Электро- и магнитооптические эффекты в коллоидных растворах магнетита в жидких диэлектриках и их применение для исследования приэлектродных процессов

• Автор: Ерин, Константин Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 346 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Оптические эффекты в коллоидных растворах магнитных частиц
1.1. Оптические эффекты в дисперсных системах: современное со-
стояние вопроса
1.2. Ориентационные оптические эффекты в коллоидах в электриче-
ском и магнитном полях
1.3. Оптическая анизотропия коллоидов ферро- и ферримагнетиков,
наведенная внешним полем
1.4. Влияние агрегационных процессов на оптические свойства маг-
нитных коллоидов
1.5. Определение размеров частиц коллоидов по данным оптических
экспериментов
Выводы и задачи исследования
Глава 2. Экспериментальные установки и методики исследования оптических свойств магнитных коллоидов
2.1. Образцы для исследования и их физико-химические свойства
2.2. Экспериментальная установка для электромагнитооптических
экспериментов в коллоидных растворах
2.3. Методика исследования двойного лучепреломления и дихроиз-
ма магнитных коллоидов в стационарных полях
2.4. Методика исследования оптической анизотропии в переменных
и импульсных полях
2.5. Экспериментальная установка для исследований ориентацион-
ного турбидиметрического эффекта в магнитных коллоидах..
2.6. Экспериментальная установка для исследования рассеяния све-
та в магнитных коллоидах

Выводы к главе
Глава 3. Механизмы оптических эффектов в магнитных коллоидах в электрическом и магнитном полях
3’". 1. Экспериментальная проверка одночастичной < ориентационной
модели оптической анизотропии в магнитных коллоидах
3.2. Кинетика оптической анизотропии в магнитных коллоидах в
переменных и импульсных электрическом и магнитном полях
3.3. Оценка размеров магнитных коллоидных частиц по данным
изменения прозрачности в магнитном поле
3.4. Исследование агрегатов магнитных коллоидных наночастиц ме-
. тодом рассеяния света
3.5. Агрегаты частиц как причина индуцированной оптической ани-
зотропии в магнитных коллоидах ..'
. 3.6. Влияние полидисперсности коллоидных частиц на электромагнитооптические эффекты
Выводы к главе
Глава 4: Природа электрических и магнитных дипольных моментов агрегатов наночастиц магнетита
4.1. Экспериментальное определение магнитного дипольного мо-
мента и анизотропии магнитной восприимчивости агрегатов наночастиц магнетита
4.2. Электрический дипольный момент агрегатов наночастиц магне-

Выводы к главе
Глава 5. Оптические эффекты в магнитных коллоидах с агрегатами микронных размеров
5.1. Изменение интенсивности рассеяния света магнитными коллоидами с агрегатами частиц микронных размеров

5.2. Оптическая анизотропия магнитных коллоидов с микрокапель-
ными агрегатами
Выводы к главе
Глава 6. Оптические исследования приэлектродных процессов в
магнитных коллоидах
6.1. Оптические способы визуализации и измерения электрических
полей в жидких диэлектриках
6.2. Измерение напряженностей электрических полей в жидких ди-
электриках, содержащих магнитные коллоидные частицы
6.3. Определение времени релаксации приэлектродного заряда в
магнитных коллоидах
6.4. Определение электрофоретической подвижности магнитных
коллоидных наночастиц по данным оптических экспериментов
6.5. Механизмы оптических эффектов в магнитных коллоидах в об-
ласти приэлектродного объемного заряда
Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

дой. Так, например, для классической схемы измерения ДЛП, содержащей поляризатор и анализатор с азимутами ± гг/4 по отношению к оптической оси, интенсивность прошедшего света будет равна:

'ехр(-Гц)+ехр(-г±)
М. =-/0j 2 cos ff exp
(1.47)
Как указывалось выше, дихроизм и индуцированное полем изменение интенсивности прошедшего света наиболее сильно проявляется в тех системах, где размер частиц сравним с длиной волны падающего света. Исследования дихроизма, изменения прозрачности и интенсивности рассеяния света в различных коллоидах довольно многочисленны [367-371, 373], а также [7, 17, 93, 111, 116, 163, 183, 198, 202, 203, 227, 361]. Разработаны разнообразные методы, позволяющие по измерениям изменения прозрачности и изменения интенсивности рассеянного света, индуцированных внешним электрическим полем, определить размеры и электрические характеристики коллоидных частиц [4, 32, 99, 111, 125, 145, 164, 172, 185-188, 371, 373]. Исследования дихроизма в импульсном и во вращающемся электрическом поле показали [369, 370], что в водных растворах коллоидные частицы, как правило, обладают весьма значительным постоянным электрическим моментом.
Для сравнительно крупных частиц с размером в несколько микрометров полная ориентация во внешнем электрическом поле может быть легко достигнута в полях сравнительно невысокой напряженности (-10-100 В/см) [385]. В этом случае для расчета величин эффектов можно непосредственно применять соотношения (1.43). Задача о произвольном состоянии упорядоченности коллоидных частиц малого размера (10-100 нм) требует статистического подхода для учета влияния тепловой энергии кТ [84].
Рассмотрим систему, состоящую из частиц с показателем преломления п2, помещенных в жидкую основу с показателем преломления Щ. Бу-