Особенности оптических свойств дисперсных систем. Уравнение релея Для светорассеяния и его анализ. Фиктивное поглощение света дисперсными системами и уравнение ламберта-бугера-бера.

С изменением яркости опалесценции в зависимости от формы частиц тесно связано и другое оптическое явление, наблюдаемое в коллоидных системах с асимметричными частицами, - двойное лучепреломление.

Двойное лучепреломление в золях может быть обусловлено двумя причинами: исключительно ориентированным расположением асимметричных частиц, которые сами по себе изотропны, или кристаллическим строением частичек коллоида, т.е. их анизотропностью.

Двойное лучепреломление, зависящее от формы частиц, может проявляться лишь в том случае, если показатели преломления дисперсионной среды n₁ и дисперсной фазы n₂ различны.

На двойное лучепреломление, обусловленное анизотропностью самих частиц, различие или равенство показателей преломления влияния не имеет. Поэтому, если менять показатели преломления дисперсионной среды, приближая его к показателю преломления частичек, то в конце концов можно уничтожить двойное лучепреломление коллоида, обусловленное асимметричной формой коллоидных частичек. Если же двойное лучепреломление обусловлено анизотропностью фазы, то изменения показателя преломления среды не уничтожает оптического эффекта.

Однако, чаще в коллоидной системе проявляются обе названные выше причины, обусловливающие двойное лучепреломление. Тогда выравнивание показателей преломления n₁ и n₂ хотя и уменьшает, но все же не уничтожает двойного лучепреломления в системе. Часть его останется и это остаточное двойное лучепреломление нужно будет всецело приписать собственной анизотропности отдельных частичек.

Дж. Рэлей установил, что рассеяние света в дисперсной системе происходит, если:

- рассеивающие свет частицы имеют форму, близкую к изометричной, и настолько малы, что наибольший размер частицы существенно меньше длины волны падающего света

- частицы не поглощают свет

- частицы не электропроводны

- частицы оптически изотропны

-концентрация частиц настолько мала, что расстояние между ними больше длины волны падающего света

- объем дисперсной системы, через который проходит рассеянный свет, настолько мал, что можно не учитывать вторичное рассеяние света.

Рэлей вывел уравнение:

, где Ip и I0 –интенсивности рассеянного и падающего света соответственно; п₁ и п₂ – показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды соответственно; ν - частичная концентрация; Vч-объем отдельной частицы; λ-длина волны падающего света.

Если показатели преломления и длина волны падающего света не меняются, то уравнение Рэлея можно записать:

;

Анализ:

- это уравнение применимо главным образом к дисперсным системам с частицами, размер которых составляет не более 0,1 длины световой волны

- интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны падающего света:

-светорассеяние пропорционально числу частиц в единице объема

-светорассеяние тем меньше, чем ближе между собой показатели преломления вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды.

-интенсивность светорассеяния прямо пропорциональна кубу радиуса частиц или обратно пропорциональна кубу степени дисперсности.

. С учетом того, что и , можно получить:

и .

 

Поглощение излучения веществом является результатом взаимодействия молекул вещества с электромагнитным излучением.

Излучение света характеризуют длиной волны λ и частотой

 

В основе уравнения Л-Б-Б лежит два закона:

- закон Бугера:

: поток лучей монохроматического света при прохождении через гомогенную поглощающую среду ослабляется по экспоненциальному закону.

-закон Бера:

: величина коэффициента κ, характеризующего поглощение света растворами с абсолютно бесцветным и прозрачным растворителем, пропорциональна молярной концентрации растворенного вещества, способного поглощать свет.

В итоге, подставляя, получаем:

или

72) Студни. Схема взаимосвязи процессов образования и распада структур в системе геля.

Студни – структурированныедисперсные системы с жидкой дисперсионной средой,образованные молекулами полимера и растворителя.

Способ получения: набухание образца полимера, разрушение растворов полимеров.

Специфические свойства: термодинамически неустойчивы, набухают, тиксотропны, способны к релаксации и синерезису.

Пример: пищевые студни, желе, карамели, творог.

 

Схема: