Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 73 стр.

     v - объем системы;
     θ - угол между направлениями распространения пучка рассеянного света и пучка па-
дающего света;
     n1, n0 - показатели преломления вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды.
     Предполагается, что под действием электрического поля световой волны в частицах
диэлектриков возникают индуцированные диполи, становящиеся новыми источниками излу-
чения. Интенсивность света Jp, рассеиваемого частицей определяется по формуле:
                           9π 2 (1 + cosθ ) 2  n12 − n02 
                      Si =                 υ J0  2                     10.2
                               2 R 2 λ4          n1 + 2 n02 
     Если в единице объема содержится Ni частиц, находящихся на достаточном удалении
друг от друга, чтобы можно было пренебречь взаимодействием их электрических полей, то
интенсивность света, рассеиваемого этим единичным объемом дисперсной системы, равна
                                                      J N i = N i ⋅ Ji .             10.3
     При изучении оптических свойств неоднородных систем используется величина τ, на-
зываемая мутностью, и определяемая равенством:
                             24π 3
                         τ = 4 ⋅ F ⋅ N1 ⋅ V 2 ,              10.4
                               λ
                                                                                  2
                                                                      n 2 − n02 
где F - функция показателей преломления и определяется соотношением:  21         .
                                                                      n1 + 2n02 
      Используя уравнения 10.2- 10.4 запишем
                           RN i = τJ 0 .                   10.5
      Из уравнения Реллея 10.1 и уравнения 10.4 можно сделать следующие выводы. Рассея-
ние света тем значительнее, чем крупнее частицы, при этом следует иметь в виду, что разме-
ры частицы не превышают 2/3 длины волны. На интенсивность светорассеяния огромное
влияние оказывает его длина волны и, как следует из уравнений 10.1 и 10.4, преимуществен-
но рассеивается коротковолновое изучение. Поэтому при освещении белым светом, который
можно рассматривать как смесь лучей различной длины волны, рассеянный свет богаче ко-
ротковолновым излучением, а: прошедший - длинноволновым. Интенсивность рассеянного
света находится в прямой зависимости от разности показателей преломления дисперсной фа-
зы и среды. При равенстве показателей преломления системы практически не рассеивают
свет.
      Рассеяние света наиболее заметно в дисперсных системах, однако, и гомогенные сис-
темы рассеивают свет. Рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, тщательно очищен-
ных от различных включений, объясняется тепловым движением атомов и молекул, нару-
шающих их оптическую плотность. В результате такого движения концентрация атомов и
молекул в отдельных частях системы превысит среднее значение, в других окажется ниже
среднего. Теорию флуктуаций (отклонение от среднего в результате теплового движения)
разработал М.Смолуховский. Основываясь на представлениях Смолуховского, Эйнштейн
разработал теорию рассеяния света гомогенными системами (1910г.). Дебай (1944г.) показал,
что рассеяние света растворами высокомолекулярных соединений (ВМС) может быть ис-
пользовано для определения их молекулярных весов.
      Особенностью рассеянного света является его поляризация, причем максимум степени
поляризации наблюдается в направлении, перпендикулярном падающему лучу.
      Степень поляризации света, рассеянного в различных направлениях, зависит от формы
частиц: для сферических частиц излучение, наблюдаемое перпендикулярно падающему лу-
чу, поляризованного полностью, а для частиц, которые можно представить в виде очень тон-
ких стержней, ориентированных перпендикулярно потоку света - на 70%.
      Изучение рассеяния света крупными частицами, сравнимыми по размеру с длинной
волны, показывает, что зависимость интенсивности рассеянного света от размеров частиц и