Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, из теории многократного рассеяния Тверского (при применении её к полученным выше индикатрисам однократного рассеяния света) следует вывод, что угловая зависимость асимметрии индикатрисы многократного рассеяния несёт в себе информацию об угле наклона частиц и об их форме. Её анализ проще всего вести в передней полуплоскости рассеяния, но если данная информация недоступна, то при определённых углах наклона частиц дешифрирование также возможно, и вклады сомножителей можно графически разделить.
к
(D
к
к
(D
а
о
к
н
О
5т
4-
- однократное рассеяние
-второй множитель в теории Тверского f ^
/Г
/У
— — -многократное рассеяние
30
60
90 ,град.
120
150
180
Рис. 4.2. Угловые зависимости отношений интенсивностей рассеяния света на углы в и —в (показателей асимметрии) многократно и однократно рассеянного света при а = (80 ±5)° и е = 0.20
4.1.2. Влияние угла наклона и деформированности эритроцита в потоке на асимметрию индикатрисы многократного рассеяния излучения в модели среды, состоящей из слоёв с однократным рассеянием. Исследуем зависимость асимметрии индикатрисы многократного рассеяния толстого слоя от трёх параметров модели: от угла наклона частиц в сдвиговом потоке, от показателя асферичности
12 В. Н. Лопатин и др.
0, град.
Рис. 4.3. Угловые зависимости отношений интенсивностей рассеяния света на углы в и —в (показателей асимметрии) многократно и однократно рассеянного света при а = (60 ±5)° и е = 0.20
ж
<&
н
о
о
к
10 т -----однократное рассеяние
.....второй множитель в теории Тверского
-----многократное рассеяние
к
<&
н
к
К
(D
К
к
CD
а
о
к
н
о
30
60 90
0, град.
120
150
180
Рис. 4.4. Угловые зависимости отношений интенсивностей рассеяния света на углы 0 и —0 (показателей асимметрии) многократно и однократно рассеянного света при а = (70 ± 5)° и г = 0.20
частиц и от количества слоёв в модели. Будем исследовать только область углов обратного светорассеяния как наиболее используемую в экспериментальных исследованиях. Крайне интересным представляется вопрос о том, как сказывается многократность рассеяния на величину асимметрии индикатрисы. Наличие толщины исследуемой среды в качестве параметра является несомненным достоинством данного метода, поскольку все результаты теории Тверского имеют очень слабую зависимость от толщины для слабопоглощающих сред и справедливы только для очень больших толщин среды.
Сравним результаты, полученные с помощью предложенного метода при использовании в нём двух различных аппроксимаций: приближения лучевой оптики и гибридной аппроксимации, использующей соотношения аномальной дифракции.
Кривая показателя асимметрии для индикатрисы многократного рассеяния при этом получается простым делением интенсивностей излучения, рассеянных на углы в и 360 — в. При этом угол рассеяния отсчитывается от направления падения излучения против часовой стрелки (см. рис. 4.1). Обсуждение самих индикатрис многократного рассеяния оставим на конец параграфа.
Так, на базе предложенного метода доказано, что результаты, полученные с помощью двух отмеченных аппроксимаций, качественно согласуются друг с другом. Показано, что при увеличении количества тонких слоёв в модели кривая угловой зависимости показателя асимметрии становится более гладкой и наблюдается увеличение показателя асимметрии в диапазоне углов рассеяния, близких к 270° (этот угол соответствует 90° для результатов предыдущего параграфа, где в отсчитывался от направления падения излучения по часовой стрелке) для любых углов наклона частиц в потоке из исследуемой области (45° ч- 90°) и для любых асферичностей частиц 0.14 0.25.
(рис. 4.5-4.8).
Как показано в гл. 2, угловая зависимость показателя асимметрии индикатрисы однократного рассеяния (число слоёв в модели равно 1) для различных углов наклона частиц в потоке имеет выраженный максимум при соответствующем угле рассеяния (рис. 2.14). Величина показателя асимметрии при этом зависит от показателя асферичности частиц и возрастает при его уменьшении (рис. 2.17, 2.18).
Положение максимумов в случае однократного рассеяния трудно сопоставить ввиду сильной изрезанности кривых для приближения геометрической оптики. При небольшом увеличении толщины исследуемого слоя кривые, полученные для аппроксимации геометрической оптики, сглаживаются и на них уже чётко различим максимум, положение которого совпадает с максимумом для кривых, полученных на базе гибридной аппроксимации. Однако аппроксимация геометрической оптики даёт значительно более высокие значения показателя асимметрии. При дальнейшем увеличении количества слоёв в модели величина максимума претерпевает некоторые изменения, однако, остаётся примерно при том же угле рассеяния и, как мы уже упоминали ранее, наблюдается увеличение показателя асимметрии в диапазоне углов рассеяния, близких к 270°, что приводит к двугорбой кривой угловой зависимости показателя асимметрии. Видно, что из формы этой двугорбой кривой можно сделать заключение об угле наклона частиц в потоке, показателе асферичности частиц и толщине слоя (рис. 4.5-4.8).
