激光光散射技术及其应用.pdf

.

激光光散射技术及其应用

LaserLightScatteringSystemTechnologyandApplication

BROOKHAVENINSTRUMENTSCORPORATION

(BEIJINGOFFICE)

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

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，均方根回旋半径R和第二维利系数A；

wg2

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。在使用过程中，静态和动态光

h

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：

Tynadalleffect（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？

Tyndalleffect

JamesClerkMaxwell(1833-1879)

解释了光是一种电磁波，并正确地计算出光的速度。

LordRayleigh(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。

AbertEinstein(1879-1955)

LordRayleigh

研究了液体的光散射现象。

ChandrasekharaV.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。

.

.

PeterDebye（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Debyeplot。1944年，

Debye利用散射光强测得稀溶液中高分子的重均分子量。