Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим теперь поведение самих индикатрис многократного рассеяния света при увеличении толщины среды. Так, на рис. 4.9 пред-
20
а
е = 0.16 12i б
s = 0.20
270
s = 0.25
8 = 0.16
180
270 180
270
8 = 0.20 у-, е
8 = 0.25
0
180
270 180
270
0, град.
0, град.
Рис. 4.5. Угловые зависимости показателей асимметрии индикатрисы многократно рассеянного света для различных показателей асферичности частиц в потоке (а-в — приближение ГО, г-е — гибридная аппроксимация, использующая соотношения аномальной дифракции). Сплошные кривые — 2 слоя в модели, пунктирные — 8, сплошные с круглым маркером — 32. а = 85°
ставлены индикатрисы многократного рассеяния и их изменение при увеличении количества слоёв в модели (до 64 слоёв, результирующая толщина толстого слоя при этом порядка 1 мм), рассчитанные на базе гибридной аппроксимации. Кривые для приближения лучевой оптики аналогичны и поэтому здесь не приводятся. Видно, что при увеличении количества слоёв в модели кривые становятся более гладкими и наблюдается увеличение на несколько порядков интегральной интенсивности обратного светорассеяния. Похожие зависимости были получены ранее и для случая хаотичной ориентации частиц в гл. 2. Здесь также, как и в гл. 2, можно увидеть, что при увеличении толщины монослоя вдвое интегральная интенсивность обратного светорассеяния увеличивается почти в 4 раза.
Если сравнить индикатрисы обратного рассеяния для обеих аппроксимаций (рис. 4.10), то становится очевидным, что геометрическая оптика даёт большие значения асимметрии индикатрисы рассеяния.
Следует также отметить, что поскольку положение максимума асимметрии и его величина для однократного рассеяния определяется угловым распределением отражённого излучения (см. гл. 2) и положение этого максимума практически не испытывает никакого изменения при переходе к многократному рассеянию даже для очень большого
к
es
? ^
og
ей
К
л g
Й Он 0> иГ
si
« S
ci
s = 0.25
270 180
0, град.
0, град.
Рис. 4.6. Угловые зависимости показателей асимметрии индикатрисы многократно рассеянного света для различных показателей асферичности частиц в потоке (а-в — приближение ГО, г-е — гибридная аппроксимация, использующая соотношения аномальной дифракции). Сплошные кривые — 2 слоя в модели, пунктирные — 8, сплошные с круглым маркером — 32. а = 75°
количества слоёв в модели, то можно сделать вывод о том, что даже в случае многократного рассеяния излучения на суспензии больших «мягких» ориентированных частиц положение максимума асимметрии определяется угловым распределением излучения, отражённого от поверхности одиночной частицы (т. е. первого приповерхностного слоя частиц) и может быть легко оценено на базе простых формул Френеля.
Сравним теперь результаты, полученные на базе предложенной модели среды, с основными результатами теории многократного рассеяния Тверского.
Как уже отмечалось, в настоящем параграфе угол рассеяния отсчитывается против часовой стрелки, в то время как результаты предыдущего параграфа верны для 0, отсчитываемого по часовой стрелке относительно направления падения излучения.
Поэтому заметим, что в = 90° в теории Тверского соответствует в = 270° в предложенном методе, а в = 180° соответствуют рассеянию
8 = 0.16
е = 0.20
180
270 180
270
si
о ft
ка
о
s = 0.25
270 180
270
0, град.
0, град.
Рис. 4.7. Угловые зависимости показателей асимметрии индикатрисы многократно рассеянного света для различных показателей асферичности частиц в потоке (а-в — приближение ГО, г-е — гибридная аппроксимация, использующая соотношения аномальной дифракции). Сплошные кривые — 2 слоя в модели, пунктирные — 8, сплошные с круглым маркером — 32. а = 65°
строго назад и совпадают для обоих методов. Таким образом, графики настоящего параграфа нужно сравнивать с графиками предыдущего, имея ввиду эти отличия.
Из теории Тверского следует, что при углах наклона частиц, близких к 90°, результирующая кривая асимметрии индикатрисы многократного рассеяния становится двугорбой и величина максимума, находящегося ближе к углу рассеяния 90°, уменьшается при приближении формы частицы к сфероидальной, что полностью соответствует результатам, полученным на базе предложенной модели среды для обеих аппроксимаций (рис. 4.5).
Из теории Тверского также следует, что при углах наклона частиц в диапазоне 65° < а < 75° не удаётся разделить вклады двух сомножителей, поскольку кривая асимметрии индикатрисы не имеет чётко выраженного максимума и величина показателя асимметрии отлична от 1 во всей области углов обратного рассеяния света. Такие же выводы можно сделать и на базе предложенной модели (рис. 4.6). Однако в этом случае диапазон углов наклона частиц, для которых справедливо данное утверждение, несколько смещён в сторону больших углов наклона.
