Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Длина волны, нм
Длина волны, нм
Рис. 4.13. Спектры поглощения раствора с различными концентрациями гуминовых кислот и глины при фильтрации: а) ¦ — СГК = 10 мг/л, Сплина = 5.9 • 109 част./л; ^ — фильтрат исходного раствора через фильтр 0.4 мкм; б) ¦ — Сгк = 20 мг/л, Сглшг = 5.9 • 109 част./л; ^ — фильтрат исходного раствора через фильтр 0.4 мкм
щей физической картине — с увеличением толщины внешней оболочки возрастает разреженность адсорбировавшегося органического вещества (рис. 4.14). В качестве примера рассмотрим случай, когда максимальное значение комплексного относительного показателя преломления во внешнем слое т\ max = 1.05 + г • 0.01. Как видно из представленных данных, при увеличении толщины оболочки возрастает погреш-
Рис. 4.14. Зависимость интегральной индикатрисы рассеяния от рво» рассчитанная для однородной сферической частицы с усреднённым по объёму т (сплошная линия) и двухслойной сферической частицы с различной тол-щиной внешнего слоя (маркеры) с р2 = 7.62, m2 = 1.15. Комплексный относительный показатель преломления оболочки рассчитывается из условия V] (т 1 — 1) = COnst , 771] щах = 1 -05 + % • 0.01
ность в определении рв о двухслойной модели относительно однородной с усреднённым по объёму показателем преломления.
Как показано в 4.3, F(pOo) двухслойной сферической частицы необходимо представить в неких эффективных координатах рЭфво, при этом рэф можно получить из следующих предположений. Известно, что для однородных сферических частиц до 90% рассеянной энергии сосредоточено в углах до первого минимума. Следовательно, приравнивая угловые позиции, при которых в интенсивности рассеяния однородного и двухслойного шара появляется первый минимум и зная, что для однородной сферической частицы в области РГД первый минимум появляется при рв « 4.49, можно найти рэф. Сравнение интегральных индикатрис светорассеяния однородного с усреднённым по объёму показателем преломления шара и двухслойного шара, вычисленных в эффективных координатах рЭфво, представлено на рис. 4.15. Видно, что в отмеченных координатах интегральная индикатриса для двухслойной сферической частицы практически совпадает с F(p6о) однородного шара с усреднённым по объёму показателем преломления. При
этом теоретические оценки показали, что рэф содержит до 90% всего рассеивающего вещества.
Рис. 4.15. Зависимость интегральной индикатрисы рассеяния света от рво для однородного с усреднённым по объёму показателем преломления и двухслойного шаров. F(pOo) двухслойного шара рассчитана в координатах рэФ0О.
Значения р, т\, те же, что и на рис. 4.14
На основе модели «просветлённой» сферической частицы при условии V] (т\ — 1) = const, получены данные, представленные на рис. 4.16. Как видно, при увеличении толщины оболочки возрастает погрешность в определении рв о модели «просветлённой» частицы относительно модели однородной частицы с усреднённым по объёму показателем преломления. Поскольку угловая зависимость интенсивности рассеяния «просветлённой» частицы может иметь «сглаженные» экстремумы, выберем рэф таким, чтобы усечённая модель содержала 90% всего рассеивающего вещества. На рис. 4.17 представлены интегральные индикатрисы светорассеяния однородной с усреднённым по объёму показателем преломления и «просветлённой» частиц при условии, что F(pOo) «просветлённой» частицы вычислена в эффективных координатах рЭф0о- В отмеченных координатах F(pOo) «просветлённой» частицы совпадает с интегральной индикатрисой однородной частицы.
Таким образом, вышеприведённый теоретический анализ показал, что в эффективных координатах рЭф#о интегральная индикатриса структурированной частицы (двухслойная, «просветлённая» частица) с незначительной погрешностью соответствует F(pOo) однородной ча-
Нр%)
0.8“
0.6-
0.4-
0.2“
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Р%
Рис. 4.16. Зависимость интегральной индикатрисы рассеяния от рво, рассчитанная для однородной сферической частицы с усреднённым по объёму т (сплошная линия) и «просветлённой» сферической частицы с различной толщиной внешнего слоя (маркеры) с р2 = 7.62, m2 = 1.15. Комплексный относительный показатель преломления оболочки рассчитывается из условия V\(m\ — 1) = const, mi max = 1.05 + i • 0.01
стицы. Оценить погрешность определения среднего эффективного размера методом интегральной индикатрисы, которая возникает, если не учитывается внутренняя структура частиц взвеси, можно, используя данные таблицы 4.4.
В табл. 4.4 представлены значения р и соответствующие рэф при различных q для моделей двухслойной и «просветлённой» частиц. Как видно, со средней погрешностью 5% определяется размер ядра. Это можно объяснить тем, что объёмная поляризуемость внешнего слоя при условии V\(m\ — 1) = const не вносит существенного вклада в общую объёмную поляризуемость частицы. В более общем виде рэф можно оценить как:
pq ¦ У2{т2 - 1) + р ¦ (У, - У2)(пц - 1)
Рэф V2(m2 - 1) + (Vt - V2)(m\ - 1) ’ 1 ' ’
