СВЕТОИНДУЦИРОВАННАЯ ПСЕВДО-ПРИЗМА В НАНОСУСПЕНЗИИ - Студенческий научный форум

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Личный портфель

СВЕТОИНДУЦИРОВАННАЯ ПСЕВДО-ПРИЗМА В НАНОСУСПЕНЗИИ

Иванова Г.Д. 1
1ДВГУПС
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В термооптической спектроскопии широко используется нелинейно-оптические методы диагностики материалов, основанные на различных механизмах светоиндуцированной модуляции оптических констант среды [1,4,6]. В одном из методов в качестве измеряемого сигнала используют угол отклонения сигнального луча в слое среды с градиентом показателя преломления (метод псевдо-призмы) [2]. В частности, термоиндуцированная псевдо-призма в наносуспензии использовалась для исследования термодиффузии наночастиц [9].

Рассмотрим жидкофазную среду с наночастицами (дисперсная фаза), находящуюся под воздействием опорного лазерного излучения с равномерным профилем интенсивности I0 (Рис.1). Под действием сил светового давления в кювете создается градиент концентрации частиц и, соответственно, показателя преломления. Сигнальный луч Is распространяется перпендикулярно опорному и отклоняется в образованной псевдо-призме на угол θs.

 

Рис. 1. Оптическая схема псевдо-призмы.

На наночастицу действует сила светового давления:

, (1)

где - интенсивность света, ; - показатели преломления дисперсионной среды и дисперсной фазы соответственно. Скорость частицы , где - коэффициент подвижности частиц, - вязкость жидкости, - радиус частицы, - длина волны излучения, - скорость света.

Балансное уравнение, описывающее динамику концентрации наночастиц в жидкофазной среде с учётом диффузии [8]:

, (2)

где - объемная концентрация дисперсных частиц, - коэффициент диффузии.

В случае стационарного режима () и малого изменения концентрации имеем:

, (3)

где -длина кюветы.

Полученное выражение можно использовать для оптической диагностики наносуспензий методом псевдо-призмы. Описанные результаты актуальны для оптической диагностики дисперсных жидкофазных сред [3,5,7-9], а также для нелинейной оптики таких сред [7,10]).

Библиографический список:

  1. Иванов В.И. Нанодисперсные среды для динамической голографии / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова, С.И. Кирюшина, А.В. Мяготин // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2015. – Т. – 58. –№ 11-3. – С. 153-156.

  2. Иванов В.И. Оптическая диагностика полимерных наночастиц / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова, В.К. Хе // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 11-6. – С. 1085-1088.

  3. Иванов В.И. Перспективные среды для динамической голографии / В.И. Иванов, Ю.М. Карпец // Вестник ДВО РАН.- 2003.-№1. - С. 93-97.

  4. Иванов В.И. Термодиффузионный механизм записи амплитудных динамических голограмм в двухкомпонентной среде/В.И. Иванов, К.Н. Окишев//Письма в "Журнал технической физики".-2006. -Т. 32. -№ 22. -С. 22-25.

  5. Иванов В.И. Эффект Дюфура в дисперсной жидкофазной среде в поле гауссова пучка / В.И. Иванов, А.И. Ливашвили // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В. М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2013. – Вып.5. - С. 116-119.

  6. Иванов, В.И. Термоиндуцированное самовоздействие гауссова пучка излучения в жидкой дисперсной среде/В.И. Иванов, А.А Кузин, А.И. Ливашвили//Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика. -2010. -Том 5. -№ 1. -С. 5-8.

  7. Иванова Г.Д. Нелинейная линза в дисперсной среде / Г.Д. Иванова, С.И. Кирюшина, А.В. Мяготин // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1.-С.1779; URL: www.science-education.ru/121-19194.

  8. Крылов В.И. Метод светоиндуцированной псевдо-призмы в наножидкости / В.И. Крылов, Г.Д. Иванова, В.К. Хе // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В. М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2015. – Вып. 7. – С. 329-332.

  9. Buzzaccaro S. Kinetics of sedimentation in colloidal suspensions / S. Buzzaccaro, A. Tripodi, R. Rusconi, D. Vigolo, R. Piazza // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2008. – Vol. 20. - № 49. – P. 494219.

  10. Ivanov V. I., Ivanova G.D., Khe V. K. Thermal lens response in the two-component liquid layer // Proc. SPIE, 968042. -2015. -November 19; DOI: 10.1117/12.2205722.

Просмотров работы: 431