Szórja a fényt - studopediya

Optikai tulajdonságai diszperz rendszerek

Optikai tulajdonságai diszperz rendszerek közötti kölcsönhatás miatt az elektromágneses sugárzás, amelynek egy bizonyos energia a részecskék a diszperz fázis. Tulajdonságai optikai tulajdonságainak diszperz rendszerek meghatározott jellege a részecskék és a méret, a kapcsolat a hullámhossza az elektromágneses sugárzás és a részecskeméret. Az egyik jellemző optikai tulajdonságainak diszperz rendszerek a szétszórt fény.

Attól függően, hogy a tulajdonságok a diszpergált fázis részecskéihez és a méret rajta áthaladó fény a diszperzió lehet felszívódik, visszavert vagy szétszórt. A következmények fénykezelés diszperz rendszerek (interferencia, diffrakció, polarizáció, fénytörés és visszaverődés fény, stb) által meghatározott törvények geometriai optika.

A kolloid oldatokat fényszórás nyilvánul formájában opaleszcencia - matt izzás, gyakran kékes színárnyalatok megfigyelhető az oldalán fényt színtelen szol egy sötét háttér. Ebben az esetben a közvetlen átmenő fény, ugyanaz szolt pirosas színű. Opalescence következménye a szétszórt fény következtében diffrakciós mikroszkopikus mértékben diszpergált rendszer.

Fluoreszcencia - néhány izzás igaz molekuláris megoldásokat bizonyos festékek áteső fényben. Az ok az intramolekuláris fluoreszcencia gerjesztés, és a színe átjutó fény az oldat egy másik szín eltér a beeső fény izgalmas.

A fényszórás kolloid oldatok jellegzetes tulajdonsága, hogy lehetővé teszi, hogy megkülönböztessék őket a molekuláris és ionos oldatok, azért, mivel opaleszcenciájával jellemző jelenség a kolloid rendszerek - kúp vagy Tyndall hatás. A világos fény egy erős forrás irányul, hogy az edényt a megoldás. A megfigyelés oldalán esetén kolloid oldatot figyelhető egyenletes megvilágítását a megvilágított rész, néha egy kis bővítéssel a kimeneten. Jelenlétében az egyes flitterekkel a gerenda tudja ítélni jelenlétében durva részecskék, amelyek jellemzik a fény visszaverése.

Svetorasceivaniyu képesség, hogy rendelkezniük nemcsak részecskék, hanem társult molekulák, makromolekulák és beleértve megtörve homogenitását a közeg. A szóródási anyag átalakítására a fény, amely kíséri változás fény irányát.

Vázlatosan a szétszórt fény is képviselteti magát az alábbiak szerint:

Beeső fény frekvencia # 957;

Molekulák finom részecskék (atomok)

Polarizációs molekulák (atomok) és a előfordulása diopoley változó nyomaték

Kibocsátási egy frekvenciájú foton # 957; 1

A fény hullám polarizált molekulák, nem vezető és a fény elnyelő részecskék; Ez akkor fordul elő, amikor a dipólmomentum # 956; egyenlet által definiált

ahol # 945; - polarizálhatóságot; E - intenzitása a gerjesztett elektromos mező által képzett a beeső fény.

Kelj fel dipól oszcillál a frekvencia a beeső fény, és hozzon létre a másodlagos sugárzás minden irányban. Homogén közegben, a kibocsátott fény az összes dipólusok interferencia miatt *, kiterjed egy egyenes vonal. Egy heterogén környezetben, amely magában foglalja a nagymértékben diszpergált rendszert egy másik törésmutatója és fázisú, közepes, nincs interferencia, és a kompenzálatlan kibocsátott sugárzás formájában szórt fény. Ha az energia az abszorbeált fény kvantum (h # 957;), egyenlő a kibocsátott energia a kvantum (h # 957; 1), akkor a fényszórás Rayleigh, vagy rugalmas.

Ono realizált az esetben, ha a diszpergált fázis részecskemérete sokkal kisebb, mint a fény hullámhossza # 955;, nevezetesen,

A látható fény hullámhossza között mozog 380-760 nm. Ezért, ez a feltétel teljesül a diszpergált fázis részecskék, amelyeknek mérete kisebb, mint 76 nm, A szétszórt rendszerek.

A fényszórás nagydiszperzitású rendszerek, feltételek és <0,1λ называют рэлеевским. Характерной особенностью рэлеевского рассеяния является равенство энергий испускаемого и падающего квантов света (т.е. равенство частот падающего и рассеянного света).

Ennek eredményeként, a szórási intenzitása a beeső fény megváltozik, és J0 jellemzi Jp értéket. amely szerint a Rayleigh által meghatározott általános képletű

ahol # 957; H - száma sűrűsége a diszpergált fázis; V - részecskék térfogata (gömb alakú részecskék ez 4pr 3/3, R - a sugara a részecske); # 955; - hullámhossza beeső fény; n1. n2 - törésmutatója a diszpergált fázis és a diszperziós közeg.

Rayleigh fényszórás jellemző a nem vezető, optikailag homogén, átlátszó részecskék (fehér szolok). Így a szemcseméret-meg kell felelnie a feltételt egy <0,1λ, частицы иметь изомермическую форму, а расстояние между ними должно превышать длину волны падающего света.

Normális körülmények között, a finom részecskék lebeg a levegőben nem látható, de a láthatóvá válik, ha a napenergia ray halad egy elsötétített szobában. Tény, az emberi szem érzékeli fényintenzitás által szórt szuperfinom részecskéket.

Összhangban a egyenlete Rayleigh szórt fény intenzitása függ a részecskeszám sűrűsége és mérete azonos feltételek mellett:

Az intenzitás a szórt fény fordítottan arányos a hullámhossz a beeső fény a negyedik fokozat:

Fény a rövidebb hullámhosszakon szétszórt erősebb. A vörös fény a legnagyobb a látható hullámhossz-tartományban (620-760 nm), és a szétszórt kisebb mértékben. Lila fény hullámhossz 380-450 nm; ez szétszórt intenzívebben, mint a vörös. Violet fényszórás-intenzitás körülbelül 16-szor nagyobb szórási intenzitású vörös, amelynek hullámhossza csak kétszer a hossza a lila fény.

Az intenzitás a szórt fény szerinti Rayleigh-egyenlet, a diszpergált fázis függ a törésmutatója n1 anyag és a diszperziós közeg n2.

Ha a törésmutatója az anyag, amelyből képződik a nemfolytonos fázis egy diszperziós közeg törésmutatója (n1 = n2), a fényszórás. Például, a homogén média, fényszórás figyelhető meg.

Törésmutató levegő n1 1.000, a víz n2 - 1,333, így a vízcseppek a levegőben, amely képes a szórt fény.

A fény szóródik minden irányban, azaz a Ez egy vektor mennyiség. Azonban, az intenzitás azonos különböző irányokba. Az intenzitás a szórt fény, a tér is képviselteti magát a vektoros rajzot.

Amikor jelentős részecskék koncentrációja, amikor a részecskék közötti távolság kisebb, mint a hossza a beeső fény hullám, a Rayleigh-egyenlet értelmetlen.

A fényszórás a diszpergált rendszer, amely olyan részecskék sokaságát lényegesen eltér egyetlen szétszóró részecskéket. Ez a különbség annak köszönhető, hogy interferencia hullámok között szórják egyedi részecskék, és az incidens hullámok; többszörös szórás, amely akkor következik be, amikor a fény szóródik a szemcsék között eloszlik ismét más; mozgó részecskék.