) перпендикулярным плоскости падения (s).
Тогда
r = r = tg
sin2((^ + ф)' Р tg2(ср + ф) ’
} _ sin 2^ sin 2ф } _ sin 2^ sin 2ф _ /1 7\
&s — 2 ’ Р — 2 2 ’ \ * /
sin + ф) sin ((?> + ф) cos (р — ф)
rs+ds= 1, rp + dp = 1, ЦЩ = п.
1 1 sm ф
Здесь ip — угол падения, ф — угол преломления, п — действительная часть относительного показателя преломления.
Будем называть все лучи, вышедшие из частицы, производными луча, первоначально упавшего на частицу. Отражённый луч будет первой производной, луч, дважды преломлённый, — второй производной и т. д.
Перечислим очевидные свойства лучей.
1. Все производные луча, первоначально лежащего в определённой плоскости, будут лежать в той же плоскости. Поэтому можно ограничиться исследованиями того, как распределяется рассеянный свет по углам рассеяния в выбранной нами плоскости.
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 154 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed