Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Маркерами отмечены значения, соответствующие (2.36). Как видно из представленных данных (2.36), Imax позволяет хорошо описать позиции максимумов вплоть до значений фазового сдвига А = 2. В то же время, вследствие принятых при выводе (2.34) допущений 1т-ш
(2.36) не позволяет описывать амплитуду интенсивности в положениях минимумов (рис. 2.7).
Из Imax (2.36) легко определить значение относительного показателя преломления исследуемой частицы. Оно определяется выражением:
т- 1 = j (с - JС'2 - 4sin2 0max ^ , С = —?=. (2.38)
\ / Vmax
Значения 1П1ах и соответствующее ему значение #тах определяются
из эксперимента. Значение р легко определить из расстояния между
соседними экстремумами (минимумами или максимумами). В случае Д < 1 оно следует из выражения [234]:
2р-
2\ • (@\ sm|TJ-smfT
= тг. (2.39)
Выражение (2.39) можно использовать в достаточно широкой области, подтверждением служат данные, представленные на рис. 2.8 — положения первых восьми относительных минимумов (а) и максимумов (б) индикатрисы в координатах 2psin (0/2) в зависимости от фазового сдвига для различных значений т, вычисленных с помощью (2.33).
Как уже упоминалось выше, в диапазоне углов О = 15-40° с погрешностью менее 2% выражение sin (0/2) можно заменить на 0/2, и с учётом перехода от угла в радианах к таковому в градусах из (2.38) следует:
р= 180°/Д2(15).
В табл. 2.1 представлены значения т, рассчитанные по (2.38) для всех максимумов в диапазонах, соответствующих данным на рис. 2.7. Выражение (2.38) позволяет оценивать показатель преломления исследуемой частицы с погрешностью, не превышающей 0.2%. При этом с уменьшением угловой позиции экстремума погрешность уменьшается.
2.2.3. Область больших фазовых сдвигов. Для оптически мягких частиц в случае Д 1 ДФ и дважды преломлённая составляющая ГО практически полностью определяют рассеянные интегральные потоки [134, 212]. При этом ДФ не зависит от природы вещества частицы. Вследствие этого в качестве исследуемой области углов рассеяния целесообразно выбрать область, где влиянием механизмов ДФ можно пренебречь. Это связано также и с тем, что в области влияния ДФ (О < Окр) возможны исчезновения экстремумов, связанные с совпадением некоторых пар соседних минимумов и максимумов по угловым позициям и интенсивностям [239], что может привести к неверным интерпретациям полученных результатов.
Величину Оцр можно оценить из того факта, что в случае ДФ практически вся рассеянная по этому механизму энергия сосредоточена в диапазоне psinO = 10. Таким образом, для частиц с р > 30, в ка-
О 10 20 30 40 50 60 70 80 А
Рис. 2.8. Зависимость положения первых восьми относительных минимумов
(а) и максимумов (б) индикатрисы светорассеяния, рассчитанной по механизму ВКБ (2.33), от фазового сдвига А: а) т = 1.2 (—), т = 1.025 (- - -), б) т = 1.06 (—), т = 1.025 (-----------------------) [151]
честве нижней границы рабочей области для определения параметров рассеяния из структуры индикатрисы можно выбрать угол 0\ = 10°.
В области в > #кр при р > 1 основным механизмом, формирующим в передней полусфере углов рассеяния индикатрису оптически мягких частиц, будет являться ГО, а именно, дважды преломлённая и отражённая от внешней стенки её составляющие. При этом первая
Таблица 2.1. Значения т, полученные с помощью (2.38), в сравнении
с заданными
Номер т = 1.02 т =1.05 т = 1.005
экстремума р = 30 р = 20 р= 100
т
1 1.0197 1.0541 1.00492
2 1.0195 1.0498 1.00499
3 1.0189 1.0464 1.00499
4 1.0183 1.0428 1.00497
5 1.0175 1.0393 1.00496
6 1.0166 1.00493
7 1.0157 1.00491
8 1.0146 1.00488
9 1.00485
10 1.00482
11 1.00480
12 1.00474
13 1.00470
14 1.00466
15 1.00461
составляющая рассеивает на порядок больше энергии, чем вторая. Область её влияния может быть вычислена из (2.10) и (2.18). Данные представлены на рис. 2.9.
Таким образом, из (2.10), (2.18) при (р = 90° легко определить максимальный угол рассеяния дважды преломлённого компонента 02 (рис. 2.10), т. е. рассматривать 02 как верхнюю границу рабочей области углов рассеяния.
В действительности зона влияния ГО меньше, чем значение, полученное с помощью (2.10) и (2.18), вследствие неприменимости ГО-ап-проксимации при условии (р = 90° и значительных изменениях с модификацией т. Для частиц в диапазоне изменения т = 1.02-1.20 в качестве такового можно взять значение 02 = 30°.
