Details

Данная работа посвящена описанию, оптимизации и тестированию лазерного кросскорреляционного спектрометра, предназначенного для дисперсионного анализа жидких коллоидных сред. Целью работы является разработка спектрометра, позволяющего производить оценку размера ча-стиц в суспензиях методом кросскорреляции. В ходе работы были произ-ведены литературный обзор методов дисперсионного анализа и классифи-кация объектов исследования. Также в работе приведено математическое обоснование метода кросскорреляции, на котором основана работа спек-трометра. Описана модель движения броуновской частицы в образце, по-лучены ее статистические характеристики и произведено моделирование сигналов рассеяния в пакете GLAD. В экспериментальной части работы описывается принцип действия спектрометра, приведены оценочные расче-ты рассеивающего объема с целью увеличения отношения С/Ш и получены экспериментальные взаимные корреляционные и автокорреляционные функции для монодисперсных суспензий с микросферами известного диа-метра. Показано, что метод чувствителен к размерам частиц и дает одина-ковые результаты для суспензий разных концентраций, что методы авто-корреляции и кросскорреляции дают близкие результаты, а также что мо-дель рассеяния хорошо описывает реальные процессы взаимодействия све-та с веществом.

The given work is devoted to the description, optimization, and testing of a cross-correlation laser spectrometer designed for the dispersive analysis of liquid colloidal media. The aim of the work is to develop a spectrometer that allows one to estimate the particle size in suspensions by the cross-correlation method. A literature review of analysis of variance methods and classification of the objects of study were carried out. Also there is a mathematical justifica-tion of the cross-correlation method in the work, on which the spectrometer operation is based. A model of a Brownian particle motion in a sample is de-scribed, its statistical characteristics are obtained, and scattering signals are simulated in the GLAD package. In the experimental part of the paper, the principle of the spectrometer is described, estimates of the scattering volume are given to increase the signal-to-noise ratio, and experimental cross-correlation and autocorrelation functions are obtained for monodisperse sus-pensions with microspheres of known diameter. It is shown that the method is sensitive to particle sizes and gives the same results for suspensions of differ-ent concentrations, that the autocorrelation and cross-correlation methods give similar results, and that the scattering model describes well the real processes of the interaction of light with matter.