Dynamický rozptyl světla

Technology

12 hours ago

Author

Dynamický rozptyl světla je optický jev, který nastává, když světelný paprsek prochází médii s různými indexy lomu a je náchylný k odchylkám a rozptylu. Tento jev je způsoben nedokonalostmi v optickém materiálu, jako jsou nehomogenity, pórovitost nebo napjatost. Dynamický rozptyl světla je důležitý zejména v optické mikroskopii a astronomii, kde může ovlivnit kvalitu obrazu. Při zkoumání mikroskopických vzorků nebo pozorování vzdálených objektů dochází k deformaci a rozmazání obrazu způsobených dynamickým rozptylem světla. Tento jev je zkoumán vědeckou komunitou a je stále předmětem výzkumu a vývoje, aby se minimalizovaly jeho negativní vlivy na optické systémy.

Dynamický rozptyl světla (DLS) je metoda vhodná pro měření velikosti částic v submikronové oblasti. Tato metoda měří Brownův pohyb částic a přiřazuje ho k velikostem částic. Brownův pohyb je náhodný pohyb částic, který vzniká z důvodu narážení molekul rozpouštědla, které jsou kolem částic. Čím větší částice jsou, tím pomalejší je Brownův pohyb. Při měření díky Brownovu pohybu kolísá intenzita rozptýleného světla a to je detekováno pomocí vhodného optického uspořádání. Základem této techniky je měření fluktuace intenzity rozptýleného světla laserového paprsku okolo jeho průměrné hodnoty.

Malá částice, která je osvětlená zdrojem světla (laser) bude rozptylovat světlo ve všech směrech. Obraz vzniklý tímto rozptýleným světlem lze zobrazit na stínítku, nebo detektoru. +more Obraz skvrn se skládá z oblastí jasného světla a tmavých oblastí, na které žádné světlo nedopadá. Částice se neustále pohybují Brownovým pohybem a pro metodu dynamického rozptylu světla je podstatné to, že se malé částice pohybují rychle a velké částice pomaleji. Vztah mezi velikostí částice a její rychlostí v důsledku Brownova pohybu udává Stokesova - Einsteinova rovnice:.

d(H)=\frac{k T}{3\pi\eta D}

d(H) - hydrodynamický průměr, D - translační difuzní koeficient, k - Boltzmannova konstanta, T - termodynamická teplota, η - viskozita

Protože jsou částice v neustálém pohybu, tak se obraz skvrn na stínítku (detektoru) také s časem mění. S pohybem částic konstruktivní a destruktivní fázový přírůstek způsobí fluktuaci intenzity. +more Rychlost difuze částic může ovlivnit přítomnost iontů a iontová koncentrace v měřeném roztoku, protože se mění tloušťka elektrické dvojvrstvy. Z tohoto důvodu bude mít málo vodivý roztok větší dvojvrstvu iontů obklopujících částici, která bude snižovat difuzní rychlost a způsobí větší zdánlivý hydrodynamický průměr.