Оптические свойства суспензии твердых сфер

• Автор: Образцов, Евгений Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Глава 1. Распространение и рассеяние света в неоднородной среде

1.1. Электромагнитное поле в неоднородной среде

1.2. Волновое уравнение в интегральной форме

1.3. Оптические параметры суспензии

1.4. Корреляционные функции флуктуаций диэлектрической проницаемости системы твердых сфер

1.5. Приближение Перкуса-Йевика

Глава 2. Диэлектрическая проницаемость концентрированных суспензий

2.1. Борновское приближение

2.2. Форм-фактор в теории Ми

2.3. Влияние структурного фактора на оптические параметры в приближении Рэлея-Ганса

2.4. Выход за рамки борновского приближения

2.5. Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами
Глава 3. Диэлектрическая проницаемость суспензии с учетом пространственной дисперсии
3.1. Пространственная дисперсия
3.2. Функция Грина в неоднородной среде

3.3. Диэлектрическая проницаемость суспензии в приближении Перкуса-Йевика
3.4. Пространственная дисперсия диэлектрической проницаемости суспензии твердых сфер
Заключение
Литература
Список основных обозначений

В последнее время интенсивно исследуются сильнонеоднородные диэлектрические среды различными методами. Среди них значительное место занимают оптические методы, и в том числе исследование многократного рассеяния света [1]. Изучаются самые разнообразные объекты такие, как твердые диэлектрики [2], суспензии [3-26], эмульсии [27], гели [28,29], биологические объекты [30] и т.д. [31,32]. Применяются различные методы исследования такие, как измерение интенсивности однократного [15] и многократного рассеяния света [2, 22-24], измерение временных корреляционных функций [3, 14, 20], исследования прохождения и отражения света [25], диффузионно-волновая спектроскопия, изучение деполяризации [33], дифракции [34] и двойного лучепреломления [35] света и т.д. [4, 26]. Среди методов исследования многократного рассеяния света следует отметить такие, как методы корреляционной спектроскопии, возбуждение волн фотонной плотности, зондирование ультракороткими импульсами, анализ когерентного обратного рассеяни-яи т.д.. Наряду с оптическими методами изучения структуры неоднородных диэлектрических сред, в последнее время развиваются методы магнитнооптического анализа [36] и акустической спектроскопии [18,19]: исследования с помощью диффузионных акустических волн и динамического рассеяния звука [14].
Большое внимание уделяется именно оптическим методам. Важность этих исследований обусловлена тем, что оптические методы во многих случаях являются единственным подходом для изучения структуры сильно неоднородных сред. Особенно важно это для задач медицинской диагностики при изучении токов крови [37, 38], структуры поверхностных биологических тка-

Слагаемое П,"' описывает три акта рассеяния с участием двух частиц (ем. Рис. 7(Б), (В) и (Г)).
П?(п-г2) = Дс»У-^2зТ(г,-гз)Т(г3-г2)уЛШ,'/Ч(К-Н> (2.32) х[0(| - |п - И|)в(2 _ |Г2 - ВДоф _ |Гз - Я.’|)+ +»(| - [г, - Л|)0(| - |г2 - В/|)б)ф - |г3 - К|)+
+«(| - |г, - -|г2 - И|)61(^ - |г3 - ВД].
Слагаемое П® описывает трехкратное рассеяние с участием трех частиц (см. Рис. 1(Д)),

Пз3)(г1 -га) = А^оР у1*з(47г)3Т(г1-г3)Т(г3-г2) сШ.Д 0(у - |г,-К(|)5(3)(КьК2Кз).
(2.33)
Вычислим Фурье-образ функции Пз(г) (2.29). Формально это означает, что к формулам (2.31)-(2.33) применяют операцию
J <*(п - г2) ехр[гк(г2 - п)] = р; J ЙГ1^Г2 ехр[гк(г2 - щ)].
Используя обозначения 0(Q) (2.9) для Фурье-образа в - функции получим
Й=1>(к) = ^ I^ У<'Ч1<гЧ2Г(Ч1)Т(Ч2)П<(С!,9(Ч,)х (2.34)
х ехр{гк(г2-г1)+щ1(г1-Гз)+щ2(гз-г2)+гр1(г1-К)+г^2(г2-К)+гРз(гз-К)}
=Шз19^2'?(ч,)?(ч2)®(к_ч1)®(ч2-к)^(ч2_ч,)'
Вклад Пз^(к) линеен по концентрации и описывает рассеяние на одной изолированной частице.
Член Пз^(к) квадратичен по концентрации и дает поправки порядка Дед к формуле Рэлея-Ганса, описывающие рассеяние на двух частицах с учетом их пространственной корреляции. Имеем
п?)(к) = ЖР,)«(сы«(Оз)
(2.35)