Способ определения степени ориентации непрозрачных частиц в рассеивающем слое

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ОРИЕНТАЦИИ НЕПРОЗРАЧНЫХ ЧАСТИЦ В РАССЕИВАЮЩЕМ СЛОЕ, при осуществлении которого облучают слой поляризованным излучением и определяют поляризацию прошедшего излучения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени определения и упрощения способа, рассеивающий слой облучают циркулярнополяризованньм монохроматическим излучением, определяют значения приведенного четвертого параметра Стокса S излучения, прошедшего слой, и определяют степень ориентации Р частиц в слое по. формуле -trР 4 W со 00 с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Г4(51 6 01 11 1 ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *B TO PCHOMV СВИДЕТЕП ЯСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3291944/24-25 (22 ) 11.05.81 (46 ) 07.02.85. Вюл, В 5 (72 ) JI.È, Ïoäêàìåíü и С,Г.Гуминецкий (71 ) Черновицкий ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 535.511(088.8) (56) l . .Веллюз Л. и др. Оптический круговой дихроизм. М., "Мир", 1967, с.76-84..

2. Авторское свидетельство СССР

Ь 264158, кл. G 01 N 21/21, 1968. (54)(57 ) С110СОЪ 011РЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ " .ОРИЕНТАЦИИ НЕПРОЗРАЧНЫХ ЧАСТИЦ В PAC-

СЕИВА10ЩЕМ CJIOE при осуществлении которого облучают слой поляризованным излучением и определяют поляризацию прошедшего излучения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени определения и упрощения способа, рассеивающий слой облучают циркулярнополяризованным монохроматическим излучением, определяют значения приведенного четвертого параметра Стокса S+ излучения, прошедшего слой, и определяют степень ориентации P частиц в слое по. формуле

P = fl — 5а.

На фиг,1 изображена экспериментально установленная зависимость

1 11387

Изобретение относится к физической оптике, в частности к методам бесконтактного определения ориентационных свойств рассеивающих объектов.

Известен способ измерения дихроизма для оптически активных частиц, заключающийся в измерении интенсивности линейно поляризованного пучка излучения, прошедшего 10 сквозь рассеивающую среду в двух ортогональных плоскостях поляризации Г13.

Однако этот способ приемлем к частным случаям для оптически активных частиц; он предполагает предварительное выявление направлений.преимущественной ориентации частиц в слое.

Наиболее близким к изобретению является способ определения ориентации непрозрачных частиц в.рассеивающем слое, в котором облучают слой поляризованным излучением и определяют поляризацию прошедшего 25 излучения С23.

Недостатком известного способа является длительность и сложность определения ориентации частиц, что обусловлено необходимостью проведения измерений строго вдоль преимущественной ориентации и нормально к ней, точного определения толщины слояу а также высокими требованиями к точности определения угла поворота плоскости поляризации прошедшего излучения.

Целью изобретения является уменьшение времени и упрощение способа определения ориентации частиц.

Указанная цель достигается тем, 40 что согласно способу определения ,степени ориентации непрозрачных. частиц в рассеивающем слое, при осуществлении которого облучают слой поляризованным излучением и

45 определяют поляризацию прошедшего излучения, рассеивающий слой облучают циркулярнополяризованйым мойохроматическим .излучением, определяют значение приведенного четвертого параметра Стокса S излучения, прошедшего слой, и определяют степень ориентации P частиц в слое по формуле приведенного четвертого параметра

Стокса от степени ориентации частиц

Р;на фнг,2 — графики зависимости приведенного четвертого параметра

Стокса, прошедшего слой излучения от угла ориентации частиц в в рассеивающем слое при различных напряженностях приложенного к длою ориентирующего магнитного поля.

Циркулярность поляризации облучающего- светового пучка достигается с помощью стандартного кругового (циркулярного) поляризатора. Поляризация прошедшего рассеянного слоем света измеряется при помощи анализатора, состоящего из пленочного поляроида и четвертьволновой пластинки.

Степень ориентации частиц в слое определяется,по расчетному значению нормированного четвертого параметра

Стокса S = S /S рассеянного света

tS — первый параметр Стокса ), Для этого снимают четыре отсчета регистрирующего устройства N» Й, N>, М (они пропорциональны интенсивности рассеянного света ) при следующих углах ориентации {см. таблицу ) быстрых осей поляроида и h /4 в приемнике, отсчитываемых относительно плоскости рассеяния:

3 4

Тогда S = 1„ „ при любом уг4 N14 N( ле ориентации рассеивающих частиц в слое относительно плоскости рассея.ния, изменяющимся в пределах О -180

Экспериментально установленная зависимость 5„ от степени ориентации частиц Р приведена на фиг.1.

Функциональная связь величины Р а S4 описывается формулой Р =

= . — .ьз, котора» и используется для практического определения степени ориентации частиц Р в слое по измеренному значению приведенного четвертого параметра Стокса светового пучка, прошедшего слой. Изме-! рения параметров прошедшего излучения проводят на типичном Стокс-поляриметре.

Пример. Используются слои ферромагнитных палочкообраэных частиц диаметром 0,5 мкм и длиной 2- . .

3 мкм с различной степенью ориентации, достигаемой изменением напряженности ориентирующего магнитного поля. Облучение проводится монохрома тическнм пучком с jl = 633 нм, диаметром 10 мм и угловой расходимостью

40 . В качестве фотоприемного уст-!

Ориентация пластинки Л/4, град

Отсчет 00

-45

2

О

О

N1 и

N.

М..

Заказ 10679 33. Т аж 897 Подписное

Фшлвал ШШ Иатешт г.Ужгород,.ул.Проектиая, 4

3 11 ройства используется фотоэлектронный умножитель типа ФЭУ 38,.для регистрации — гальванометр УФ вЂ” 206.

На фиг.2 изображены графики зависимости S прошедшего светового пучка от угла ориентации частиц 0 в исследуемом слое при различных напряженностях магнитного поля, Кривые графика относятся к следующим значениям напряженности: ! -Н=ОЭ

2 — Н = 320 Э

3 - Н = 480 Э

4 - H = 630 3

5 - Н = 870 Э

Ь-Н=1150Э, Величина S (фиг.2) не зависит

:от угла преимущественной ориентации частиц в слое, но существенно зависит от степени их ориентации:

Ю величина S стремится к единичноф му значению при уменьшении степени ориентации частиц в слое и для хаотически ориентированной системы величина S равна единице, с увеИзмерение Ориентация поляроида, град

38713 4 личеннем степени ориентации частиц она уменьшается и при 1007-й ориентации частиц равна нулю, Поэтому указанная зависимость от P положена в основу способа определения ориентации частиц в слое, оптическая трлщина которого равна или меньше единицы е!!рименение предлагаемого способа позволяет уменьшить время на определение ориентации частиц в слое.в:23 раза, упрощает процесс определения ориентации путем уменьшения числа необходимых измерений, поскольку они могут проводиться при любом угле ориентации частиц 8, измерения также не связаны с определением угла поворота плоскости поляризации светового пучка., прошедшего слой, и не требуется точного значения толщины слоя, содержащего ориентированные частицы, что ускоряет и облегчаег получение конечного результата.