動態(tài)光散射光信號與粒徑的關(guān)系
光通過膠體時,粒子會將光散射,在一定角度下可以檢測到光信號,所檢測到的信號是多個散射光子疊加后的結(jié)果,具有統(tǒng)計意義(見附件一)。瞬間光強不是固定值,在某一平均值下波動,但波動振幅與粒子粒徑有關(guān)(見附件二)。某一時間的光強與另一時間的光強相比,在極短時間內(nèi),可以認(rèn)識是相同的,我們可以認(rèn)為相關(guān)度為1,在稍長時間后,光強相似度下降,時間無窮長時,光強完全與之前的不同,認(rèn)為相關(guān)度為0(此原理見附件三)。根據(jù)光學(xué)理論可得出光強相關(guān)議程(見附件四)。之前提到,正在做布朗運動的粒子速度,與粒徑(粒子大小)相關(guān)(Stokes - Einstein方程)。
大顆粒運動緩慢,小粒子運動快速。如果測量大顆粒,那么由于它們運動緩慢,散射光斑的強度也將緩慢波動。類似地,如果測量小粒子,那么由于它們運動快速,散射光斑的密度也將快速波動。附件五顯示了大顆粒和小粒子的相關(guān)關(guān)系函數(shù)。 可以看到,相關(guān)關(guān)系函數(shù)衰減的速度與粒徑相關(guān),小粒子的衰減速度大大快于大顆粒的。最后通過光強波動變化和光強相關(guān)函數(shù)計算出粒徑及其分布(見附件六)。
光傳播時因與物質(zhì)中分子(原子)作用而改變其光強的空間分布、偏振狀態(tài)或頻率的過程。當(dāng)光在物質(zhì)中傳播時,物質(zhì)中存在的不均勻性(如懸浮微粒、密度起伏)也能導(dǎo)致光的散射(簡單地說,即光向四面八方散開)。藍(lán)天、白云、曉霞、彩虹、霧中光,曙光的傳播等等常見的自然現(xiàn)象中都包含著光的散射(光的反射)現(xiàn)象。
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