Оптические свойства дисперсных систем.


При падении света на дисперсную систему могут наблюдаться следующие явления:

  • прохождение света частицами дисперсной фазы;
  • преломление света частицами дисперсной фазы (если эти частицы прозрачны);
  • отражение света частицами дисперсной фазы (если частицы непрозрачны);
  • рассеяние света;
  • адсорбция (поглощение) света дисперсной фазой с превращением световой энергии в тепловую.


Характер наблюдаемых явлений зависит от размеров частиц дисперсной фазы и их соотношения с длиной волны (λ) падающего света. Прохождение света наблюдается для прозрачных систем, в которых частицы много меньше длины волны падающего света (r<<λ). Преломление и отражение света наблюдается для систем, в которых частицы много больше длины волны падающего света (r>>λ). Визуально это явление выражается в мутности этих систем.
Рассеяние света наблюдается для систем, в которых частицы дисперсной фазы меньше, но соизмеримы с длиной волны падающего света (r ≈ 0.1 λ). Именно такое соотношение выполняется для коллоидных растворов. В проходящем свете коллоидные системы прозрачны, а при боковом освещении рассеивают падающий на них свет, поэтому пучок людей в коллоидной системе виден как яркий светящийся конус (конус Тиндаля – по имени ученого, впервые подробно исследовавшего это явление). Теорию светорассеяния создал английский физик Рэлей. Он вывел уравнение, связывающее интенсивность рассеянного света I с интенсивностью падающего света I0, длиной волны падающего света λ и размерами частиц дисперсной фазы r:

или 3

где V – объём одной частицы, ν – частичная концентрация (число частиц в единице объёма), λ – длина волны, n1, n0 – показатели преломления частиц и среды, соответственно.
Уравнение Релея выполняется при следующих условиях:

  • частицы малы и имеют сферическую форму;
  • частицы не проводят электрический ток (т.е. являются неметаллическими);
  • частицы не поглощают свет, т.е. являются бесцветными;
  • коллоидный раствор является разбавленным в такой степени, что расстояние между частицами больше длины волны падающего света.

Белый свет (дневной, солнечный свет) полихроматичен, длина волны меняется от 4·10-7м (фиолетовый свет) до 7·10-7м (красный свет). Интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени. Это означает, что при прохождении через коллоидный раствор пучка белого света преимущественно рассеиваются короткие волны – синей и фиолетовой части спектра. Поэтому бесцветный золь в рассеянном свете имеет голубоватую окраску, а в проходящем свете - красноватую. Это явление различной окраски коллоидного раствора в проходящем и рассеянном (отраженном) свете называется опалесценцией. При увеличении размера частиц зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны уменьшается.
В случае окрашенных растворов происходит наложение собственной окраски и окраски, вызванной опалесценцией (явление дихроизма света).
Все металлические золи уравнению Рэлея не починяются, так как их частицы сильно поглощают свет. Оптические свойства коллоидных систем используют при изучении размеров, формы, структуры и концентрации коллоидных частиц

 

ЛЕКЦИЯ № 9






Дата добавления: 2016-11-26; просмотров: 4564; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.021 сек.