動(dòng)態(tài)光散射光信號(hào)與粒徑的關(guān)系
光通過(guò)膠體時(shí),粒子會(huì)將光散射,在一定角度下可以檢測(cè)到光信號(hào),所檢測(cè)到的信號(hào)是多個(gè)散射光子疊加后的結(jié)果,具有統(tǒng)計(jì)意義(見(jiàn)附件一)。瞬間光強(qiáng)不是固定值,在某一平均值下波動(dòng),但波動(dòng)振幅與粒子粒徑有關(guān)(見(jiàn)附件二)。某一時(shí)間的光強(qiáng)與另一時(shí)間的光強(qiáng)相比,在極短時(shí)間內(nèi),可以認(rèn)識(shí)是相同的,我們可以認(rèn)為相關(guān)度為1,在稍長(zhǎng)時(shí)間后,光強(qiáng)相似度下降,時(shí)間無(wú)窮長(zhǎng)時(shí),光強(qiáng)完全與之前的不同,認(rèn)為相關(guān)度為0(此原理見(jiàn)附件三)。根據(jù)光學(xué)理論可得出光強(qiáng)相關(guān)議程(見(jiàn)附件四)。之前提到,正在做布朗運(yùn)動(dòng)的粒子速度,與粒徑(粒子大?。┫嚓P(guān)(Stokes - Einstein方程)。
大顆粒運(yùn)動(dòng)緩慢,小粒子運(yùn)動(dòng)快速。如果測(cè)量大顆粒,那么由于它們運(yùn)動(dòng)緩慢,散射光斑的強(qiáng)度也將緩慢波動(dòng)。類(lèi)似地,如果測(cè)量小粒子,那么由于它們運(yùn)動(dòng)快速,散射光斑的密度也將快速波動(dòng)。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(guò)光強(qiáng)波動(dòng)變化和光強(qiáng)相關(guān)函數(shù)計(jì)算出粒徑及其分布(見(jiàn)附件六)。
光傳播時(shí)因與物質(zhì)中分子(原子)作用而改變其光強(qiáng)的空間分布、偏振狀態(tài)或頻率的過(guò)程。當(dāng)光在物質(zhì)中傳播時(shí),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(jiǎn)單地說(shuō),即光向四面八方散開(kāi))。藍(lán)天、白云、曉霞、彩虹、霧中光,曙光的傳播等等常見(jiàn)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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