Каков радиус частиц дивинилстирольного латекса, основываясь на закономерностях светорассеяния в соответствии с теорией

Теория Рэлея и закон Бугера-Ламберта-Бера в светорассеянии

Инструкция:
Закономерности светорассеяния объясняют взаимодействие света с микрочастицами вещества. По теории Рэлея, интенсивность света, рассеянного микрочастицами, обратно пропорциональна 4-му степени длины волны падающего света и размерам частиц. Закон Бугера-Ламберта-Бера связывает оптическую плотность с концентрацией рассеивающих частиц и их размерами.

Для решения задачи вам понадобятся следующие формулы:

1. Формула Рэлея:
I = I₀ * (λ₀ / λ)⁴

где I₀ - интенсивность падающего света, λ₀ - длина волны падающего света,
I - интенсивность рассеянного света, λ - длина волны рассеянного света.

2. Формула Бугера-Ламберта-Бера:
А = 2.303 * d * c * N / λ

где А - оптическая плотность, d - толщина кюветы,
c - концентрация вещества, N - количество рассеивающих частиц,
λ - длина волны падающего света.

Мы можем использовать формулу Рэлея для нахождения размера частиц, а затем подставить его в формулу Бугера-Ламберта-Бера для определения радиуса.

Доп. материал:
Для решения этой задачи сначала найдем размер частиц по формуле Рэлея, а затем определим радиус, используя формулу Рэлея.

1. Расчет размера частиц по формуле Рэлея:

I₀ = 1 (предположим, что интенсивность падающего света равна 1)
λ₀ = 540 нм (длина волны падающего света)
λ = 540 нм (предположим, что длина волны рассеянного света также равна 540 нм)

I / I₀ = (λ₀ / λ)⁴
I = 0.203 (оптическая плотность)

Подставим значения и найдем I₀:
0.203 / 1 = (540 / 540)⁴
0.203 = 1⁴
0.203 = 1

Таким образом, I₀ = 1.

2. Расчет радиуса по формуле Бугера-Ламберта-Бера:

А = 0.203 (оптическая плотность)
d = 4 см (толщина кюветы)
c = 0.4 г/л (концентрация латекса)

Зная, что плотность дисперсной фазы составляет 0.945 г/см³ и показатель преломления воды равен 1.333, мы можем рассчитать N:
N = c * (1.333 / 0.945)

Подставим значения и найдем N:
N = 0.4 * (1.333 / 0.945)
N = 0.563

Теперь подставляем все значения и находим радиус:
0.203 = 2.303 * d * c * N / λ
Решаем уравнение относительно радиуса.

Совет:
Для лучшего понимания задачи и формул, рекомендуется ознакомиться с теорией светорассеяния и законом Бугера-Ламберта-Бера. Также полезно изучить подробнее применение этих закономерностей в различных сферах, например, в аналитической химии или биологии.

Практика:
С такими значениями:

- Оптическая плотность А равна 0.15
- Длина волны падающего света λ равна 450 нм
- Концентрация рассеивающих частиц c равна 0.2 г/л
- Толщина кюветы d равна 2 см

Найдите радиус рассеивающих частиц, используя закономерности светорассеяния и закон Бугера-Ламберта-Бера.