Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
агрегат, состоящий из 10 одиночных эритроцитов агрегат, состоящий из 15 одиночных эритроцитов агрегат, состоящий из 20 одиночных эритроцитов
90 0, град.
Рис. 2.11. Угловая зависимость интенсивности однократно рассеянного света для различных моделей одиночного эритроцита и линейных эритроцитарных агрегатов, моделируемых модифицированными овалами Кассини. Кривые рассчитаны с помощью приближения геометрической оптики
диска и овала Кассини, моделирующего одиночный эритроцит. Видно, что чем больше вогнутость в центре модельной частицы, тем больше интенсивность обратного светорассеяния. Для двояковогнутого диска и сфероида интегральные интенсивности излучения, рассеянного в заднюю полуплоскость, отличаются почти в 3 раза (рис. 2.9); а для плавного двояковогнутого диска и модифицированного овала Кассини, моделирующего одиночный эритроцит, лежат между ними (рис. 2.12).
Рассмотрим теперь отдельно случаи 5- и ^-поляризации падающего излучения. Соответствующие угловые зависимости интенсивностей для хаотично ориентированного сфероида, рассчитанные с помощью приближения лучевой оптики, приведены на рис. 2.13 а. Видно, что на кривой для s-поляризации даже для хаотичной ориентации частицы присутствуют острые пики, связанные с радугами. Из угловой зави-
8000i
Zhztcto
:ПДДВГ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Количество эритроцитов в агрегате, шт.
Рис. 2.12. Зависимость интегральной интенсивности обратного рассеяния света для различных моделей одиночного эритроцита и линейных эритроцитарных агрегатов, моделируемых модифицированными овалами Кассини (ОК — овал Кассини, ПД — плавный диск, ДВГ — двояковогнутый диск. Числами на оси абсцисс обозначено количество эритроцитов в агрегате)
Рис. 2.13. Угловые зависимости интенсивностей (а) для хаотично ориентированного сфероида, моделирующего эритроцит, рассчитанные с помощью приближения лучевой оптики. Толстая кривая — индикатриса для света с направлением электрического вектора, лежащим перпендикулярно плоскости (s) падения, тонкая — в плоскости падения (р). Соответствующая угловая зависимость степени линейной поляризации рассеянного излучения — (6)
симости этих двух кривых легко может быть получена кривая для степени линейной поляризации рассеянного излучения, которая есть не что иное, как угловая зависимость элемента /12 матрицы рассеяния, приведённая на рис. 2.13 6.
Кривая угловой зависимости степени линейной поляризации рассеянного излучения, рассчитанная для хаотично ориентированного сфероида в приближении лучевой оптики, имеет более изрезанный характер по сравнению с соответствующей кривой, рассчитанной с помощью гибридной аппроксимации. Эта аппроксимация и сравнение её с экспериментальными данными приводится в последнем параграфе настоящей главы. Однако она также имеет характерный минимум около угла рассеяния в = 100° и не является симметричной функцией относительно 90°.
Рассмотрим теперь хаотично ориентированные линейные эритроци-тарные агрегаты, моделируемые модифицированными овалами Кассини и сфероидами с различной полуосью симметрии. Индикатрисы для сфероидов, приводимые в следующей главе, имеют такие же свойства, как и индикатрисы для модифицированных овалов Кассини, на которых подробнее остановимся в настоящем параграфе. Поскольку все модифицированные овалы Кассини так же, как и двояковогнутые диски, имеют вогнутость на оси симметрии, то они дают большее значение интегральной интенсивности обратного светорассеяния, чем сфероиды эквивалентных объёмов. Индикатрисы для модифицированных овалов Кассини, моделирующих эритроцитарные агрегаты, не превышающие 20 частиц, и рассчитанные в приближении геометрической оптики, приведены на рис. 2.11, а с учётом дифракции Фраунгофера (лучевая оптика) — на рис. 2.10. На рис. 2.13 приведены интегральные интенсивности света, рассеянного в заднюю полуплоскость. При этом каждый столбик нормирован на условие сохранения общего числа частиц. Видно, что в процессе агрегации интегральная интенсивность обратного светорассеяния будет падать, и скорость этого падения напрямую будет зависеть от кинетики агрегации.
Обсудим теперь случай однократного рассеяния излучения на ориентированных частицах.
2.3. Угловые зависимости интенсивности светорассеяния для ориентированных сфероидальных
частиц
Во многих экспериментальных работах авторы имеют дело не с неподвижной суспензией эритроцитов, а с суспензией, находящейся в сдвиговом потоке. Одним из наиболее интересных явлений при рассеянии лазерного зондирующего излучения движущейся суспензией эритроцитов является экспериментально обнаруженное явление асимметрии индикатрисы рассеяния в правую и левую полуплоскости рассе-
яния [44, 45], связанное с ориентированием и деформированием частиц в потоке. Здесь рассмотрим проблему расчёта асимметрии индикатрисы рассеяния в случае однократного рассеяния, поскольку, как будет показано в последней главе, асимметрия индикатрисы многократного рассеяния напрямую связана с асимметрией индикатрисы однократного рассеяния
