Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
120
ы « Si
СЗ о
а ? = 0.16 JY\ 80 и б ? = 0.20
А 1 / •/ Vi
т 0- Шу ' п
180
270 180
60]
270
в ? = 0.25
CD Р4 ЙЁ
ё| С 3
О
г е = 0.16
270 180
270
0, град.
0, град.
Рис. 4.8. 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 = 55°
Ещё одним выводом из теории Тверского является увеличение максимума показателя асимметрии по отношению к случаю однократного рассеяния для углов наклона частиц в потоке в диапазоне 45° < а < 65°. Такой же эффект даёт предложенная модель для приближения лучевой оптики. При этом диапазон углов рассеяния, для которых это утверждение справедливо, сдвинут на несколько градусов в область больших в (рис. 4.7, 4.8). При этом предложенная модель при использовании в ней любой из выбранных авторами аппроксимаций даёт большие величины для показателя асимметрии в области углов рассеяния, близких к 270°, чем теория Тверского, что связано с использованием слоёв с однократным рассеянием в модели и неучётом перерассеяний внутри каждого слоя.
Рис. 4.9. Угловые зависимости интенсивностей многократно рассеянного света для ориентированных сфероидальных частиц с показателем асферичности г = = 0.2 и различными углами наклона частиц в потоке (а — а = 85°, б — а = 75°, в ^ а = 65°) (гибридная аппроксимация). Цифры на линиях означают число
слоёв в модели
Крайне интересным представляется исследование зависимости степени линейной поляризации рассеянного излучения от толщины исследуемого слоя и параметров частиц суспензии. Рассмотрим его подробно в следующем параграфе.
Рис. 4.10. Угловые зависимости многократно рассеянного назад света для
ориентированных сфероидальных частиц с показателем асферичности г = 0.2 и углом наклона частиц в потоке а = 75, рассчитанные на базе гибридной аппроксимации, основанной на соотношениях аномальной дифракции (а), и приближения геометрической оптики (б). Цифры на линиях означают число
слоёв в модели
4.2. Зависимость степени линейной поляризации рассеянного излучения от толщины слоя и параметров частиц суспензии
Рассмотрим зависимость степени линейной поляризации многократно рассеянного излучения от толщины слоя суспензии и параметров частиц (угла наклона и показателя асферичности). Зная индикатрисы однократного рассеяния света для s- и р-поляризаций входящего излучения, которые могут быть легко рассчитаны на базе приближений лучевой оптики и гибридной аппроксимации, использующей соотношения АД, можно, как и в предыдущем параграфе, получить индикатрисы многократного рассеяния для этих двух компонентов, а затем, применяя простую формулу для степени линейной поляризации рассеянного излучения: Р = у—-Д, можно получить её угло-
-L s -Lp
вую зависимость для многократно рассеянного излучения. Так, в гл. 3 рассмотрена зависимость степени линейной поляризации рассеянного излучения от толщины слоя для случая толстого слоя суспензии, состоящего их хаотично ориентированных частиц. Было показано, что величина минимума кривой угловой зависимости степени линейной поляризации рассеянного излучения сильно растёт (и приближается к нулю) при увеличении толщины слоя. Рассмотрим, что произойдёт со степенью линейной поляризации в рассматриваемом в настоящем параграфе случае ориентированных в сдвиговом потоке частиц.
Полученные кривые представлены на рис. 4.11-4.15. Как и везде, результаты сравнивались для двух аппроксимаций — гибридной и приближения лучевой оптики. Как и в случае расчёта асимметрии
индикатрисы, исследовался диапазон углов наклона частиц от 45° до 90° и показателей асферичности от 0.14 до 0.25.
Из рис. 4.11-4.13 видно, что обе аппроксимации дают качественно похожие результаты в диапазоне углов обратного светорассеяния, который представляет наибольший интерес. Для всех углов наклона частиц в потоке и показателей асферичности существует в области углов обратного рассеяния угол, при котором наблюдается увеличение почти до 1 степени линейной поляризации излучения, т. е. наблюдается линейно поляризованный свет. В приближении лучевой оптики эта величина варьируется от 0.8 до 0.9 для различных параметров частиц взвеси, а для гибридной аппроксимации эта величина изменяется от 0.9 до 1. При этом данная величина практически не зависит от толщины слоя исследуемой суспензии. Значения углов, при которых наблюдается линейная поляризация, удовлетворительно совпадают для обеих аппроксимаций (рис. 4.11-4.13).
Таким образом, при многократном рассеянии излучения взвесью ориентированных частиц в области углов обратного светорассеяния существует угол, при котором можно наблюдать линейную поляризацию света. Вспоминая то, как ведёт себя кривая угловой зависимости степени линейной поляризации при увеличении толщины слоя для суспензии хаотично ориентированных частиц, можно по угловой зависимости степени линейной поляризации сделать вывод относительно степени ориентированности частиц взвеси больших «мягких» несферических частиц. Важно отметить, что угол, при котором наблюдается линейная поляризация рассеянного излучения, в точности совпадает с углом рассеяния, при котором наблюдается максимум асимметрии однократного рассеяния.
