химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

нения от равномерного распределения положений и ориентации молекул. Свет рассеивается на флуктуа-циях плотности и флуктуациях ориентации в газах и жидкостях, на флуктуациях концентраций в растворе.

Под действием электрического поля световой волны Е0 в объеме вещества 9, малом по сравнению с А.3, где А,— длина световой волны, индуцируется диполь, излучающий вторичные волны. Электрическое поле вторичной волны в точке, находящейся на расстоянии г от диполя, выражается формулой

Еъ = Щгр*тЪ (3,91)

где /?=|р|—величина индуцированного дипольного момента, f) — угол между векторами г и р (т.е. Е0). Дипольный момент объема V равен

Р = -^КЕ0, (3,92)

где в = п2 — квадрат показателя преломления вещества. При наличии флуктуации

8 = 8 +Де (3,9а)

и

р = р + Др = ^1?Е0 + -??-?Е0. (3,94)

Так как рассеяние определяется только флуктуациями, величина напряженности электрического поля световой волны, рассеянной объемом V, равна

Eso = ^r~-EoVsinb (3,95)

и для измеряемой интенсивности рассеянного излучения получим

U = (Й)г = -jЈr (Ае)21/2/о sin2 в, (3,96)

где /0 — интенсивность падающего света. Флуктуация е, т. е. показателя преломления п, выражается через флуктуацию плотности р или числа частиц N в объеме V:

А де А де - AN /г,

д8 = — Дрв р (3,97)

dp до N

так как Ар — pAN(N.

Весь рассеивающий объем V состоит из большого числа микроскопических объемов V и суммарное поле рассеянного света слагается из полей, создаваемых этими объемами V. Суммарная интенсивность представится средним значением квадрата суммарной напряженности. Средний квадрат флуктуации AN равен [62]

После несложных преобразований получаем суммарную интенсивность

Л" = ?$?%{х?ь iw Р) Ж"/о> (3>98)

где #i — число частиц в единице объема.

Для газа е— 1 — п2— 1 = const-р, следовательно,

dp р р р

Для естественного падающего света получаем

+cos2e)(ft- 1)2-^-/о, (3,100)

где В — угол между направлениями падающего и рассеянного света. Это — формула Рэлея. Полную интенсивность света, рассеянного по всем направлениям объемом газа V, найдем, проинтегрировав выражение (3,100) по поверхности сферы радиуса г:

/^ = -^(п-1)2—-/0. (3,101)

Вследствие рассеяния свет, проходящий через слой вещества толщиною /, ослабляется по закону

/ = /0ехр(-х0, (3,102)

где % — коэффициент мутности, равный отношению интенсивности света, рассеянного единицей объема, к интенсивности падающего света

^ e ~3JJ~ - ' (3,103)

Яе = 7^7- = m (1 + cos2 0); (3,104)

Рассеяние света удобно характеризовать приведенной интенсивностью, или отношением Рэлея Rq:

/АН 2я2 (п - I)2

тогда для % получим

16л RQ

Х==_3~ (1 -f- cos2 q) * (3,105)

Перейдем от газа к раствору. Формула, эквивалентная

(3,104), имеет вид (см. [48, 62])

= °a (3,106)

где п, п0 — показатели преломления раствора и чистого раство? рителя соответственно. Выразим п и Mi через весовую концентрацию с. Имеем

cN. п—пп dn

;Vl М ' с dc

И

Re « 2nxf^M (1 + cos2 9) = у, HcM (1 + cos2 8), (3,107)

А

где

Н-1^ТЫ^ (ЗЛ08)

А

и для коэффициента мутности находим

% = -~НсМ. (3,109)

Таким образом, зная п, п0 и с и измерив коэффициент мутности, т. ё. потерю света на рассеяние, можно определить м. в. М растворенного вещества.

Однако аналогия с газом, на которой основывается переход от (3,104) к (3,106), справедлива лишь для разбавленного идеального раствора, в котором флуктуации в малых объемах 9 независимы друг от друга. В реальных растворах макромолекул набухание клубков приводит к взаимодействию между центрами рассеяния, зависящему от концентрации. В этом случае уже нельзя положить (AN)2 — N (см. стр. 157) и для расчета RQ или. х нужно воспользоваться теорией Эйнштейна, объясняющей рассеяние света жидкостью [62, 64]. Вместо (3,106) теория дает для неидеального раствора

2n2nlc (l + cos2 9) / dn\2 I + cos2 G

RQ = Q—d [-^ =Hc—~d , (3,110)

где П — осмотическое давление. Согласно (3,67)

Л,-7.Яс(1+со»'8), (3,111)

И

8я тт 1

UM + (2BJRT)c +

X =^г Не

ЕЛИ

8л Не _ 1 , 2В . /о iio\

3 ~х ~М"Т~ RT С_т"

Определение М требует измерений х и Я для ряда концентраций с. Экстраполяция к с -> 0 кривой зависимости Яс/х от концентрации дает средневесовое значение м. в. для полидисперсного полимера

2 etMt 2

Ма = -^ = ^~— (3,113)

i I

(ср. с (3,66)).

Такой метод определения молекулярного веса, разработанный Дебаем [65], тем точнее, чем больше м. в. В этом смысле метод светорассеяния имеет преимущества перед осмометрическим (см. § 3.6). Описание ряда нефелометров — приборов для измерения мутности среды х> приведено в [48].

Изложенная теория относится к частицам, размеры которых много меньше длины волны %. Если это условие не выполняется, то необходимо учесть разность фаз вторичных световых воли, испускаемых разными точками частицы. Волны, рассеиваемые частицей, интерферируют, вследствие чего суммарная интенсивность рассеянного света уменьшается.

страница 55
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
шкафчик для одежды в школу
Рюкзачки для детей купить
PVS-4257
кресло престиж gtp new

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.02.2017)