Способ определения показателя поглощения веществ в дисперсном состоянии Советский патент 1985 года по МПК G01N21/59 

Изобретение относится к оптике и спектроскопии рассеивающих сред и может быть использовано для исследования оптических свойств дисперсных веществ в видимой и инфракрасной областях спектра, .Целью изобретения.является упро щение способа и ускорение измерени путем сокращения числа измеряемых величий и исключенид расчетов по номограммам, расчитанным на ЭВМ. Сущность, способа заключается в след 1ующем. Теоретические и экспериментальн исследования влияния дисперсности образцов на спектры оптической пло ности показали, что отношение опти ческой плотности образца с дисперс ными частицами к его оптической плотности при равномерном распреде НИИ поглощающего вещества определя ется коэффициентом jf , Зависимость от размеров частиц описьгоается сле дующим образом D,..T .бС,ф - Ю t ист } экспериментально измеренная оптическая плотность образца, в котором поглощающее вещество находится в виде дисперсных частиц; истинная оптическая плот ность образца с гомогенным распределением поглощающего вещества (типа раствора), эффективная оптическая плотность частиц показатель поглощения вещества частиц. Эмпирические равенства (1), (2) с точностью 0,5% аппроксимируют в широком диапазоне оптических плотностей (до -зср 2,0) теоретические уравнения, выведенные на основе общих закономерностей распространения света во взвесях дискретных селекти но поглощающих частиц. Дпя двух взвесей, отличакшщхся средними размерами частиц d, и Jg имеем систему двух уравнений у, -otkJ2, + /iV.J53(p причем у, .ау, Логарифмируя, получаем .р Р эсрР ,, Выполнив вычитание, получаем ббК(() + Р (. Решая квадратное уравнение относительно kj получаем выражение, приведенное в формуле изобретения. Безразмерньй показатель поглощения Je определяется по известной формуле Ой I. 417л - , где А - длина волны в вакууме; h - показатель преломления среды. Значение эффективного диаметра оjm J как бьшо указано выше,зависит от формы частиц и функции распределения по размерам. Например, для монодисперсных частиц сферической формы эш -Т f ( J - диаметр частиц); для ориентированных частиц лдилиндрической формы. cJ g К ( Ь - высота частицы). В случае полидисперсных сферических частиц, распределенных по нормальному закону , 3 UbEj- e. р4 d - дисперсия, - средний диаметр частиц, -c5/d. Полученные уравнения справедливы при относительном показателе преломления, близком к 1. Пример реализаций способа для определения показателя поглощения желатина в дисперсном состоянии в инфракрасной области (на длине волны 5,55 мкм). Средняя величина показателя преломления белковых веществ в этой области Иg 1,47, а для бромида калия п g 1,53. Таким образом, значение относитель3

ного показателя преломления П, незначительно отличаечся от единицы.

Для получения образцов с различными размерами частиц измельченный на вибромельнице желатин просеивали через сита с разными размерами отверстий. В инфракрасной области вода обладает сильным собственным поглощением, поэтому образцы готовили в виде твердого раствора по стандартной методике прессования таблеток с галогенидами щелочных металлов . В качестве иммерсионной среды был взят бромид калия (3 мг образца на 800 мг KB). Таким образом, были получены образцы с частицами желатина, имеющими средние значения диаметров 30 « 50.мкм. Из независимых измерений установлено, что при прессовании таблеток частицы желатина становятся более плоскими,

98 4

причем высота частицы в среднем в 2 раза меньше ее диаметра.

С учетом формы частиц и нормального распределения по размерам значения с эср рассчитывались по формуле

2.

(

h

эср

где, п

среднее значение высоты частиц.

Значения оптической плотности J), и Вг определялись из спектров оптической плотности или пропускания Т

(D g т;;) 5 .записанных с помощью спектрофотометра ,

В таблице проведено сравнение значения показателя поглощения, полученного предлагаемым способомs с опубликованными данными для биологических объектов в этой области.

.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ДИСПЕРСНОМ -СОСТОЯНИИ,- заключающийся в том, что приготавливают, взвесь частиц исследуемого вещества в среде с из-l i

Предлагаемый способ позволяет получать информацию о показателе поглощения веществ в дисперсном -состоянии и тем самым обеспечивает возможность решения разнообразных научко-технических задач, не требует сложных расчетов с привлечением ЭВМ, сокращает затраты на проведение трудоемких и дорогостоящих экспериментов.