Untersuchung der diffusiven dynamischen Lichtstreuung von Substanzen am kritischen Punkt
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Diplomarbeit aus dem Jahr 1996 im Fachbereich Physik - Sonstiges, Note: 2,0, Universität Ulm (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Problemstellung:Da im Bereich der Lichtdiffusion nur das Produkt der beiden Parameter a (= mittlere Licht-Transportlänge/Probendicke) und b (= Wurzel aus 12 Zerfallskonstante der Feldstärkeautokorrelationsfunktion bei einem Streuwinkel von 90° bei der Einfachstreuung) bei einem bestimmt werden kann, kann man die Korrelationslänge in diesem Bereich nicht messen. Im Bereich der Einfachstreuung hingegen kann die Korrelationslänge e aus der Zerfa...
Diplomarbeit aus dem Jahr 1996 im Fachbereich Physik - Sonstiges, Note: 2,0, Universität Ulm (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Problemstellung:
Da im Bereich der Lichtdiffusion nur das Produkt der beiden Parameter a (= mittlere Licht-Transportlänge/Probendicke) und b (= Wurzel aus 12 Zerfallskonstante der Feldstärkeautokorrelationsfunktion bei einem Streuwinkel von 90° bei der Einfachstreuung) bei einem bestimmt werden kann, kann man die Korrelationslänge in diesem Bereich nicht messen. Im Bereich der Einfachstreuung hingegen kann die Korrelationslänge e aus der Zerfallskonstanten auf ca. 3% genau bestimmt werden. Deshalb ist es zur Bestimmung der Korrelationslänge aus der Streudynamik am sinnvollsten, diesen Bereich auszudehnen, also die Vielfachstreuung herauszufiltern.
Dies erreicht man mit kürzeren und genau festgelegten Lichtwegen, zum Beispiel durch Blenden in der Proben-Küvetten-Wand (s. Abb. 7 b) ), und
a) Passende Lichtwellenlänge: solange el gilt, ist der Streuquerschnitt (und damit die Probentrübung) proportional l-4; bei ausreichend großer Wellenlänge wird daher das Licht nur einfach gestreut.
b) Ausfiltern des depolarisierten Streulichts, da dieses mehrfach gestreut wurde,
c) Eine kleinere Laser-Kohärenzlänge lkohär , von ca. 0,1 mm, da das vielfach gestreute Licht auf verschieden langen Pfaden zum Kollimator gelangt und daher, aufgrund des kleineren Kontrastes, weniger zur Autointensitätskorrelationsfunktion beiträgt.
Durch diese Maßnahmen wird auch die Bestimmung der Korrelationslänge aus der Streuintensität genauer. Weiterhin ist es zur Auswertung der Streudynamik sinnvoll, die gemessene Feldstärkeautokorrelationsfunktion g1 aus einem g1 der Einfachstreuung und einem g1 der Vielfachstreuung zusammenzusetzen. Hierdurch könnte man als zusätzliche Information die mittlere Transportlänge l bestimmen und aus dem Intensitätsverhältnis von Einfach- zu Mehrfachstreuung noch weitere Informationen gewinnen. Hierfür müßte aber noch genau untersucht werden, welche effektive Probendicke L für welche Probenanordnung in der theoretischen Formel für g1 eingesetzt werden muß, und es müßte auch überprüft werden, ob die Formeln der DWS für den Fall l =L noch korrigiert werden müssen, da sie für den Fall l L aufgestellt wurden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung2
2.Theorie der Lichtstreuung3
2.1Streustatik, Mie-Theorie (Einfachstreuung)3
2.1.1Statische Lichtstreuung der kritischen Opaleszenz5
2.2Speckle5
2.3Streudynamik bei der Einfachstreuung6
2.3.1Kritische Fluktuationen7
2.4Streudynamik bei der Vielfachstreuung9
3.Experimenteller Teil12
3.1Korrelator12
3.2Apparativer Aufbau14
3.3Probenherstellung16
3.3.1Latex16
3.3.2Mikroemulsion WBB16
3.4Probenanordnung17
4.Experimentelle Ergebnisse19
4.1Einfachstreuung19
4.2Übergangsbereich21
4.3Vielfachstreuung, DWS-Bereich27
4.3.1Durchlicht-Messungen27
4.3.2Rückstreu-Messungen29
4.4Einfach- und Mehrfachstreuung von WBB32
5.Zusammenfassung und Ausblick37
ALatex-Proben38
BWbb-Probe41
Da im Bereich der Lichtdiffusion nur das Produkt der beiden Parameter a (= mittlere Licht-Transportlänge/Probendicke) und b (= Wurzel aus 12 Zerfallskonstante der Feldstärkeautokorrelationsfunktion bei einem Streuwinkel von 90° bei der Einfachstreuung) bei einem bestimmt werden kann, kann man die Korrelationslänge in diesem Bereich nicht messen. Im Bereich der Einfachstreuung hingegen kann die Korrelationslänge e aus der Zerfallskonstanten auf ca. 3% genau bestimmt werden. Deshalb ist es zur Bestimmung der Korrelationslänge aus der Streudynamik am sinnvollsten, diesen Bereich auszudehnen, also die Vielfachstreuung herauszufiltern.
Dies erreicht man mit kürzeren und genau festgelegten Lichtwegen, zum Beispiel durch Blenden in der Proben-Küvetten-Wand (s. Abb. 7 b) ), und
a) Passende Lichtwellenlänge: solange el gilt, ist der Streuquerschnitt (und damit die Probentrübung) proportional l-4; bei ausreichend großer Wellenlänge wird daher das Licht nur einfach gestreut.
b) Ausfiltern des depolarisierten Streulichts, da dieses mehrfach gestreut wurde,
c) Eine kleinere Laser-Kohärenzlänge lkohär , von ca. 0,1 mm, da das vielfach gestreute Licht auf verschieden langen Pfaden zum Kollimator gelangt und daher, aufgrund des kleineren Kontrastes, weniger zur Autointensitätskorrelationsfunktion beiträgt.
Durch diese Maßnahmen wird auch die Bestimmung der Korrelationslänge aus der Streuintensität genauer. Weiterhin ist es zur Auswertung der Streudynamik sinnvoll, die gemessene Feldstärkeautokorrelationsfunktion g1 aus einem g1 der Einfachstreuung und einem g1 der Vielfachstreuung zusammenzusetzen. Hierdurch könnte man als zusätzliche Information die mittlere Transportlänge l bestimmen und aus dem Intensitätsverhältnis von Einfach- zu Mehrfachstreuung noch weitere Informationen gewinnen. Hierfür müßte aber noch genau untersucht werden, welche effektive Probendicke L für welche Probenanordnung in der theoretischen Formel für g1 eingesetzt werden muß, und es müßte auch überprüft werden, ob die Formeln der DWS für den Fall l =L noch korrigiert werden müssen, da sie für den Fall l L aufgestellt wurden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung2
2.Theorie der Lichtstreuung3
2.1Streustatik, Mie-Theorie (Einfachstreuung)3
2.1.1Statische Lichtstreuung der kritischen Opaleszenz5
2.2Speckle5
2.3Streudynamik bei der Einfachstreuung6
2.3.1Kritische Fluktuationen7
2.4Streudynamik bei der Vielfachstreuung9
3.Experimenteller Teil12
3.1Korrelator12
3.2Apparativer Aufbau14
3.3Probenherstellung16
3.3.1Latex16
3.3.2Mikroemulsion WBB16
3.4Probenanordnung17
4.Experimentelle Ergebnisse19
4.1Einfachstreuung19
4.2Übergangsbereich21
4.3Vielfachstreuung, DWS-Bereich27
4.3.1Durchlicht-Messungen27
4.3.2Rückstreu-Messungen29
4.4Einfach- und Mehrfachstreuung von WBB32
5.Zusammenfassung und Ausblick37
ALatex-Proben38
BWbb-Probe41
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