实验七 小角激光光散射法测定 全同立构聚丙烯球晶半径
小角激光光散射（Small Angle Laser Scattering ，以下简称SALS ）法被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等，已成为研究聚合物结构与性能关系的重要方法。SALS 表征的聚合物结构单元的大小在10-10m 到10-8m 之间。
一、实验目的：
用小角激光光散射法研究聚合物的球晶，并了解有关原理。
二、基本原理：
根据光散射理论，当光波进入物体时，在光波电场作用下，物体产生极化现象， 出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是一个随时间变化的量，因而诱导偶极矩也就随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。光波在物体中的散射，根据谱频的3个频段，可分为瑞利（Rayleigh ）散射，拉曼（Raman ）散射和布里渊（Brillouin ）散射等。而SALS 方法是可见光的瑞利散射。它是由于物体内极化率或折射率的不均一性引起的弹性散射，即散射光的频率与入射光的频率完全相同（拉曼散射和布里渊散射都涉及到频率的改变）。 图7-1为SALS 法原理示意图。当在起偏镜和检偏镜之间放入一个结晶聚合物样品时，入射偏振光将被样品散射成某种花样图。图中的θ角为入射光方向与被样品散射的散射光方向之间的夹角，简称为散射角，μ角
为散射光方向在YOZ 平面（底片平面）上的投影与Z 轴方向的夹角，简称方位角。 当起偏镜与检偏镜的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做V V 散射，当两偏光镜正交时，得到的光散射图叫做V H 散射。图7-1所示即V H 散射。对SALS 散射图形的理论解释目前有模型法和统计法两种。
所谓模型法，是斯坦和罗兹（Rhodes ）从处于各向同性介质中的均匀的各向异性球的模型出发来描述聚合物球晶的光散射，根据瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans ）散射的模型计算法可以得到如下的V V 和V H 散射强度公式：
图7-1
()()()()2
2
033[2sin cos sin V V i s r s I AV a a U U U SiU a a SiU U U ??
=---+-- ???
()()222cos cos 4sin cos 3]2
r i a a U U U SiU θ
μ+-?-- ---------------（1）
()()2
222033[cos sin cos 4sin cos 3]2V H i r I AV a a U U U SiU U θμμ??
=-?-- ???
（2）
式中I 为散射光强度；V 0为球晶体积；i a 和r a 分别为球晶在切向和径向的极化率；s a 为环境介质的极化率；θ为散射角；μ为方位角；A 为比例常数。SiU 为一正
弦积分，定义为0sin U x
SiU dx x
=?，U 为形状因子。对于半径为R 。的球晶 04sin 2R U πθλ'????
= ? ?
'??
?? -------------------------------- （3） 式中λ'和θ'分别为光在聚合物中的波长和散射角。
从公式（1）和（2）可以看出V v 散射强度与()i s a a -、()r s a a -和()r i a a -
三项都有关，V H 散射强度只与球晶的光学各向异性项()i r a a -有关，而与周围介质无关。此外，V H 散射强度以cos sin μμ的形式随方位角μ而变化，故典型的V
H 散射花样图是对称性很好的四叶瓣图形，且从cos sin μμ＝
1
sin 22
μ可知，对于某一固定的散射角θ，当μ＝45°，135°，225°和315°时散射强度最大。当μ＝90°，180°，270°，360°，cos sin μμ＝0,0V H I =，故V H 散射图是对称的四叶瓣。V V 散
射图像呈二叶瓣形状。而当各向异性项贡献很小时，也可呈圆对称性。塞缪尔斯（Samuels ）计算了全同立构聚丙烯薄膜SALS 的理论值，并用等强度线画出，理论花样和实验SALS 花样取得了很好的一致。当然，实际的测定和理论的计算总会有些偏差。由于在进行理论上的计算时既没有考虑球晶间的相互作用，也没有考虑球晶内部密度和各向异性起伏对散射的影响，在θ角很小或较大时，实验光强值比理论光强值要大些。
通过实验得到的V H 散射花样，可以方便地计算出球晶半径0R 。对于某一固定方位角μ而言，（2）式中的0V 、()i r a a -、cos μ和sin μ为常数，并在小角度测
定的情况下，2
cos 2θ??
???接近于1，于是（2）式可改写为： ()31
4sin cos 3U U U SiU U
-- ------------------------------ （4） 式中B 为常数。从（4）式可以得散射光强V H I 在极大值时m U ＝4.09，代入（3）式，
得：
0 4.094sin 2m
R λθπ'
=
?? ?
??
----------------------------------- （5） m
θ'为光强极大时聚合物中的散射角。根据折射定律:1sin sin m m n θθ'=,1
n
λλ'=。 n 为聚合物的折射率；,m a θ为已经经过聚合物折射的散射角；a λ为光在空气中的波
长。
一般情况下可以用空气中的散射角,m a θ，用氦氖激光器作光源，a λ＝0.6328μ。
0,,4.090.206()4sin sin 2
2
a
m a
m a
R λμθθπ=
=
???? ? ???
??
---------------------- （6）
对照相法所摄底片上的V H 散射花样图进行光密度的测定，
1
,m a d
tg L
θ-=，d 为V H 图中心到最大散射强度位置的距离，L 为样品到照相底片中心的距离。确定出口,m a θ计算出球晶半径。从式（6）可看到，m θ越大，则对应的球晶半径越小。在球晶尺寸较小时，使用光学显微镜不方便的情况下，此法可以很快得到球晶的尺寸数据。必须注意的是，所得R 值是样品中尺寸不同的球晶的统计平均的结果。若在结晶过程中摄取散射图形随时间的变化，可求得球晶的生长速率。薄膜拉伸过程中球晶形变，发生形变的球晶的形状因子就不能再用（3）式表示。对受单向拉伸的球晶而言，它的形状因于可以表达为：
1
12232204sin 1(1)cos cos 22s
s R U πλθθλμλ-??
????
?=+- ??? ?'???? ??
?
---------- （7） 式中s λ为拉伸比（样品拉伸前后的长度比）；0R 为球晶初始半径（未形变前的半径）。 与未形变球晶不同，形变球晶的V H 散射花样在不同的方位角μ有着不同的m θ/2。
那么，可以选定两个不同的方位角1μ和2μ，再测定相对应的两个m θ值：,1m θ和,2m θ， 将其数值代入（7）解联立方程求得样品拉伸比s λ。
三、仪器与药品：
（1）LS-1型固体小角激光散射仪
光源系统：氦-氖气体激光器（激光波长为6328A
）
偏振系统：包括起偏镜和检偏镜。检偏镜是固定的，起偏镜可以转动，并有刻度盘指示所动的角度。
样品台系统：依靠立式导轨及行程手轮作上下移动。必须注意，在用加热台时，不得将样品台移得太高以免烧坏检偏镜。从行程标尺可读出（经校正）样品与照相底片的距离。
照相系统：包括快门、单页暗盒、120型照相机机箱。后者便于连续照相以研究快速变化过程。快门同普通相机快门，速度有“B”（手拉时间），1s，1/2s，1/4s,1/8s,1/15s,1/30s,1/60s,1/125s,1/300s。
图7-2
（2）熔融炉
（3）恒温水浴
（4）全同聚丙烯粒料
四、实验步骤：
1．聚丙烯晶体样品的制备。将载玻片放在电炉上（200℃），放少许聚丙烯粉末样品于载玻片上，待样品熔化后，用盖玻片盖上并用砝码压匀样品，使样品膜薄而无气泡。（样品的厚薄对实验的效果有较大的影响。样品太厚时，透射光和散射光太弱，而且会因多次散射效应使散射图像变得弥散。所谓多次散射是由入射光引起的散射光又在散射体内引起二次散射）。熔化20分钟后，迅速投入恒温水浴中，恒温结晶30分钟。水浴温度分别为室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
2．开启LS-1型小角激光光散射仪的激光电源。调节电流输出旋纽使工作电流为5mA 左右，以保证激光光束稳定。打开快门，并拨至B档，上弦后按下快门线，旋紧快门引线的固定螺丝，使快门处于常开状态。调节光路使光束射在样品上。
3．将样品置于样品台上，调节正交状态，放上观察用的毛玻璃，调节样品台高度，使散射图象H v清晰。
4．关闭仪器快门。
5．取下毛玻璃，将一暗盒插入暗盒插座内，关紧仪器门根据散射光强度，选定好快门速度。将暗盒拉盖拉出至仅剩一边缘留在暗盒内，以免在插口处漏光。
6．提上快门，按快门线，拍摄完毕，插入暗盒拉盖，取下暗盒。
7．测量照相底片中心至样品的距离L（估计到小数点后二位，单位为cm）。
8．关闭激光电源，将激光管放电。
9．于暗房冲洗底片，晾干，测量H v图像d值（精确至小数点后H位，单位为cm）。
五、结果处理：
数据记录及计算：
思考题：
1．为什么球晶半径越小，散射图形越大？
2．试估计本方法可测的球晶尺寸范围。
参考文献：
[1] R．S．Stein etc．，J．Appl．Phys．，V ol．31，No．11，1873（1960）
[2] 吴人洁主编，现代分析技术–––––在高聚物中的应用，上海，上海科技出版社，1987
[3] 董炎明，高分子分析手册，北京，中国石化出版社，2004
激光光散射技术及其应用 Laser Light Scattering System Technology and Application BROOKHA VEN INSTRUMENTS CORPORATION (BEIJING OFFICE) 地址：北京市海淀区牡丹园北里甲1号中鑫嘉园东座A105室美国布鲁克海文公司公司北京技术服务中心 邮编：100083 电话：8610-62081909 传真：8610-6208189
激光光散射技术和应用 近年来，光电子和计算机技术的飞速发展使得激光光散射已经成为高分子体系和胶体科学研究中的一种常规的测试手段。现代的激光光散射包括静态和动态两个部分。在静态光散射中，通过测定平均散射光强的角度和浓度的依赖性，可以得到高聚物的重均分子量M w，均方根回旋半径R g和第二维利系数A2；在动态光散射中，利用快速数字相关器记录散射光强随时间的涨落，即时间相关函数，可得到散射光的特性弛豫时间τ，进而求得平动扩散系数D和与之对应的流体力学半径R h。在使用过程中，静态和动态光散射有机地结合可被用来研究高分子以及胶体粒子在溶液中的许多涉及到质量和流体力学体积变化的 过程，如聚集和分散、结晶和溶解、吸附和解吸、高分子链的伸展和卷缩以及蛋白质长链的折叠，并可得到许多独特的分子量参数。 一、光散射发展简史： Tynadall effect（1820-1893） 1869年，Tyndall研究了自然光通过溶胶颗粒时的散射，注意到散射光呈淡淡的蓝 色，并且发现如果入射光是偏振的，这散射光也是偏振的。Tyndall由此提出了19 世纪气象学的两大谜题：为什么天空是蓝色的？为什么来自天空的散射光是相当偏 振的？ James Clerk Maxwell (1833-1879) 解释了光是一种电磁波，并正确地计算出光的速度。 Lord Rayleigh(1842-1919) 1881年，Rayleigh应用Maxwell的电磁场理论推导出，在无吸收、无相互作用条件下，光学各向同性的小粒子的散射光强与波长的四次方成反比。并解释了蓝天是太阳光穿透大气层所产生的散射现象。 Abert Einstein(1879-1955) 研究了液体的光散射现象。 Chandrasekhara V.Raman (1888-1970) 1928年，印度籍科学家Raman提出了Raman 效应（也称拉曼散射），即光波在被散射后频率发生变化的现象。 Peter Debye（1884-1966） 延续了 Einstein的理论，描述了分子溶解于溶剂中所产生的光散射现象，提出用Debye plot 。1944 年，Debye利用散射光强测得稀溶液中高分子的重均分子量。 Peter Debye Lord Rayleigh Tyndall effect
材料现代测试研究方法 小角度散射综述
2015年10月 摘要 综述了小角x射线散射(SAXS)的发展历史及国内外的发展趋势。SAXS是在纳米尺度(1～100 nm)上研究物质结构的主要手段之一，它是在原光束附近小角度范围内电子对x射线的散射。通过对散射图形或散射曲线的观察和分析可解析散射体的形状、尺寸以及它们在空间和时间上的分布等信息。历史上SAXS发展比较缓慢，不仅是因为小角相机的装配操作麻烦，还因为受x射线强度的限制，曝光时间很长，对于一些弱散射体系如蛋白质溶液、高聚物等就难以测定。随着同步辐射装置的发展，以同步辐射为光源的小角散射实验站成了SAXS实验的主要基地。尽管SAXS理论和方法还不成熟，但其发展势头强劲。 关键词：小角x射线散射；同步辐射；研究进展
1．基础介绍 自发现X射线以来，已经发展了多种基于X射线的物质结构分析测试手段，它们被广泛地应用于生产及科研实践中。在纳米尺度(1～100 nm)上研究物质结构的主要手段之一就是小角X射线散射，或称X射线小角散射(small angle X—rayscattering，SAXS)，也有称小角x光散射。X射线是一种波长介于0．001～10 nm的电磁波。 当一束极细的X射线穿过存在着纳米尺寸的电子密度不均匀区的物质时，X 射线将在原光束方向附近的很小角域(一般散射角为3°～5°)散开，其强度一般随着散射角的增大而减小，这个现象称为小角X射线散射(SAXS)。由于X射线是同原子中的电子发生交互作用，所以SAXS对于电子密度的不均匀性特别敏感，凡是存在纳米尺度的电子密度不均匀区的物质均会产生小角散射现象。 根据电磁波散射的反比定律，相对于波长来说(应用于散射及衍射分析的X 射线波长在0.05～0.25 nm之间)，散射体的有效尺寸与散射角呈反比关系。所以，SAXS并不反映物质在原子尺度范围内的结构，而是相应于尺寸在1～100 nm 区域内的结构。这样，样品通常就被看成是一个连续介质，用平均密度法和围绕平均密度的起伏来表征。因而，散射被看成由具有某种电子密度的散射体引起，这种散射体被浸在另一种密度的介质之中，也就是说样品可被看作是由介质和弥散分布于其中的散射体组成的两相体系。分散于一定介质中的微粒子(如胶体)和固态基质中的纳米尺寸的孔隙(如多孔材料中的孔隙)均是典型的散射体。散射图样反映了散射体的空间关系(几何关系)，是时间范围内的平均结果，并与散射体和介质的电子密度之差呈正比。通过对散射图形或散射曲线(散射强度一散射角)的观察和分析可解析散射体的形状、尺寸和分布等信息。SAXS能进行多种定性分析(体系电子密度的均匀性、散射体的分散性、两相界面是否明锐、每一相内电子密度的均匀性、散射体的自相似性等)和定量分析(散射体尺寸分布、散射体体积分数、比表面、界面层厚度、分形维数等)。 利用SAXS技术可以表征物质的长周期、准周期结构和测定纳米粉末的粒度分布，揭示材料的内部细微结构，解释材料学的一些加工过程，化学化工领域的
激光光散射粉尘仪的工作原理 我们首先介绍一个名词——气溶胶。气溶胶就是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大气冰核）、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。 激光光散射粉尘仪通过采气泵将待测气溶胶吸入检测舱，待测气溶胶在分支处分流成为两部分，一部分经过一个高效过滤器后被过滤为干净的空气，作为保护鞘气来保护传感器室的元器件不受待测气体污染。另一部分气溶胶,作为待测样品直接进入传感器室。 传感器室中，主要元器件为激光二极管、透镜组和光电检测器。检测时，首先由激光二极管发出的激光，通过透镜组形成一个薄层面光源。薄层光照射在流经传感器室的待测气溶胶时，会产生散射，通过光电探测器来检测光的散射光强。光电探测器受光照之后产生电信号,正比于气溶胶的质量浓度。然后乘以电压校准系数,这个系数通过测定特定浓度的气溶胶来得到。 激光粉尘仪分类 我公司生产的激光粉尘检测设备根据其用途不同，可分为便携式、在线式、防爆型、烟尘管道型以及空气质量监测系统五类。 便携型因其体型小巧便于携带，非常适用于公共场所可吸入颗粒物浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。例如广东省某市的城管局使用我公司生产的LD-3H 型便携式粉尘仪进行扬尘污染监督执法，通过配备的微型打印机，实现了现场测量现场打印测量数据，为治理污染提供了直接的执法依据。 在线型激光粉尘仪是我公司最具竞争力的明星产品。适用于在线定点定时监测，分自动应答和自动发射两种模式，可依据设定的参数进行自动定时测量，也可通过控制中心向粉尘仪发送测量指令进行测量操作。粉尘监测终端所测数值通过数据传输设备以无线（电台、GPRS 、WiFi ）或有线（光纤、网线）的方式传输到控制中心。 该仪器还可连接超标报警设备、
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激光光散射粉尘仪的工作原理 我们首先介绍一个名词——气溶胶。气溶胶就是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大气冰核）、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。 激光光散射粉尘仪通过采气泵将待测气溶胶吸入检测舱，待测气溶胶在分支处分流成为两部分，一部分经过一个高效过滤器后被过滤为干净的空气，作为保护鞘气来保护传感器室的元器件不受待测气体污染。另一部分气溶胶,作为待测样品直接进入传感器室。传感器室中，主要元器件为激光二极管、透镜组和光电检测器。检测时，首先由激光二极管发出的激光，通过透镜组形成一个薄层面光源。薄层光照射在流经传感器室的待测气溶胶时，会产生散射，通过光电探测器来检测光的散射光强。光电探测器受光照之后产生电信号,正比于气溶胶的质量浓度。然后乘以电压校准系数,这个系数通过测定特定浓度的气溶胶来得到。 激光粉尘仪分类 我公司生产的激光粉尘检测设备根据其用途不同，可分为便携式、在线式、防爆型、烟尘管道型以及空气质量监测系统五类。 便携型因其体型小巧便于携带，非常适用于公共场所可吸入颗粒物浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。例如广东省某市的城管局使用我公司生产的LD-3H型便携式粉尘仪进行扬尘污染监督执法，通过配备的微型打印机，实现了现场测量现场打印测量数据，为治理污染提供了直接的执法依据。 在线型激光粉尘仪是我公司最具竞争力的明星产品。适用于在线定点定时监测，分自动应答和自动发射两种模式，可依据设定的参数进行自动定时测量，也可通过控制中心向粉尘仪发送测量指令进行测量操作。粉尘监测终端所测数值通过数据传输设备以无线（电台、GPRS、WiFi）或有线（光纤、网线）的方式传输到控制中心。该仪器还可连接超标报警设备、喷淋换风设备、视频采集设备等，实现在线监测与实时降尘相结合，提高了粉尘污染物的处理速度。 防爆测尘仪是以激光为光源的光散射式快速测尘仪，符合本质安全要求，具有防爆合格证。可以直读质量浓度（mg/m3），携带方便、操作简单，有多种切割器可供选择，可测量不同粒径粉尘浓度。可在1区、2区，ⅡB,T4组别以及以下的作业场所中实现对粉尘浓度的快速测量，同时也适用于室内外环境中可吸入颗粒物（PM10）浓度的检测。可搭配充电电池便携使用，也可连接安全栅后作为在线型设备进行防爆定点监测。 烟尘管道测尘仪主要适用于管道内粉尘烟尘的测量，可固定安装实时在线测量，也可采用便携仪器外加采样杆的方式进行临时采样监测。仪器采用激光
多角度激光光散射仪与凝胶渗透色谱联用技术 仪器组成： Wyatt DAWN HELEOS Ⅱ（十八角度激光光散射检测器） Wyatt ViscoStar Ⅱ(粘度检测器) Wyatt Optilab rEX （示差折光检测器） 配一套Waters 515单元泵和柱温箱。 检测原理： 光散射法是测定高分子物质重均分子量的绝对方法。高分子溶液可视为不均匀介质，当光通过它时，入射光的电磁波诱导高分子成为振荡偶极子，并产生强迫振动作为二次光源发出散射光。高分子溶液的散射光强度远远高于其溶剂，并且强烈依赖于高分子的分子量、链形态、溶液浓度、散射光角度和折光指数增量（dn/dc值）等基本参数，从而得到高分子物质的绝对分子量。 凝胶渗透色谱可将溶剂中的高分子物质按照分子量的大小依次洗脱出来。利用光散射仪与凝胶渗透色谱联用技术，除了可以得到物质的平均分子量，还可以测得不同的高分子物质的分布及其相应分子量大小，并且不需要使用结构相似的标准样品做标准曲线。在直接测定
高分子物质的绝对分子量的同时，由于联用了粘度检测器和示差折光检测器，还可得到特性粘数、均方根旋转半径等重要参数。 应用： 光散射强度与分子大小直接相关，凝胶渗透色谱能分离不同分子量大小的高分子物质，结合次两种特性，可得到许多重要信息，已经被广泛应用于高分子化学、生物化学等众多研究领域。 第一，高分子物质的分子量的测定。不需要标准品、校正曲线以及任何假设，即可直接求得高聚物、多糖、蛋白质等多种高分子物质的绝对分子量。测定范围广泛，可达103～107，且采用十八角度激光光散射检测器，准确度高。 第二，多组分高分子物质的平均分子量及其相应组分对应的绝对分子量的测定。不仅可以单机操作测定混合物质的平均分子量，还可结合凝胶渗透色谱分离技术，测定各个分子量不同的各个不同组分的绝对分子量。 第三，高分子物质的折光指数增量（dn/dc值）、均方根旋转半径（Rg）、第二维里系数（A2）等重要参数和重均分子量（Mw）、数均分子量（Mn）等多种不同分子量的测定，可得到分子的分枝程度等形态特征，研究高分子物质与溶剂的相互作用，研究高分子物质的聚合与降解作用等。 具体检测工作： 第一，化学品、药品的合成过程中的质量控制，通过测定分子量的变化，控制反应的进程与方向，确定药品的含量品质。例如，以某一高聚物为母体，在其上进行聚合反应，通过分子量的测定，控制反应的进行程度。 第二，食品生产过程中的质量控制。通过测定分子量的变化，控制反应的进程与方向，确定食品的品质。例如，在高蛋白牛奶中的蛋白质的分子量，当蛋白质过大时是不利于人体吸收的，通过测定其分子量，对食品的品质进行鉴定。 第三，医疗器材材料的降解聚合作用的研究。例如，聚乳酸被广泛应用于心血管支架、假牙的医学材料中，在医疗器材申报的过程中要求对其降解作用进行研究。 标准： 1、GB/T 21864-2008 聚苯乙烯的平均分子量和分子量分布的检测标准方法高效体积排 阻色谱法 2、GB/T 21863-2008 凝胶渗透色谱法(GPC) 用四氢呋喃做淋洗液 3、SH/T 1759-2007 用凝胶渗透色谱法测定溶液聚合物分子量分布
第一章 X 射线物理学基础 3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α发射 (2）X 射线管靶 材的发射 谱与其配 用的滤波 片的吸收谱。 答：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。任何材料对X 射线的吸收都有一个K α线和K β线。如 Ni 的吸收限为0.14869 nm 。也就是说它对0.14869nm 波长及稍短波长的X 射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X 射线吸收很小。Cu 靶X 射线:K α=0.15418nm K β=0.13922nm 。 (3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品 X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小 于被照射 试样的吸 收谱。在进行衍材料分析方法 综合教育类 2015-1-4 BY ：二专业の学渣 材料科学与工程学院
射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中 h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。
一、什么是X射线小角散射 一种区别于X射线大角（2θ从5 ～165 ）衍射的结构分析方法。利用X射线照射样品，相应的散射角2θ小（5 ～7 ），即为X射线小角散射。 二、X射线小角散射的用途 用于分析特大晶胞物质的结构分析以及测定粒度在几十个纳米以下超细粉末粒子（或固体物质中的超细空穴）的大小、形状及分布。对于高分子材料，可测量高分子粒子或空隙大小和形状、共混的高聚物相结构分析、长周期、支链度、分子链长度的分析及玻璃化转变温度的测量。 三、X射线小角散射的原理 小角散射效益来自物质内部1～l00nm量级范围内电子密度的起伏，当一束极细的x射线穿过一超细粉末层时，经粉末颗粒内电子的散射，X射线在原光束附近的极小角域内分散开来，其散射强度分布与粉末粒度及分布密切相关。 20世纪初，伦琴发现了比可见光波长小的辐射。由于对该射线性质一无所知，伦琴将其命名为X射线(X-ray)。到20世纪30年代，人们以固态纤维和胶态粉末为研究物质发现了小角度X射线散射现象。当X射线照射到试样上时，如果试样内部存在纳米尺度的电子密度不均匀区，则会在入射光束周围的小角度范围内（一般2=<6º）出现散射X射线，这种现象称为X射线小角散射或小角X 射线散射（Small Angle X-ray Scattering），简写为SAXS 。其物理实质在于散射体和周围介质的电子云密度的差异。SAXS已成为研究亚微米级固态或液态结构的有力工具。 横坐标是散射峰的位置，纵坐标是散射峰的强度，这一点与XRD是类似的。纵坐标的绝对数值没有意义，只是表示相对的强度。 而对于横坐标，XRD的位置通常用角度?或2?标示，而SAXS的位置是用q 标示的，q一般叫做散射矢量或者散射因子，q与?有简单的换算关系q = 4πsin?/λ。在SAXS中由于?的数值变化范围很小，所以用q标示更方便。 在XRD中，衍射峰对应的?可以换算出对应的晶面间距，实际上就是样品中一定范围内的周期性长度。在SAXS中物理意义上是一样的，还是样品中一定范围内的周期性长度，只是由于?值更小，对应的长度也就更大。通俗地讲，这些长度可以是粒径、孔径、层间距等等，甚至是一些不是通常结构尺寸意义的长度。 33.2nm，36.2nm，2.94nm这些数值，就是样品中的某些特征长度。至于具体是什么长度，需要看上下文理解了。这里提到的应该有液晶的层间距吧。
激光光散射粉尘仪的工作 原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
激光光散射粉尘仪的工作原理 我们首先介绍一个名词——气溶胶。气溶胶就是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大气冰核）、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。 激光光散射粉尘仪通过采气泵将待测气溶胶吸入检测舱，待测气溶胶在分支处分流成为两部分，一部分经过一个高效过滤器后被过滤为干净的空气，作为保护鞘气来保护传感器室的元器件不受待测气体污染。另一部分气溶胶,作为待测样品直接进入传感器室。传感器室中，主要元器件为激光二极管、透镜组和光电检测器。检测时，首先由激光二极管发出的激光，通过透镜组形成一个薄层面光源。薄层光照射在流经传感器室的待测气溶胶时，会产生散射，通过光电探测器来检测光的散射光强。光电探测器受光照之后产生电信号,正比于气溶胶的质量浓度。然后乘以电压校准系数,这个系数通过测定特定浓度的气溶胶来得到。 激光粉尘仪分类 我公司生产的激光粉尘检测设备根据其用途不同，可分为便携式、在线式、防爆型、烟尘管道型以及空气质量监测系统五类。 便携型因其体型小巧便于携带，非常适用于公共场所可吸入颗粒物浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。例如广东省某市的城管局使用我公司生产的LD-3H型便携式粉尘仪进行扬尘污染监督执法，通过配备的微型打印机，实现了现场测量现场打印测量数据，为治理污染提供了直接的执法依据。 在线型激光粉尘仪是我公司最具竞争力的明星产品。适用于在线定点定时监测，分自动应答和自动发射两种模式，可依据设定的参数进行自动定时测量，也可通过控制中心向粉尘仪发送测量指令进行测量操作。粉尘监测终端所测数值通过数据传输设备以无线（电台、GPRS、WiFi）或有线（光纤、网线）的方式传输到控制中心。该仪器还可连接超标报警设备、喷淋换风设备、视频采集设备等，实现在线监测与实时降尘相结合，提高了粉尘污染物的处理速度。 防爆测尘仪是以激光为光源的光散射式快速测尘仪，符合本质安全要求，具有防爆合格证。可以直读质量浓度（mg/m3），携带方便、操作简单，有多种切割器可供选择，可测量不同粒径粉尘浓度。可在1区、2区，ⅡB,T4组别以及以下的作业场所中实现对粉尘浓度的快速测量，同时也适用于室内外环境中可吸入颗粒物（PM10）浓度的检测。可搭配充电电池便携使用，也可连接安全栅后作为在线型设备进行防爆定点监测。 烟尘管道测尘仪主要适用于管道内粉尘烟尘的测量，可固定安装实时在线测量，也可采用便携仪器外加采样杆的方式进行临时采样监测。仪器采用激光散射法，避免了管道震动及高温高湿条件下对测量精度的影响。可针对用户管道的尺寸进行定制安装。
实验七 小角激光光散射法测定 全同立构聚丙烯球晶半径 小角激光光散射（Small Angle Laser Scattering ，以下简称SALS ）法被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等，已成为研究聚合物结构与性能关系的重要方法。SALS 表征的聚合物结构单元的大小在10-10m 到10-8m 之间。 一、实验目的： 用小角激光光散射法研究聚合物的球晶，并了解有关原理。 二、基本原理： 根据光散射理论，当光波进入物体时，在光波电场作用下，物体产生极化现象， 出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是一个随时间变化的量，因而诱导偶极矩也就随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。光波在物体中的散射，根据谱频的3个频段，可分为瑞利（Rayleigh ）散射，拉曼（Raman ）散射和布里渊（Brillouin ）散射等。而SALS 方法是可见光的瑞利散射。它是由于物体内极化率或折射率的不均一性引起的弹性散射，即散射光的频率与入射光的频率完全相同（拉曼散射和布里渊散射都涉及到频率的改变）。 图7-1为SALS 法原理示意图。当在起偏镜和检偏镜之间放入一个结晶聚合物样品时，入射偏振光将被样品散射成某种花样图。图中的θ角为入射光方向与被样品散射的散射光方向之间的夹角，简称为散射角，μ角 为散射光方向在YOZ 平面（底片平面）上的投影与Z 轴方向的夹角，简称方位角。 当起偏镜与检偏镜的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做V V 散射，当两偏光镜正交时，得到的光散射图叫做V H 散射。图7-1所示即V H 散射。对SALS 散射图形的理论解释目前有模型法和统计法两种。 所谓模型法，是斯坦和罗兹（Rhodes ）从处于各向同性介质中的均匀的各向异性球的模型出发来描述聚合物球晶的光散射，根据瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans ）散射的模型计算法可以得到如下的V V 和V H 散射强度公式： 图7-1
激光粒度仪及其原理介绍 发布日期:2007-12-26 我也要投稿!作者:网络阅读: 1914[ 字体选择：大中小] 激光粒度分析仪仪是根据光的散射原理测量粉颗粒大小的，是一种比较通用的粒度仪。其特点是测量的动态范围宽、测量速度快、操作方便，尤其适合测量粒度分布范围宽的粉体和液体雾滴。对粒度均匀的粉体，比如磨料微粉，要慎重选用。 激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术，具有测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点，现已成为全世界最流行的粒度测试仪器。 激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器，已经在其它粉体加工与应用领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、重复性好、准确性好、操作简便。对提高产品质量、降低能源消耗有着重要的意义。 激光粒度仪的原理 激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图1所示。 图1 激光束在无阻碍状态下的传播示意图 米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的，如图2所示。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
图2 不同粒径的颗粒产生不同角度的散射光 为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。我们在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号进行处理，就会准确地得到粒度分布了，如图3所示。 图3 激光粒度仪原理示意图 激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图7所示。 当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，如图8。散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ。散射理论和实验结果都告诉我们，散射角θ的大小与颗粒
综述：激光粒度仪的光学结构 张福根 (珠海欧美克科技有限公司 广东519085，E-mail:zfg@https://www.doczj.com/doc/aa1765881.html,) 摘要 本文收集了国内外各种商品化激光粒度分析仪的典型光学结构，分析了它们的工作原理和性能特点。其技术特征可概括为：经典傅立叶变换结构、透镜后傅立叶变换结构、双镜头结构、多光束结构、多波长结构、PIDS技术、球面接收技术、双向偏振光补偿技术和梯形窗口技术。现有的各种激光粒度仪或采用上述技术中的一种，或者是两种甚至三种的组合。 关键词：激光粒度分析仪，光学 激光粒度仪从问世到现在已经有近40年的历史。相对于传统的粒度测量仪器（如沉降仪、筛分、显微镜等），它具有测量速度快、重复性好、动态范围大、操作方便等优点，现在已成为世界上最流行的粒度测量仪器。目前全世界约有15家企业生产激光粒度仪，国外有近10家，国内有一定规模的约5家。激光粒度仪本质上是一种光学仪器，其光学结构对仪器性能具有决定性影响。在近40年里，出现了多种光学结构。其演变的主要方向是扩展仪器的测量下限。本文拟对世界上出现过的各种激光粒度仪的光学结构作一梳理和分析，希望对仪器的使用者更好地识别仪器性能，对仪器的研发人员研制性能更优秀的仪器都能有所裨益。 本文所引用的光路图大多来自各仪器制造商公开散发的产品宣传资料。由于这类资料都不是正式的出版物，不便在文章后的“参考文献”中索引，还请被引用单位（或个人）、审稿人和读者谅解。审稿人和读者如需查阅被引用资料的详细信息，可以向相应的仪器制造商索取。 1 激光粒度仪原理简介 激光粒度仪是利用颗粒对光的散射（衍射）现象测量颗粒大小的，即光在行进过程中遇到颗粒（障碍物）时，会有一部分偏离原来的传播方向；颗粒尺寸越小，偏离量越大；颗粒尺寸越大，偏离量越小（见图1）。散射现象可用严格的电磁波理论，即Mie散射理论描述。当颗粒尺寸较大（至少大于2倍波长），并且只考虑小角散射（散射角小于5°）时，散射光场也可用较简单的Fraunhoff衍射理
实验2 小角激光光散射法测定 全同立构聚丙烯球晶半径 小角激光光散射（Small Angle Laser Scattering ，以下简称SALS ）法被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等，已成为研究聚合物结构与性能关系的重要方法。SALS 表征的聚合物结构单元的大小在10-10m 到10-8m 之间。 一、实验目的： 用小角激光光散射法研究聚合物的球晶，并了解有关原理。 二、基本原理： 根据光散射理论，当光波进入物体时，在光波电场作用下，物体产生极化现象， 出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是一个随时间变化的量，因而诱导偶极矩也就随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。光波在物体中的散射，根据谱频的3个频段，可分为瑞利（Rayleigh ）散射，拉曼（Raman ）散射和布里渊（Brillouin ）散射等。而SALS 方法是可见光的瑞利散射。它是由于物体内极化率或折射率的不均一性引起的弹性散射，即散射光的频率与入射光的频率完全相同（拉曼散射和布里渊散射都涉及到频率的改变）。 图2-1为SALS 法原理示意图。当在起偏镜和检偏镜之间放入一个结晶聚合物样品时，入射偏振光将被样品散射成某种花样图。图中的θ角为入射光方向与被样品散射的散射光方向之间的夹角，简称为散射角，μ角 为散射光方向在YOZ 平面（底片平面）上的投影与Z 轴方向的夹角，简称方位角。 当起偏镜与检偏镜的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做V V 散射，当两偏光镜正交时，得到的光散射图叫做V H 散射。图7-1所示即V H 散射。对SALS 散射图形的理论解释目前有模型法和统计法两种。 所谓模型法，是斯坦和罗兹（Rhodes ）从处于各向同性介质中的均匀的各向异性球的模型出发来描述聚合物球晶的光散射，根据瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans ）散射的模型计算法可以得到如下的V V 和V H 散射强度公式： 图2-1
第10章 量子散射 在第四章中，已经研究了当具有能量的粒子射向一个势垒时，如何求出其反射系数和透射系数，实际上它就是一类简单的势散射问题。本章所要讨论的问题是：当具有确定动量的入射粒子B射向另一个处于固定位置的粒子（靶）A时，在A附近B与A将发生相互作用，交换能量和动量之后，粒子B沿某方向向无穷远飞去，称这样一个过程为散射或者碰撞。若两个粒子相互作用后变成另外的粒子，则称之为发生了反应。 卢瑟福的粒子被原子散射的实验确立了原子的有核模型，赫兹的电子被原子的散射实验得出原子内态不连续的结论。由此可见，量子散射是了解原子、分子、原子核及基本粒子结构的最重要的实验手段之一。 §10.1 散射现象的描述 §10.1.1 散射截面 在散射过程中，若入射粒子只是改变运动方向，而其能量并无变化，称为弹性散射，否则，称之为非弹性散射。这里，只讨论弹性散射问题。对于弹性散射问题而言，最关心的问题是入射粒子在各方向出现的几率的大小。 在散射实验中，将一束入射粒子B沿轴正向射向靶A，在A的作用下，入射粒子偏离原来的方向，向无穷远处飞去。为了使问题得到简化，作如下假设：靶粒子A的质量远大于入射粒子B的质量；入射粒子束足够稀薄，以至于可以忽略入射粒子间的相互作用；靶的粒子密度足够小，可以不顾及其它粒子的影响。 为了描述弹性散射过程，引入几个基本概念。 入射粒子流强度：单位时间内通过垂直于轴单位面积的粒子数。 入射粒子数：单位时间内进入以A为中心的（）附近立体角的粒子数，它与成正比 （10.1.1）微分散射截面：一个入射粒子被散射到（）附近单位立体角中的几率，它具有面积的量纲，且满足关系式 （10.1.2）
激光PM2.5传感器原理 攀藤G1是一款数字式通用颗粒浓度传感器，可以用于获得单位体积内空气中悬浮颗粒物个数及质量，即颗粒物浓度，并以数字接口形式输出。传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。进而微处理器利用基于米氏（MIE）理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。输出为单位体积内各浓度颗粒物质量及个数。 传感器原理
实物图和接口定义。 攀藤G1传感器传输协议串口默认波特率：9600bps，校验位：无，停止位：1位。模块工作在连续采样方式下，模块在每一次采样结束后主动发送采样数据，采样响应时间小于600毫秒，数据更新时间小于2秒。模块发送数据包定义32个字节。控制器只要读取串口中数据，处理、传唤得到需要的数值。
传输协议 用到的有数据4、5、6，直接读出传感器中的16进制数据。 3.液晶屏 液晶屏型号是 35DTP，分辨率480*320。 串口屏是由液晶屏+单片机+存储器三部分构成的，由计算机将图片和汉字点阵通过GpuMaker程序预先存储到串口屏的存储器中，然后由单片机通过串口发送指令调用显示就可以，单片机部分的编程就会变得简单。用会了这款液晶屏感觉还是挺好用，适合业余DIY 点小东西。
串口屏原理 软件设计 画了个简单的流程图，还是比较简单的。传感器在测试过程中发现会偶尔出现数据混乱的情况，所以需要对发送的数据包校验以保证数据的正确性。如果校验数据错误，舍弃这一
包数据，重新接收下一包。如果确认数据正确即进行数据格式转换，根据下表计算需要显示的AQI值，以及判断首要污染物项目。 国家环保部标准，空气质量指数就是通过这个表计算的。
[训练]小角激光散射法 实验七小角激光光散射法测定 全同立构聚丙烯球晶半径 小角激光光散射(Small Angle Laser Scattering，以下简称SALS)法被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等，已成为研究聚合物结构与性能关系的重要方法。SALS表征的-10-8聚合物结构单元的大小在10m到10m之间。 一、实验目的: 用小角激光光散射法研究聚合物的球晶，并了解有关原理。 二、基本原理: 根据光散射理论，当光波进入物体时，在光波电场作用下，物体产生极化现象， 出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是一个随时间变化的量，因而诱导偶极矩也就随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。光波在物体中的散射，根据谱频的3个频段，可分为瑞利(Rayleigh)散射，拉曼(Raman)散射和布里渊(Brillouin)散射等。而SALS方法是可见光的瑞利散射。它是由于物体内极化率或折射率的不均一
性引起的弹性散射，即散射 光的频率与入射光的频率完 全相同(拉曼散射和布里渊 散射都涉及到频率的改变)。 图7-1为SALS法原理 示意图。当在起偏镜和检偏 镜之间放入一个结晶聚合物 样品时，入射偏振光将被样 品散射成某种花样图。图中 的θ角为入射光方向与被样图7-1 品散射的散射光方向之间的 夹角，简称为散射角，μ角 为散射光方向在YOZ平面(底片平面)上的投影与Z轴方向的夹角，简称方位角。 当起偏镜与检偏镜的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做V散V HH射，当两偏光镜正交时，得到的光散射图叫做散射。图7-1所示即散射。对VVSALS散射图形的理论解释目前有模型法和统计法两种。 所谓模型法，是斯坦和罗兹(Rhodes)从处于各向同性介质中的均匀的各向异性球的模型出发来描述聚合物球晶的光散射，根据瑞利-德拜-甘斯 HV(Rayleigh-Debye-Gans)散射的模型计算法可以得到如下的和散射强度公VV 式: 23,,2 IAVaaUUUSiUaaSiUU,,,,，,,[2sincossin，，，，，，，， Visrs,,03VU,, ,222 ---------------(1)，,，,,aaUUUSiUcoscos4sincos3],，，，，ri2 23,,,222(2)IAVaaUUUSiU,,，,,[cossincos4sincos3],,，，，，Hir,,0V3U2,,
多角度激光光散射与凝胶渗透色谱仪 联接与应用技术 MALLS/GPC(SEC) WYATT TECHNOLOGY CORPORTION (BEIJING OFFICE) 地址：北京西直门北大街58号金晖嘉园7-2302 美国怀雅特技术公司北京代表处 邮编：100082 电话：8610-82292806 传真：8610-82290337
多角度激光光散射与凝胶渗透色谱仪的联接与应用 WYATT TECHNOLOGY CORPORATION. 一前言 近十几年来，光散射技术（Light scattering）在高分子特征分析领域的应用得到了迅速的发展。将光散射技术和凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography, GPC）或尺寸排阻色谱（Size Exclusion Chromatography）分离技术相结合，不但可以测得大分子的绝对分子量，分子旋转半径与第二维里系数，还可测得分子量分布，分辨分子量大小不同的族群以及分子的形状，分枝率及聚集态等。目前，该技术已成为一种非常有效的工具，在美国，日本及欧洲已广为使用，国内近年来亦引进了此项技术。 二光散射简介 早在十九世纪初，人们就开始对光散射原理进行研究。自六十年代激光被发明以来，光散射的原理与技术便得以迅速发展，至今已成为检测微小粒子形状，粒径大小，分子量，界面电位及粒子间效应的重要工具。随着电脑技术的日新月异，许多过去需花费数小时甚至数日才能完成的实验，如今只需数分钟即可完成，而其准确性及重现性也大幅度提高了。 光散射现象，如图1 所示，当一束光通过一间充满烟雾的房间就会产生散射。利用在不同角度，不同时间所测得的光散射强度，再借助各种光学理论及软件，硬件设备，就可以测得微粒的许多特性。 入射光 散射光 图1光散射现象 在光散射发展的历程中，以下是一些具有代表性的人物： ▲James Clerk Maxwell (1833-1879) 解释了光是一种电磁波，并正确地计算出光的速度。 ▲Lord Rayleigh(1842-1919)
激光光散射粉尘仪的工作原理 我们首先介绍一个名词——气溶胶。气溶胶就是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大气冰核）、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。 激光光散射粉尘仪通过采气泵将待测气溶胶吸入检测舱，待测气溶胶在分支处分流成为两部分，一部分经过一个高效过滤器后被过滤为干净的空气，作为保护鞘气来保护传感器室的元器件不受待测气体污染。另一部分气溶胶,作为待测样品直接进入传感器室。传感器室中，主要元器件为激光二极管、透镜组和光电检测器。检测时，首先由激光二极管发出的激光，通过透镜组形成一个薄层面光源。薄层光照射在流经传感器室的待测气溶胶时，会产生散射，通过光电探测器来检测光的散射光强。光电探测器受光照之后产生电信号,正比于气溶胶的质量浓度。然后乘以电压校准系数,这个系数通过测定特定浓度的气溶胶来得到。 激光粉尘仪分类 我公司生产的激光粉尘检测设备根据其用途不同，可分为便携式、在线式、防爆型、烟尘管道型以及空气质量监测系统五类。 便携型因其体型小巧便于携带，非常适用于公共场所可吸入颗粒物浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。例如广东省某市的城管局使用我公司生产的LD-3H型便携式粉尘仪进行扬尘污染监督执法，通过配备的微型打印机，实现了现场测量现场打印测量数据，为治理污染提供了直接的执法依据。 在线型激光粉尘仪是我公司最具竞争力的明星产品。适用于在线定点定时监测，分自动应答和自动发射两种模式，可依据设定的参数进行自动定时测量，也可通过控制中心向粉尘仪发送测量指令进行测量操作。粉尘监测终端所测数值通过数据传输设备以无线（电台、GPRS、WiFi）或有线（光纤、网线）的方式传输到控制中心。该仪器还可连接超标报警设备、喷淋换风设备、视频采集设备等，实现在线监测与实时降尘相结合，提高了粉尘污染物的处
小角激光光散射法观察聚合物球晶 2011011743 分1 黄浩 同组实验者：刘念 实验日期：2014-4-16 一、实验目的： 1. 了解小角激光光散射法的基本原理； 2. 用小角激光光散射法测定聚合物的球晶半径(和环带球晶的环带间距)； 3. 了解取向等结构因素对小角激光光散射花样的影响。 二、实验原理 小角激光光散射法（Small Angle Light Scattering, 简称SALS）是用来表征聚合物聚集态结构的一种较新的技术，出现于20世纪60年代初，主要用来研究结晶性聚合物的超分子结构，它适用于研究从几百纳米到几十微米大小的结构，与聚合物球晶的大小范围相当。由于该方法实验装置简单，测定快速又不破坏试样，对于光学显微镜难以辨认的小球晶能有效地测量。SALS法已被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等等，还能在动态条件下快速测定聚合物结构随时间的变化，至今已经发展成研究聚合物聚集态结构的有效方法之一。 图1是小角激光光散射法的原理图。经过起偏镜的平行光速照射到样品上，在光波电场作用下，样品产生极化现象，出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是时间变化量，因此偶极矩也随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。散射光经过检偏振片后被照相底片记录下来。图中，θ为散射角，μ为方位角。 图 1. 激光光散射实验原理装置图 a.激光光源; b. 起偏振片; c.样品; d.检偏振片; e.照相底片 如果检偏片和起偏片的偏振方向都是垂直取向（如图1中的z轴方向），获得的散射图像记作Vv散射；如果检偏片水平取向，而起偏片垂直取向，则记作Hv散射。在研究结晶性聚合物的结构形态方面，用得较多的是Hv散射。光散射理论有“模型法”和“统计法”两种。对于球晶，用模型法来处理较为方便。下面将模型法理论简单介绍一下。 实验结果表明球晶种分子链是以一定方式折叠排列的，分子链的这种取向排列使得球晶