光散射现象tyndall效应

《光散射现象tyndall效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§4溶胶的光学性质光散射现象Tyndall效应Rayleigh公式乳光计原理浊度超显微镜光散射现象当光束通过分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400~700nm之间。（1）当光束通过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。（2）当光束通过胶体溶液，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。（3）当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。Tyndall效应Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简

2、便的方法。可用来观察溶胶粒子的运动以及测定大小和形状。1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。溶胶Rayleigh公式1871年，Rayleigh研究了大量的光散射现象，对于粒子半径在47nm以下的溶胶，导出了散射光总能量的计算公式，称为Rayleigh公式：式中：I0—入射光强λ—入射光波长n1，n2—为分散介质和分散相的折射率—单位体积内的粒子数V—单个粒子的体积。适用条件：粒子小于

3、入射光波长，非导电的球形粒子，粒子间的距离大，没有相互作用。说明：1.散射光总能量与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。日光中，短λ：蓝光，紫光－－侧面可见蓝紫光长λ的有：红光，黄光－－透过光呈红橙色。2.分散相与分散介质的折射率相差愈显著，则散射作用亦愈显著。对于溶胶，是非均相，n相差大，就强；而真溶液（大分子溶液）为均相，就弱。3.散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。应用此原理，可制成乳光计，用已知浓度去求未知胶体溶液的浓度。照射光从碳弧光源射击，经可调狭缝后，由透镜会

4、聚，从侧面射到盛胶体溶液的样品池中。超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。如果溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。3、超显微镜和粒子大小的测定超显微镜(ultramicroscope)光源狭缝样品池显微镜狭缝式超显微镜：光源射出的光经可调狭缝后，由透镜会聚，从侧面射向样品池中的胶体溶液，可观察胶体粒子散射的光线。暗视野超聚光器原理上，暗视野超聚光器是将从显微镜反光镜来的光线，通过环形缝隙进入聚光器，在聚光器内几经反射，最后从侧面射到样品池上，这样就呈现为暗背景测光照射的情况。超显微镜的特点普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在200n

5、m以上的粒子，所以看不到胶体粒子。超显微镜分辨率高，可以研究半径为5~150nm的粒子。但是，超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察胶粒发出的散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。d=/(2nsin)从超显微镜可以获得哪些有用信息？（1）可以测定球状胶粒的平均半径。（2）间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有闪光现象。（3）判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散射光的强度也不同。（4）观察胶粒的布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象。粒子大小的测定设某溶胶浓度为c（kg/L)，用超显

6、微镜测出该溶胶V体积内含有ν个粒子，则每个粒子质量为cV/ν，若粒子半径为r，密度为ρ，则有：4电子显微镜显微镜分辨率d=/(2nsin)，人眼分辨率2×10-4m。1、光学显微镜：与光的波长有关，最短到紫外，可放大到3500倍；2、电子显微镜：与电子波的波长有关，而此波长又与加速电位差有关，可调，λ可达到可见光的十万分之一，这样可放大到几十万倍。