Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Отметим, что такая модель позволяет исследовать параметры пичка интенсивности ещё и от размеров среды (например, от толщины слоя суспензии), тогда как в подавляющем большинстве работ авторы имеют дело с полубесконечной средой.
3.4.2. Зависимость профиля интенсивности обратного рассеяния от степени агрегированности частиц. Исследуем сначала зависимость формы пичка интенсивности от количества учитываемых актов перерассеяния. Ясно, что фотоны, испытавшие большое число актов рассеяния и вследствие этого имеющие в своём большинстве большее значение расстояния R от места входа в среду до места выхода, будут давать когерентный вклад в меньшем диапазоне углов рассеяния, чем фотоны, испытавшие малое количество актов рассеяния. При этом вклад в суммарную интенсивность фотонов, испытавших N актов перерассеяния, будет, вообще говоря, немонотонно уменьшаться с увеличением N. Все эти очевидные заключения подтверждают рис. 3.14-3.17, где изображены угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных составляющих интенсивностей для различных значений N и суммарные кривые для всех фотонов с N ^ 10 (здесь учтено и однократное рассеяние) для различных расстояний между частицами суспензии и различных степеней их агрегированности. Выбор расстояний между частицами и величин агрегатов будет объяснён ниже. При этом размер исследуемой среды был 300 х 100 мкм. Диаметр лазерного пучка равен ширине исследуемой среды.
Видно, что при таких концентрациях частиц вклад однократного рассеяния в общую интенсивность мал и высота пичка равна 2. При этом видно, что при увеличении N ширина пичка для данного N уменьшается, при этом уменьшается и вклад в общую интенсивность фотонов с данным N. Поэтому суммарный пичок, полученный при учёте всех фотонов с N ^ 10, имеет ширину ненамного меньшую, чем ширина пичка, полученная при учёте фотонов, испытавших только 2 акта перерассеяния. Таким образом, можно заключить, что пичок интенсивности формируется фотонами, испытавшими небольшое число актов перерассеяния (не более 10), т. е. форму пичка интенсивности формирует приповерхностный слой суспензии, и увеличение толщины суспензии не даст сильного изменения формы пичка.
Очевидно, что в процессе агрегации эритроцитов происходит увеличение длины свободного пробега фотона. Иными словами возрастает расстояние R между координатами входа фотона в среду и выхода его на детектор для любого значения N. Из гамма-распределения с параметром а = 1.4 легко получить, что среднее расстояние между частицами суспензии за 15 с увеличивается приблизительно в 2 раза, что должно приводить к уменьшению ширины пичка интенсивности.
Поскольку в процессе агрегации образуется большое число частиц различных форм и размеров, выясним, насколько чувствительна форма пичка интенсивности к форме агрегата. Так, на рис. 3.18 изображены пички интенсивности для двух различных случаев: 1) суспензия одиночных эритроцитов (тонкая кривая) и 2) суспензия агрегатов, каждый из которых состоит из 20-ти одиночных эритроцитов (толстая кривая). При этом среднее расстояние между центрами этих частиц одинаково для обоих случаев. Видно, что ширина пичка и его форма
— 2 перерассеяния
... 3 перерассеяния
Рис. 3.14. Угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных со-ставляющих интенсивностей для фотонов с заданным N и суммарная кривая для всех фотонов с N ^ 10. Суспензия состоит из одиночных эритроцитов со средним расстоянием между центрами частиц, равным размеру одиночного эритроцита (соответствует t = 0 в процессе агрегации)
— 2 перерассеяния ... 3 перерассеяния
— 4 перерассеяния
Рис. 3.15. Угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных составляющих интенсивностей для фотонов с заданным N и суммарная кривая для всех фотонов с N ^ 10. Суспензия представлена агрегатами, каждый из которых состоит из 4-х эритроцитов. При этом среднее расстояние между частицами в 1.6 раза больше размера одиночного эритроцита
— 2 перерассеяния
... 3 перерассеяния
Рис. 3.16. Угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных составляющих интенсивностей для фотонов с заданным N и суммарная кривая для всех фотонов с N ^ 10. Суспензия представлена агрегатами, каждый из которых состоит из 8-ми эритроцитов. При этом среднее расстояние между частицами в 2 раза больше размера одиночного эритроцита
— 2 перерассеяния
0, град.
Рис. 3.17. Угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных составляющих интенсивностей для фотонов с заданным N и суммарная кривая для всех фотонов с N ^ 10. Суспензия представлена агрегатами, каждый из которых состоит из 20-ти эритроцитов. При этом среднее расстояние между частицами в 2.7 раза больше размера одиночного эритроцита
практически не чувствительны к величине агрегата. Ширина пичка будет определяться, в первую очередь, средним расстоянием между частицами суспензии.
1.8
1.6
1.4
1.2
0.8
- одиночные эритроциты -агрегаты, состоящие из 20-ти одиночных эритроцитов
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
0, град.
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
