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激光粒度儀中動態(tài)光散射的基礎(chǔ)知識

更新時間:2018-05-14

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  激光粒度儀中動態(tài)光散射的基礎(chǔ)知識
  一、什么是動態(tài)光散射
  動態(tài)光散射,也稱光子相關(guān)光譜 ,準(zhǔn)彈性光散射,測量光強(qiáng)的波動隨時間的變化。DLS技術(shù)測量粒子粒徑,具有、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點,已經(jīng)成為納米科技中比較常規(guī)的一種表征方法。
  二、動態(tài)光散射的基本原理
  1. 粒子的布朗運動導(dǎo)致光強(qiáng)的波動,微小粒子懸浮在液體中會無規(guī)則地運動,布朗運動的速度依賴于粒子的大小和介質(zhì)粘度,粒子越小,介質(zhì)粘度越小,布朗運動越快。
  2. 光信號與粒徑的關(guān)系
  光通過膠體時,粒子會將光散射,在一定角度下可以檢測到光信號,所檢測到的信號是多個散射光子疊加后的結(jié)果,具有統(tǒng)計意義。瞬間光強(qiáng)不是固定值,在某一平均值下波動,但波動振幅與粒子粒徑有關(guān)。某一時間的光強(qiáng)與另一時間的光強(qiáng)相比,在極短時間內(nèi),可以認(rèn)識是相同的,我們可以認(rèn)為相關(guān)度為1,在稍長時間后,光強(qiáng)相似度下降,時間無窮長時,光強(qiáng)與之前的不同,認(rèn)為相關(guān)度為0。根據(jù)光學(xué)理論可得出光強(qiáng)相關(guān)議程。之前提到,正在做布朗運動的粒子速度與粒徑(粒子大小)相關(guān),大顆粒運動緩慢,小粒子運動快速。如果測量大顆粒,那么由于它們運動緩慢,散射光斑的強(qiáng)度也將緩慢波動。類似地,如果測量小粒子,那么由于它們運動快速,散射光斑的密度也將快速波動。根據(jù)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。后通過光強(qiáng)波動變化和光強(qiáng)相關(guān)函數(shù)計算出粒徑及其分布。

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