准弹性光散射算法
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发布时间：2024-10-18 15:13
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时间：2024-10-25 19:09
在光学研究中，一种常见的现象是散射光场的谱密度S(ω)，它通常呈现出洛伦兹型分布，其中ω代表散射光的频率。线宽，即频率展宽宽度Γ，与扩散系数D有关，通过公式Γ=D|K|²来描述，其中K是散射矢量，其大小不可忽略。线宽在常规条件下非常小，只有当激光具备极高的单色性和相干性，利用光拍技术才能测量到如此微小的线宽，一般在102到104赫兹的范围内。
从时间域角度看，布朗运动导致散射区域中质点间的位相关系随时间变化，这在散射光场中表现为随时间波动。时间相关函数RI(τ)是描述这一随机过程的统计工具，实验中通过相关仪测量。对于单分散的溶胶或大分子溶液，RI(τ)与延迟时间τ的关系是RI(τ)=1+exp(-2Γτ)。通过以ln【RI(τ)-1】对τ作图，可以得到与扩散系数相关的斜率。
准弹性光散射作为一种重要的探测手段，也被称为动态光散射，它在测定大分子或胶体质点的平动扩散系数方面尤为有效，从而可以推断出质点的大小（流体力学半径）。这种技术具有非破坏性的优点，对于多分散体系，还能揭示质点大小的分布情况。
与传统的光散射方法不同，动态光散射特别适用于研究与质点运动相关的散射光强度波动，例如，它能测定非球形质点的转动扩散系数，分析分子构象变化（如螺旋体-线团转变）、胶团的形态转变（球-棒转变）、双分子反应的动力学，甚至肌肉收缩和电泳淌度等复杂过程。适用的质点粒度范围从几个纳米到1微米，研究的时间尺度则从1微秒到1秒。
