Помоги мне, научный блог!
Я себе поломал весь мозг над школьным вопросом. К тому же ещё и стыдно, что так сильно меня заклинило…

Есть прибор, измеряющий размеры частиц в суспензиях на основе воды, спирта, бензина и ещё кучи всяких жидкостей. Растворы в разных концентрациях начиная от 1:1 и меньше. Написано, что там внутри 2 лазера: зелёный для измерения мелких частиц и инфракрасный для крупных. Работает на явлении дифракции.
Я не понимаю: вроде бы длина волны зелёного света — 500нм. Как этот прибор может измерить размер частицы в 10 нм? Луч же не отклонится просто…
И почему растворы с мелкими частицами отклоняют луч сильнее, чем раствор с крупными?

Может быть, накидаете мне чего–нибудь почитать лёгкого для понимая по этой теме? Уже не могу спать спокойно.
Нагуглил только описания похожих лабораторных работ, но там что–то всё не так или подаётся это как данность.

GD Star Rating
loading...

5 Responses to Измерение размера частиц

  1. Okanin:

    В данном случае, когда размер частиц меньше длины волны, будет происходить Рэлеевское рассеяние света (молекулярное рассеяние света).
    С классической точки зрения:
    У электромагнитной волны есть своя частота колебания v. Под воздействием поля волны электронные облака в частицах начинают вынужденно колебаться вместе с частотой поля. При этом электроны являются источником вторичных волн.

    С квантово–механической точки зрения гораздо понятнее:
    Происходит поглощение кванта энергии э/м волны электроном. При этом электрон переходит из основного состояния на некоторый виртуальный уровень энергии. Через некоторое время он релаксирует в исходное состояние и выделяет квант энергии в случайном направлении.
    Соответственно, будет меняться интенсивность света, что и можно зафиксировать.

    Зависимость интенсивности от размера частицы — сходу сложно сообразить…

  2. Or:

    Я тут подумал: может быть, явление просто аналогично опыту Фраунгофера или Френеля. У них тоже расстояние между дифракционными кольцами больше, при прохождении света через малое отверстие, и, соответсвенно, меньше при прохождении через бОльшее отверстие… Везде это даётся как аксиома, но мне почему–то не очевидно…

  3. Okanin:

    Ну, прохождение света через отверстия — это решенная задача, поэтому, наверное, многое из этого задается априори 🙂 Ну вот, например, здесь можно посмотреть решение такой задачи.

    Но к изначальной задаче это не совсем имеет отношение.
    Тут даже термин дифракция в прямом смысле не употребляют, говорят рассеяние света малыми частицами.
    Так вот, а размер частицы можно узнать измерив показатель преломления и интенсивность рассеяния света. Из этих данных находится масса одной частицы и ее размер.
    Интенсивность рассеяния зависит от размера частиц, от плотности, от количества рассеивающих частиц и т.д.. А вот сказать «отклонение луча» будет неверно, т.к. внутри частиц порядка или меньше длины волны геометрическое оптика не применима.

    Вот,а если хочется поподробней, советую книгу Де Хюлста «Рассеяние света малыми частицами», я сама ее еще не успела прочитать, но по первому впечатлению она очень хорошо написана (по крайней мере, там чистая классика без квантовой механики :)).

  4. Or:

    спасибо, почитаю 🙂

  5. Okanin:

    Не за что 🙂

Добавить комментарий