Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Теоретические принципы светорассеяния
Содержание
- 1. Теоретические принципы светорассеяния
- 2. Основной принцип конструкции лазерного прибора для измерения частиц
- 3. Свет: частица или волна?Свет - это поток
- 4. Свет: частица или волна?ПреломлениеОтражениеДифракция
- 5. Отражение светаОтражение происходит когда электромагнитная волна встречается
- 6. Преломления света
- 7. Преломление светаЗаконы:Падающий и преломленный лучи лежат в
- 8. Дифракция светаДифракция (лат. Diffractus) — буквально разломанный, переломанный, способность света огибать препятствия.sinθ = λ/d
- 9. Слайд 9
- 10. Рассеяние света Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн
- 11. Типы рассеяния на частице
- 12. Рассеяние света крупными частицами
- 13. Теория МиРассеивание света сферической частицей — классическая
- 14. Рассеяние Ми Векторная диаграмма МиУгловое распределение света,
- 15. интенсивность рассеяния красного света лазера, который рассеивается
- 16. Теория ФраунгофераТеория Фраунгофера описывает часть отклонения света, которое происходит исключительно за счет дифракции.
- 17. Слайд 17
- 18. Одновременное измерение крупных и малых частиц (DLS)Сигнал
- 19. Многократное рассеяниеВысокая концентрация частиц приводит к тому, что фотоны рассеиваются больше чем один раз.
- 20. АбсорбцияПоглощение света в белом золе
- 21. Броуновское движениеВ результате броуновского движения под действием
- 22. Интерференция рассеяного лучаИзлучение рассеивается от каждой движущейся
- 23. МЕТОДЫ •Статическое рассеивание света (СРС= лазерная дифракция)–Основано
- 24. Динамическое рассеяние света (DLS)При динамическом рассеянии света
- 25. Временная автокорреляционная функция Для больших времен корреляция
- 26. Корреляционная функция интенсивности рассеянного света имеет вид:Волновой вектор флуктуаций концентрации описывается выражением:Автокорреляционная функция рассеянного света
- 27. Основные идеи метода динамического рассеяния света Броуновское
- 28. Слайд 28
- 29. Слайд 29
- 30. Гидродинамический радиусКогда диспергированная частица движется в жидкой
- 31. Достоинства метода1. Метод спектроскопии рассеяния занимает важное
- 32. Недостатки метода1. Невозможность определения формы объектов2. Возможность
- 33. Статическое рассеяние светаПри статическом рассеянии света (лазерная
- 34. Слайд 34
- 35. Скачать презентанцию
Основной принцип конструкции лазерного прибора для измерения частиц
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Метод лазерной дифракции для исследования наноматериалов и наноструктур
Лекция 2. Теоретические
принципы светорассеяния
Слайд 3Свет: частица или волна?
Свет - это поток корпускул (частиц), выбрасываемых
светящимся телом, которые распространяются в пространстве прямолинейно;
Свет - это
механические волны.
Слайд 5Отражение света
Отражение происходит когда электромагнитная волна встречается
с поверхностью,
не
способной поглощать энергию
Законы отражения:
Падающий и отраженный лучи лежат в
одной плоскостиУгол падения равен углу отражения
Слайд 7Преломление света
Законы:
Падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости
где n1 и n2 — абсолютные показатели
преломления 1-й и 2-й сред.
Слайд 8Дифракция света
Дифракция (лат. Diffractus) — буквально разломанный, переломанный, способность света огибать препятствия.
sinθ
= λ/d
Слайд 10Рассеяние света
Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их
взаимодействии с веществом.
Ѡ - частота падающего света;
Ѡ'-рассеянного света.
Если
Ѡ =Ѡ' — упругое рассеяниеЕсли Ѡ≠ Ѡ' — неупругое рассеяние
Ѡ Ѡ' < стоксово рассеяние
Ѡ Ѡ' > антистоксово рассеяние
Рассеиваемый свет даёт информацию о структуре и динамике материала.
Слайд 13Теория Ми
Рассеивание света сферической частицей — классическая задача электродинамики ,
решенная в 1908 году Густавом Ми для сферической частицы произвольного
размераЗадача рассматривает рассеяния электромагнитной волны с напряженностью электрического поля
где ω - частота , k - волновой вектор , а E0 - амплитуда волны, на сферической частице с радиусом R и диэлектрической проницаемостью ε.
Слайд 14Рассеяние Ми
Векторная диаграмма Ми
Угловое распределение света, рассеянного малой (а) и
крупной (б) сферическими частицами. Заштрихована область поляризованного рассеянного света
Слайд 15интенсивность рассеяния красного света лазера, который рассеивается на золотые частички
диаметра 1,5 µм – красная линия – и на золотые
частицы диаметра 0,5 µм – синяя линия –
Слайд 16Теория Фраунгофера
Теория Фраунгофера описывает часть отклонения света, которое происходит исключительно
за счет дифракции.
Слайд 18Одновременное измерение крупных и малых частиц (DLS)
Сигнал малых частиц перекрывается
сигналом крупных частиц.
I
˜
6
a
Слайд 19Многократное рассеяние
Высокая концентрация частиц приводит к тому, что фотоны рассеиваются
больше чем один раз.
Слайд 21Броуновское движение
В результате броуновского движения под действием постоянных столкновений молекул
жидкости с диспергированными частицами они также приходят в совершенно хаотичное,
разнонаправленное движение.
Слайд 22Интерференция рассеяного луча
Излучение рассеивается от каждой движущейся в результате броуновского
движения частицы, вызывая изменения в частоте рассеянного света
Слайд 23МЕТОДЫ
•Статическое рассеивание света
(СРС= лазерная дифракция)
–Основано на свойствах рассеивания света
–Диапазон
измерений: от нескольких нм до нескольких мм
•Динамическое рассеивание света (ДРС)
–Основано
на эффекте Броуновского движения, эффекте Допплера–Диапазон измерений: 1нм-несколько μм
Слайд 24Динамическое рассеяние света (DLS)
При динамическом рассеянии света для определения размера
частиц используется изменение интенсивности рассеяния во времени.
Слайд 25Временная автокорреляционная функция
Для больших времен корреляция отсутствует, и автокорреляционная
функция равна квадрату средней интенсивности рассеяния
Релаксация микроскопических флуктуаций концентрации к
равновесному состоянию может быть описана первым законом Фика
Слайд 26
Корреляционная функция интенсивности рассеянного света имеет вид:
Волновой вектор флуктуаций концентрации
описывается выражением:
Автокорреляционная функция рассеянного света
Слайд 27Основные идеи метода динамического рассеяния света
Броуновское движение дисперсных частиц или
макромолекул в жидкости приводит к флуктуациям локальной концентрации частиц.
Коэффициент
диффузии частиц обратно пропорционален характерному времени релаксации флуктуаций интенсивности рассеянного света. Размер частиц рассчитывается по формуле Стокса-Эйнштейна, которая связывает размер частиц с их коэффициентом диффузии и вязкостью жидкости.
Слайд 30Гидродинамический радиус
Когда диспергированная частица движется в жидкой среде, тонкий, электрический
дипольный слой зачастую налипает на ее поверхности.
Слайд 31Достоинства метода
1. Метод спектроскопии рассеяния занимает важное место в метрологии
нанообъектов, допуская интегрирование в технологический процесс изготовления
2. Дает возможность работы
в жидкой среде в условиях близких к нативным3. Отличается простотой пробоподготовки
4. Обеспечивает возможность оперативного получения распределения наночастиц по размерам
5. Не вызывает воздействия на объект исследования
6. Наличие резкой зависимости интенсивности рассеянного света от размера взвешенных частиц (пропорционально шестой степени характерного размера) позволяет надежно измерять распределение тяжелых частиц на фоне мелких
7. Обеспечивает простоту эксплуатации
Слайд 32Недостатки метода
1. Невозможность определения формы объектов
2. Возможность артефактов в случае
наличия объектов сложной формы (программное обеспечение может идентифицировать такие объекты
в виде нескольких объектов с разными размерами)3. Необходимость подбора жидкости – растворителя в случае необходимости исследования гидрофобных нанопорошков
4. Наличие резкой зависимости интенсивности рассеянного света от размера взвешенных частиц (пропорционально шестой степени характерного размера), что затрудняет измерение легких частиц на фоне тяжелых и требует достижения уникальных значений технических характеристик прибора.
Слайд 33Статическое рассеяние света
При статическом рассеянии света (лазерная дифракцией) для определения
размера частиц используется угловая зависимость интенсивности рассеяния.
