Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
где V2, {V\ — V2) и Ш2, 77?,i — объём и относительный показатель преломления ядра и внешнего слоя соответственно.
При доминировании объёмной поляризуемости ядра рэф будет с небольшой погрешностью определяться размером ядра, а при доминировании объёмной поляризуемости оболочки рэф ж р. В промежуточных случаях величина рэф зависит от того, с каким весом входит в (4.5)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
рбо
Рис. 4.17. Зависимость интегральной индикатрисы рассеяния света от рбо для однородной с усреднённым по объёму показателем преломления и «просветлённой» частиц. F(p0o) «просветлённой» частицы рассчитана в координатах рэф(9о. Значения р, т\, m2 те же, что и на рис. 4.16
р и pq. На рис. 4.18 представлены индикатрисы F(p6о), теоретически рассчитанные для однородной и двухслойной концентрических частиц. Рассмотрены случаи, когда отношение объёмной поляризуемости внешнего слоя к ядру равно 2 и 3 соответственно, при различных соотношениях q и показателей преломления ядра и оболочки. Индикатриса F(pOo) двухслойной частицы представлена в эффективных координатах РэфОо, рЭф рассчитано с помощью (4.5). Анализ представленных данных показывает, что относительная погрешность определения (9, соответствующего половинному уровню ослабления, для двухслойной частицы не превышает 10%. Очевидно, что при дальнейшем увеличении вклада объёмной поляризуемости оболочки рэф будет стремится к р, согласно (4.5). В реальных природных системах и модельных экспериментах показатель преломления органического вещества, адсорбированного на взвешенных минеральных частицах, сопоставим с показателем преломления частиц взвеси из-за высокой концентрации органического вещества на поверхности взвешенных частиц по сравнению с его концентрацией в растворе. Следовательно, используя метод интегральной индикатрисы светорассеяния для определения размера ОМД, можно с незначительной погрешностью фиксировать весь размер комплексной частицы.
Таким образом, в этой главе продемонстрированы экспериментальные возможности методов интегральной и «пролётной» индикатрис
Рис. 4.18. Теоретически рассчитанные интегральные индикатрисы светорассеяния для однородной (сплошная линия) и двухслойной сферической частиц (маркеры) для различных значений q, показателей преломления ядра и оболочки (а — объёмная поляризуемость оболочки больше объёмной поляризуемости ядра в 2 раза; б — объёмная поляризуемости оболочки больше объёмной поляризуемости ядра в 3 раза). F(pOo) двухслойной частицы рассчитана в координатах рэфОо с использованием (4.5)
Таблица 4.4. Сравнение теоретически рассчитанных значений р с рэф для модельных двухслойной и «просветлённой» частиц
Q Двухслойная сферическая «Просветлённая» сферическая
частица частица
9 Рэф 9 Рэф
0.9 8.47 7.93 8.47 7.88
0.8 9.53 7.95 9.53 7.90
0.7 10.89 7.97 10.89 7.94
0.6 12.70 7.99 12.70 7.95
0.5 15.24 8.00 15.24 7.96
0.4 19.05 8.03 19.05 7.99
светорассеяния по определению параметров комплексных дисперсных частиц. Теоретический анализ с использованием моделей двухслойной «просветлённой» частицы и частицы с показателем преломления, изменяющимся непрерывно от центра к внешней оболочке. Показано, что при переходе к эффективным координатам для определения среднего эффективного размера неоднородных частиц взвеси возможно использование метода интегральной индикатрисы, разработанного для взвесей однородных частиц. При этом определяется эффективный раз-мер, который зависит от соотношения объёмных поляризуемостей ядра и оболочки.
Этот метод и полученные результаты апробированы при натурных измерениях дисперсий природных водоёмов, где показали свою эффективность.
Список литературы к части I
1. Klett J.D., Sutherland R.A. Approximate methods for modeling the
scattering properties of nonspherical particles: evaluation of the
Wentzel-Kramers-Brillouin method // Appl. Opt. — 1992. — V.31. — P. 373-386.
2. Лопатин B.H., Шепелевич H.B. Следствия интегрального волнового уравнения в приближении ВКБ // Оптика и спектроскопия. — 1996. — Т.81, № 1. - С. 115-118.
3. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами: Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — 660 с.
4. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. — М.: Мир, 1971. — 165 с.
5. Kokhanovsky A. A. Optics of light scattering media: problems and solution. — John Wiley & Son Ltd, 1999. — 228 p.
6. Лопатин B.H., Апонасенко А.Д., Щур Л. А., Филимонов В. С. Оптический способ определения размера частиц в суспензии // Патент РФ. №2098794. - Бюлл. изоб. - 1997. - №34. - С. 16.
7. Maltsev V.P. Scanning flow cytometry for individual particle analysis // Review of Scientific Instruments. — 2000. — V. 71. — P. 243-255.
