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激光粒度仪中动态光散射的基础知识

发布时间:2018-07-12      点击次数:1226
 一、什么是动态光散射 
动态光散射,也称光子相关光谱 ,准弹性光散射,测量光强的波动随时间的变化。DLS技术测量粒子粒径,具有准确、快速、可重复性好等优点,已经成为纳米科技中比较常规的一种表征方法。 
二、动态光散射的基本原理
1. 粒子的布朗运动导致光强的波动,微小粒子悬浮在液体中会无规则地运动,布朗运动的速度依赖于粒子的大小和介质粘度,粒子越小,介质粘度越小,布朗运动越快。 
2. 光信号与粒径的关系 
        光通过胶体时,粒子会将光散射,在一定角度下可以检测到光信号,所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果,具有统计意义。瞬间光强不是固定值,在某一平均值下波动,但波动振幅与粒子粒径有关。某一时间的光强与另一时间的光强相比,在极短时间内,可以认识是相同的,我们可以认为相关度为1,在稍长时间后,光强相似度下降,时间无穷长时,光强完全与之前的不同,认为相关度为0。根据光学理论可得出光强相关议程。之前提到,正在做布朗运动的粒子速度与粒径(粒子大小)相关,大颗粒运动缓慢,小粒子运动快速。如果测量大颗粒,那么由于它们运动缓慢,散射光斑的强度也将缓慢波动。类似地,如果测量小粒子,那么由于它们运动快速,散射光斑的密度也将快速波动。根据大颗粒和小粒子的相关关系函数。 可以看到,相关关系函数衰减的速度与粒径相关,小粒子的衰减速度大大快于大颗粒的。后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。
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