Решение задачи: Оптические свойства дисперсных систем

Ниже представлены ответы на вопросы коллоквиума по теме «Оптические свойства дисперсных систем», оформленные для удобного переписывания в тетрадь. 1. Оптические свойства дисперсных систем обусловлены двумя главными признаками: неоднородностью системы (наличием границы раздела фаз) и дисперсностью (размером частиц фазы). 2. Правильный ответ: ж) все перечисленные. При падении света на дисперсную систему могут наблюдаться прохождение, преломление, отражение, рассеяние, абсорбция и опалесценция. 3. Впервые на опалесценцию обратили внимание М. Фарадей и Дж. Тиндаль. Подробно изучил это явление и установил его закономерности лорд Рэлей (Дж. У. Стретт). 4. Светорассеяние наблюдается, когда размер частиц дисперсной фазы значительно меньше длины волны падающего света \( (r < \lambda) \). Обоснование: в этом случае частицы становятся вторичными источниками излучения, и свет распространяется во всех направлениях, что и называется рассеянием. 5. Диаграммы, представляющие картину рассеяния света, называются индикатрисами рассеяния. Они строятся в полярных координатах, где радиус-вектор пропорционален интенсивности рассеянного света под определенным углом. Для мелких частиц индикатриса симметрична (в форме восьмерки), для крупных — вытянута в сторону падающего луча. 6. Рэлей вывел уравнение для интенсивности рассеянного света \( I_p \): \[ I_p = I_0 \cdot \frac{24 \pi^3 \nu V^2}{\lambda^4} \cdot \left( \frac{n_1^2 - n_0^2}{n_1^2 + 2n_0^2} \right)^2 \] где \( I_0 \) — интенсивность падающего света, \( \nu \) — частичная концентрация, \( V \) — объем частицы, \( \lambda \) — длина волны, \( n_1 \) и \( n_0 \) — показатели преломления фазы и среды. 7. Согласно закону Бугера — Ламберта — Бэра, если толщина слоя среды растет в арифметической прогрессии, то интенсивность прошедшего света уменьшается в геометрической прогрессии. 8. Экстинкция (оптическая плотность) характеризует ослабление интенсивности света при его прохождении через дисперсную систему за счет процессов рассеяния и поглощения. 9. К оптическим методам относятся: б) ультрамикроскопия, в) нефелометрия, г) турбидиметрия. 10. Оптический метод определения концентрации частиц, основанный на измерении интенсивности рассеянного света, называется нефелометрия. 11. Рентгенография и электронография основаны на применении дифракции рентгеновских лучей или пучков электронов на кристаллической решетке или структурах вещества. 12. Р. Зигмонди и Г. Зидентопф сконструировали щелевой ультрамикроскоп. 13. Интерференцией называют явление наложения двух или нескольких когерентных волн, приводящее к перераспределению интенсивности света в пространстве (образованию максимумов и минимумов освещенности).