Дифракция | это… Что такое Дифракция?

Дифракция первого и второго порядка как интерференция волн, образованных при падении плоской волны на непрозрачный экран с парой щелей. Стрелками показаны линии, проходящие через линии интерференционных максимумов

Дифра́кция во́лн (лат. diffractus — буквально разломанный, переломанный, огибание препятствия волнами) — явление, которое проявляет себя как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы.

Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как случай интерференции ограниченных в пространстве волн (интерференция вторичных волн). Общим свойством всех эффектов дифракции является зависимость степени её проявления от соотношения между длиной волны и характерным размером неоднородностей среды , либо неоднородностей структуры самой волны.

Наиболее заметно они проявляются при размерах неоднородностей, сравнимых с длиной волны. При размерах неоднородностей, существенно превышающих длину волны (на 3—4 порядка и более), явлением дифракции, как правило, можно пренебречь. В последнем случае распространение волн с высокой степенью точности описывается законами геометрической оптики. С другой стороны, если размер неоднородностей среды много меньше длины волны, то в таком случае дифракции проявляет себя в виде эффекта рассеяния волн.^[1]

Изначально явление дифракции трактовалось как огибание волной препятствия, то есть проникновение волны в область геометрической тени. С точки зрения современной науки определение дифракции как огибания светом препятствия признается недостаточным (слишком узким) и не вполне адекватным. Так, с дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн (в случае учёта их пространственного ограничения) в неоднородных средах.

Дифракция волн может проявляться:

• в преобразовании пространственной структуры волн. В одних случаях такое преобразование можно рассматривать как «огибание» волнами препятствий, в других случаях — как расширение угла распространения волновых пучков или их отклонение в определённом направлении;
• в разложении волн по их частотному спектру;
• в преобразовании поляризации волн;
• в изменении фазовой структуры волн.

Наиболее хорошо изучена дифракция электромагнитных (в частности, оптических) и акустических волн, а также гравитационно-капиллярных волн (волны на поверхности жидкости).

Содержание 1 Тонкости в толковании термина «дифракция» 2 Частные случаи дифракции 2.1 Дифракция на щели 2.2 Дифракция на отверстии 2.3 Дифракция звука и ультразвуковая локация 2.4 Дифракция радиоволн и радиолокация 2.5 Дифракционная решётка 2.6 Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах и рентгеноструктурный анализ 2.7 Дифракция света на ультразвуке 2. 8 Дифракция электронов 2.9 Брегговская дифракция 2.10 Дифракция частиц (нейтронов, атомов, молекул) 3 История исследований 4 Дифракция в фотографии 5 См. также 6 Примечания 7 Литература 8 Ссылки

Тонкости в толковании термина «дифракция»

В явлении дифракции важную роль играют исходные размеры области волнового поля и исходная структура волнового поля, которая подвержена существенной трансформации в случае, если элементы структуры волнового поля сравнимы с длиной волны или меньше её.

Например, ограниченный в пространстве волновой пучок имеет свойство «расходиться» («расплываться») в пространстве по мере распространения даже в однородной среде. Данное явление не описывается законами геометрической оптики и относится к дифракционным явлениям (дифракционная расходимость, дифракционное расплывание волнового пучка).

Исходное ограничение волнового поля в пространстве и его определённая структура могут возникнуть не только за счёт присутствия поглощающих или отражающих элементов, но и, например, при порождении (генерации, излучении) данного волнового поля.

Следует заметить, что в средах, в которых скорость волны плавно (по сравнению с длиной волны) меняется от точки к точке, распространение волнового пучка является криволинейным (см. градиентная оптика, градиентные волноводы, мираж). При этом волна также может огибать препятствие. Однако такое криволинейное распространение волны может быть описано с помощью уравнений геометрической оптики, и это явление не относится к дифракции.

Вместе с тем, во многих случаях дифракция может быть и не связана с огибанием препятствия (но всегда обусловлена его наличием). Такова, например, дифракция на непоглощающих (прозрачных), так называемых фазовых, структурах.

Поскольку, с одной стороны, явление дифракции света оказалось невозможным объяснить с точки зрения лучевой модели, то есть с точки зрения геометрической оптики, а с другой стороны, дифракция получила исчерпывающее объяснение в рамках волновой теории, то наблюдается тенденция понимать её проявление как любое отступление от законов геометрической оптики.

При этом следует заметить, что некоторые волновые явления не описываются законами геометрической оптики и, в то же время, не относятся к дифракции. К таким типично волновым явлениям относится, например, вращение плоскости поляризации световой волны в оптически активной среде, которое дифракцией не является.

Вместе с тем, единственным результатом так называемой коллинеарной дифракции с преобразованием оптических мод может быть именно поворот плоскости поляризации, в то время как дифрагированный волновой пучок сохраняет исходное направление распространения. Такой тип дифракции может быть реализован, например, как дифракция света на ультразвуке в двулучепреломляющих кристаллах, при которой волновые векторы оптической и акустической волн параллельны друг другу.

Ещё один пример: с точки зрения геометрической оптики невозможно объяснить явления, имеющие место в так называемых связанных волноводах, хотя эти явления также не относят к дифракции (волновые явления, связанные с «вытекающими» полями).

Раздел оптики «Оптика кристаллов», имеющей дело с оптической анизотропией среды, также имеет лишь косвенное отношение к проблеме дифракции. В то же самое время он нуждается в корректировке используемых представлений геометрической оптики. Это связано с различием в понятии луча (как направления распространения света) и распространения волнового фронта (то есть направления нормали к нему)

Отступление от прямолинейности распространения света наблюдается также в сильных полях тяготения. Экспериментально подтверждено, что свет, проходящий вблизи массивного объекта, например, вблизи звезды, отклоняется в её поле тяготения в сторону звезды. Таким образом, и в данном случае можно говорить об «огибании» световой волной препятствия. Однако, это явление также не относится к дифракции.

Частные случаи дифракции

Исторически в проблеме дифракции сначала рассматривались два крайних случая, связанных с ограничением препятствием (экраном с дыркой) сферической волны и это была дифракция Френеля, либо плоской волны на щели или системе отверстий — дифракция Фраунгофера

Дифракция на щели

Распределение интенсивности света при дифракции на щели

В качестве примера рассмотрим дифракционную картину возникающую при прохождении света через щель в непрозрачном экране.

Мы найдём интенсивность света в зависимости от угла в этом случае. Для написания исходного уравнения используем принцип Гюйгенса.

Рассмотрим монохроматическую плоскую волну с амплитудой с длиной волны λ, падающую на экран с щелью ширины a.

Будем считать, что щель находится в плоскости x′-y′ с центром в начале координат. Тогда может предполагаться, что дифракция производит волну ψ, которая расходится радиально. Вдали от разреза можно записать

пусть (x′,y′,0) — точка внутри разреза, по которому мы интегрируем. Мы хотим узнать интенсивность в точке (x,0,z). Щель имеет конечный размер в x направлении (от до ), и бесконечна в y направлении ([, ]).

Расстояние r от щели определяется как:

Предполагая случай дифракции Фраунгофера, получим условие . Другими словами, расстояние до точки наблюдения много больше характерного размера щели (ширины). Используя биноминальное разложение и пренебрегая слагаемыми второго и выше порядков малости, можно записать расстояние в виде:

Видно, что 1/r перед уравнением не осциллирует, то есть даёт малый вклад в интенсивность по сравнению с экспоненциальным множителем. И тогда его можно записать приближённо как z.

Здесь мы введём некую константу ‘C’, которой обозначим все постоянные множители в предыдущем уравнении. Она, в общем случае может быть комплексной, но это не важно, так как в конце нас будет интересовать только интенсивность, и нам будет интересен только квадрат модуля.

В случае дифракции Фраунгофера мало, поэтому . такое же приближение верно и для . Таким образом, считая , приводит к выражению:

Используя формулу Эйлера и её производную: и .

где ненормированная синкус функция определена как .

Подставляя в последнее выражение для амплитуды, можно получить ответ для интенсивности в виде волны в зависимости от угла θ:

См. также Дифракция на N-щелях

Дифракция на отверстии

Дифракция лазерного луча с длиной волны 650 нм, прошедшего через отверстие диаметром 0,2 мм

Дифракция звука и ультразвуковая локация

Дифракция радиоволн и радиолокация

Исследованием дифракции радиоволн занимается геометрическая теория дифракции^[2]

Дифракционная решётка

Основная статья: Дифракционная решётка

Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Первое описание явления сделал Джеймс Грегори, который использовал в качестве решётки птичьи перья.

Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах и рентгеноструктурный анализ

Дифракция света на ультразвуке

Основная статья: Акустооптика

Одним из наглядных примеров дифракции света на ультразвуке является дифракция света на ультразвуке в жидкости. В одной из постановок такого эксперимента в оптически-прозрачной ванночке в форме прямоугольного параллелепипеда с оптически-прозрачной жидкостью с помощью пластинки из пьезоматериала на частоте ультразвука возбуждается стоячая волна. В её узлах плотность воды ниже, и как следствие ниже её оптическая плотность, в пучностях — выше. Таким образом, при этих условиях ванночка с водой становится для световой волны фазовой дифракционной решёткой, на которой осуществляется дифракция в виде изменения фазовой структуры волн, что можно наблюдать в оптический микроскоп методом фазового контраста или методом тёмного поля.

Дифракция электронов

Основная статья: Дифракция электронов

Дифракция электронов — процесс рассеяния электронов на совокупности частиц вещества, при котором электрон проявляет свойства, аналогичные свойствам волны. При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях кристаллических структур металлов, сплавов, полупроводниковых материалов.

Брегговская дифракция

Основная статья: Дифракция Брэгга

Согласно Закону Брэгга каждая точка (или отражение) в этой дифракционной картине формируется конструктивной интерференцией рентгеновских лучей, проходящих через кристалл. Эти данные могут быть использованы для определения атомной структуры кристаллов.

Дифракция от трехмерной периодической структуры, такой как атомы в кристалле называется дифракцией Брегга. Это похоже на то, что происходит, когда волны рассеиваются на дифракционной решётке. Брегговская дифракция является следствием интерференции между волнами, отражёнными от кристаллических плоскостей.

Условие возникновения интерференции определяется законом Вульфа-Брегга:

,

где

d — расстояние между кристаллическими плоскостями,

θ угол скольжения — дополнительный угол к углу падения,

λ — длина волны,

n (n = 1,2…) — целое число называемое порядком дифракции.

Брегговская дифракция может осуществляться при использовании света с очень маленькой длиной волны, такого как рентгеновское излучение, либо волны материи, такие как нейтроны и электроны, длины волн которых сравнимы или много меньше, чем межатомное расстояние.^[3] Получаемые данные дают информацию о межплоскостных расстояния, что позволяет вывести кристаллическую структуру. Дифракционный контраст, в электронных микроскопах и рентгеновских топографических устройствах, в частности, также является мощным инструментом для изучения отдельных дефектов и локальных полей деформации в кристаллах.

Дифракция частиц (нейтронов, атомов, молекул)

История исследований

Основы теории дифракции были заложены при изучении дифракции света в первой половине XIX века в трудах Юнга и Френеля. Среди других учёных, которые внесли значительный вклад в изучение дифракции: Гримальди, Гюйгенс, Араго, Пуассон, Гаусс, Фраунгофер, Бабине, Кирхгоф, Аббе, У. Г. Брэгг и У. Л. Брэгг, фон Лауэ, Роуланд, Зоммерфельд, Леонтович, Фок, Ван-Циттерт, Цернике (см. История оптики).

Обнаружение дифракции частиц (электронов) в 1927 году (опыт Дэвиссона и Джермера) сыграло большую роль в подтверждении существования волн де Бройля и в подтверждении концепции корпускулярно-волнового дуализма (идеи двойственной природы волн и частиц). В XX и XXI веках продолжились исследования дифракции волн на сложных структурах.

Дифракция в фотографии

Дифракцию можно наблюдать в фотографии: чрезмерное закрытие диафрагмы (относительного отверстия) приводит к падению резкости. Поэтому для сохранения оптимально резкого изображения на фотографии не рекомендуется полностью закрывать диафрагму. Нужно отметить, что для каждого объектива существует свои границы до которых стоит закрывать диафрагму, в большинстве случаев они равны f/11. ^[4]

См. также

• Интерференция
• Рефракция
• Рассеяние волн
• Оптика
• Физическая оптика
• Волновая оптика
• Акустооптика
• Электронная оптика
• История оптики
• Волна

Примечания

1. ↑ В явлении рассеяния на мелких неоднородностях среды сказывается не только экранирование фронта волны, но и свойства самой неоднородности (скажем, водяной капли), определяющие индикатрису рассеяния, что рассматривается, например, в научной дисциплине «Оптика атмосферы» в разделе, связанном с аэрозолем.
2. ↑ Боровиков В. А., Кинбер Б. Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978, 247 с.
3. ↑ John M. Cowley (1975) Diffraction physics (North-Holland, Amsterdam) ISBN 0-444-10791-6
4. ↑ Что такое дифракция в фотографии. «Про Фото»

Литература

• Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное.  — М.: Наука, 1988. — 512 с. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.. — Т. IV. Оптика.
• И. Г. Кондратьев, Г. Д. Малюжинец Дифракция волн // Физическая энциклопедия / Д. М. Алексеев, А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов, Б. К. Вайнштейн, С. В. Вонсовский, А. В. Гапонов-Грехов, С. С. Герштейн, И. И. Гуревич, А. А. Гусев, М. А. Ельяшевич, М. Е. Жаботинский, Д. Н. Зубарев, Б. Б. Кадомцев, И. С. Шапиро, Д. В. Ширков; под общ. ред. А. М. Прохорова. — М.: Советская энциклопедия, 1988—1998.

Ссылки

• Дифракция: тематические медиа-файлы на Викискладе

Лазерная Дифракция — Анализ Размера и Формы Частиц

Компания Microtrac уже более 40 лет является мировым лидером в области лазерного дифракционного приборостроения — постоянно совершенствуя приборную технику, мы предлагаем клиентам широкий ассортимент лазерных дифракционных приборов, которые идеально подходят для определения размеров и характеристик частиц.

НОВИНКА

• Диапазон измерения: 0.01 мкм — 4 мм
• Принцип измерения: Лазерная дифракция & Динамический анализ изображений
• Подробное описание

• Справочная информация о принципе функционирования, преимуществах и физике лазерных дифракционных анализаторов.
• Узнать больше

• Диапазон измерения: 0.02 мкм — 2.8 мм
• Принцип измерения: Лазерная дифракция
• Лазеры: 3x Красных лазера 780 нм
• Подробное описание

• Диапазон измерения: 0.01 мкм — 2.8 мм
• Принцип измерения: Лазерная дифракция
• Лазеры: 1x Красный 780 нм
  2x Голубой 405 нм
• Подробное описание

• Принцип измерения: Лазерная дифракция
• Подробное описание

Представление лазерной дифракции (ЛД)

Лазерный дифракционный анализ, также известный как статическое светорассеяние, является наиболее распространенным методом, отличным от ситового анализа, для определения распределения частиц по размерам.

Лазерный дифракционный анализ, также известный как статическое светорассеяние, является наиболее распространенным методом определения распределения частиц по размерам, отличным от традиционного ситового анализа. Метод основан на отклонении лазерного луча множеством частиц, рассеянных в потоке жидкости или воздуха. Углы дифракции или рассеяния характеризуют размер частиц. ISO 13320 всесторонне описывает методологию лазерной дифракции. Ниже объясняются преимущества и ограничения, а также рабочие механизмы и теория, лежащие в основе технологии лазерной дифракции. Microtrac была самой первой компанией, которая начала разрабатывать, производить и продавать коммерческие лазерные дифракционные анализаторы, начиная с 1970-х годов. С тех пор мы являемся технологическим лидером, постоянно продвигающим инновации. 

На сегодняшний день SYNC является самым передовым лазерным дифракционным анализатором Microtrac.

Преимущества лазерной дифракции

Использование лазерной дифракции для анализа распределения частиц по размерам дает пользователям множество преимуществ.

1.

Широкий диапазон измерений

Современные лазерные дифракционные анализаторы определяют распределение частиц по размерам в очень широком динамическом диапазоне измерений. Обычно покрывается диапазон размеров от 10 нм до 4 мм, что соответствует коэффициенту 400000 между самыми мелкими и самыми крупными измеряемыми частицами. Однако на практике лазерная дифракция обычно применяется в диапазоне размеров около 30 нм — 1000 мкм. Следует отметить, что этот широкий диапазон измерений всегда полностью доступен в современных измерительных приборах. Нет необходимости в предварительной регулировке диапазона размеров, например, путем смещения линз или выбора подходящей оптики.

2.

Универсальность

Лазерная дифракция используется во многих различных отраслях промышленности для рутинного анализа и контроля качества, а также для сложных задач исследований и разработок. Это также связано с тем, что как влажные образцы, то есть суспензии и эмульсии, так и сухие порошки могут быть легко охарактеризованы лазерной дифракцией. При влажном измерении мощные рециркуляторы и насосные системы, обычно со встроенными ультразвуковыми зондами, обеспечивают эффективную гомогенизацию, так что во многих случаях пробоподготовка может быть полностью выполнена в приборе. При сухом измерении частицы разделяются соплом Вентури в воздушном потоке.

3.

Высокая пропускная способность образцов и простота в эксплуатации

Короткое время измерения является основным преимуществом лазерной дифракции. Процедура анализа, использующая в качестве примера измерение вмокрую, включает в себя: 1. Заполнение прибора диспергирующей жидкостью с помощью автонасоса. 2. Выполнение холостого измерения (без частиц образца). 3. Добавление образца. 4. Измерение (сбор данных дифракционного сигнала), 5. Очистка прибора с помощью функции автоматической промывки. Весь цикл измерения занимает 1-2 минуты, в зависимости от использования ультразвука и количества циклов очистки. В случае измерения всухую время измерения составляет 10 — 40 секунд.

4.

Точность и воспроизводимость

Использование СРП гарантирует, что анализ с помощью лазерной дифракции всегда выполняется в одних и тех же условиях. Это практически исключает ошибки оператора и гарантирует высокую воспроизводимость даже между анализаторами установленными в разных местах. Точность лазерной дифракции может быть проверена с помощью стандартов. Требования (по точности и воспроизводимости) указаны в стандарте ISO 13320 и обычно значительно превышаются. Кстати, калибровка приборов пользователями не требуется.

5.

Надежность

Лазерные дифракционные приборы характеризуются большой надежностью и низкими требованиями к техническому обслуживанию. Метод практически не подвержен внешним помехам, и многие приборы находятся на производственных объектах. Однако для дальнейшего снижения необходимого технического обслуживания лазерного дифракционного анализатора он в идеале должен быть оснащен диодными лазерами с длительным сроком службы. Многие приборы до сих пор используют HeNe-лазеры, которые имеют значительно меньший срок службы по сравнению с лазерными диодами. Эти газовые лазеры HeNe должны регулярно заменяться и требуют времени прогрева.

Как работает Лазерная Дифракция?

Когда лазерный луч (монохроматический, когерентный, поляризованный) попадает на препятствие, возникают дифракционные явления. Дифракция происходит, например, в отверстиях, щелях, решетках и частицах. От краев частицы свет распространяется в виде сферических волновых фронтов, интерференция которых затем приводит к наблюдаемым дифракционным явлениям. Угол дифракции определяется длиной волны света и размером частицы, причем углы дифракции становятся меньше с увеличением размера частицы (Рис. 2). Для более мелких частиц характерные дифракционные максимумы исчезают, и в этом случае их чаще называют рассеянием. Однако картина рассеянного света зависит от размера даже для этих малых частиц: чем крупнее частица, тем больше света она рассеивает и тем больше рассеивается в прямом направлении (Рис. 4). Для очень мелких частиц рассеянный свет слабее и почти изотропен (одинаков во всех пространственных направлениях).

Оценка лазерной дифракции

При анализе методом лазерной дифракции рассеянный или дифрагированный свет регистрируется в максимально широком диапазоне углов с помощью специального лазерно-детекторного устройства. Оценка этого сигнала основана на принципе, что большие частицы имеют тенденцию рассеивать свет на малые углы, а малые частицы имеют максимум рассеянного света на больших углах. При оценке сигнала необходимо учитывать, что размер частиц не соответствует определенному углу, а что каждая частица рассеивает свет во всех направлениях, только с разной интенсивностью. Таким образом, это косвенный метод измерения, поскольку размер частицы не измеряется непосредственно, а вычисляется с помощью вторичного свойства (дифракционной картины). Кроме того, регистрируемая дифракционная картина генерируется частицами разных размеров одновременно, поэтому она представляет собой суперпозицию рассеянного света многих частиц разных размеров. Поэтому лазерная дифракция является так называемым совокупным методом измерения. Во время оценки все сигналы обрабатываются так, как если бы они были сгенерированы идеальными сферическими частицами. Форма частиц не обнаруживается. Неcферическая форма частиц приводит к более широкому распределению размеров, поскольку как ширина, так и длина частиц вносят свой вклад в общий сигнал рассеяния и включаются в результат.

Типичная установка в лазерном дифракционном анализаторе Microtrac (ЛД) с лазерами, попадающими в ячейку образца, и детекторами, определяющими картину светорассеяния после прохождения через коллекторную линзу.

Пределы лазерной дифракции

Верхний предел диапазона измерения лазерной дифракции определяется тем, что с увеличением размера частиц углы дифракции становятся все меньше и меньше. В результате небольшие различия между размерами частиц труднее обнаружить метрологически, а разрешение лазерной дифракции уменьшается. Нижняя граница диапазона измерений определяется слабой интенсивностью рассеянного света от мелких частиц. Использование коротковолнового света, который приносит большую интенсивность рассеяния, может расширить диапазон измерения лазерной дифракции до меньшего размера частиц. Именно поэтому многие лазерные дифракционные анализаторы используют красные и синие источники света.

В чем разница между Фурье — оптикой и обратной Фурье-оптикой?

Согласно ISO 13320, измерительные приборы для лазерной дифракции могут работать как с Фурье-оптикой, так и с обратной Фурье-оптикой. При Фурье-оптике частицы освещаются параллельным пучком, тогда как при обратном Фурье-расположении используется сходящийся лазерный луч. Преимущество Фурье-оптики заключается в том, что дифракционный сигнал всегда правильно детектируется независимо от положения частицы в лазерном луче, и в любой точке исследуемого объема образца преобладают равные условия дифракции. При обратной установке Фурье поток частиц должен быть относительно узким, и, кроме того, частицы одинакового размера в сходящемся пучке имеют разные углы дифракции относительно оптической оси. Все это обычно приводит к размытым дифракционным картинам по сравнению с оптикой Фурье. Преимущество обратного метода Фурье состоит в том, что на меньшем массиве детекторов можно собрать более широкий угловой диапазон. Однако при соответствующей конструкции угловой диапазон 0-163 ° также может быть покрыт с помощью Фурье оптики. Поэтому в лазерных дифракционных анализаторах производства Microtrac используется схема Фурье.

Лазерная дифракция с преобразованием Фурье (слева, MICROTRAC) и обратное преобразование Фурье (справа)

В чем разница между аппроксимацией Фраунгофера и оценкой Ми?

«Лазерная дифракция» и «статический анализ светорассеяния» часто используются взаимозаменяемо, хотя термин «лазерная дифракция» утвердился во многих отраслях промышленности и лабораториях. Дифракция дает максимумы и минимумы в распределении интенсивности под характерными углами. Это распределение описывается так называемой теорией Фраунгофера. Преимущество приближения Фраунгофера состоит в том, что не требуется знать никаких других свойств материала образца. Однако этот подход неприменим для более мелких и прозрачных частиц, так как здесь оптические свойства частиц также оказывают влияние на распределение интенсивности на детекторах. Эти оптические свойства, по существу показатель преломления, должны быть известны для оценки распределения частиц по размерам. Такого рода оценка производится в соответствии с теорией Ми, названной в честь физика Густава Ми. Строго говоря, дифракция Фраунгофера является лишь частным случаем теории Ми, которая всесторонне описывает все явления дифракции и светорассеяния.

Лазерная дифракция — Рисунок 4

Картина светорассеяния меняется в зависимости от размера частиц. Для частиц с диаметром d, значительно превышающим длину волны света, применима аппроксимация Фраунгофера. Для более мелких частиц необходимо использовать оценку Ми. Рассеяние от очень мелких частиц называется Рэлеевским рассеянием.

Microtrac MRB Продукты & Контакты

Анализаторы на принципе лазерной дифракции SYNC

Различные анализаторы Microtrac, такие как прибор SYNC, используют лазерную дифракцию для характеристики частиц.

Анализаторы лазерной дифракции

Наша команда экспертов будет рада проконсультировать вас о вашем применении и о нашем ассортименте продуктов.

Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации

Лазерная дифракция — Часто задаваемые вопросы

Что такое Лазерная дифракция (ЛД)?

Лазерная дифракция (ЛД) — это технология измерения для определения распределения частиц по размерам. В этом методе лазерный луч перенаправляется множеством частиц, рассеянных в потоке жидкости или воздуха. Результирующая картина отклонения углов светорассеяния лазера характерна для размера частиц материала и регистрируется соответствующим датчиком.

Какие стандарты и нормы относятся к Лазерной Дифракции (ЛД)?

Принцип измерения Лазерной Дифракции (ЛД) описан в стандарте ISO 13320. Представление результатов анализа размера частиц описано в стандарте ISO 9276-6.

Сколько времени занимает измерение с помощью метода Лазерной Дифракции (ЛД)?

Типичное измерение с помощью метода Лазерной Дифракции (ЛД) обычно занимает 1-2 минуты для частиц, диспергированных в жидкости. Сухие измерения частиц, диспергированных в воздушном потоке с использованием лазерной дифракции, выполняются еще быстрее, время измерения всего 10-40 секунд.

Каковы преимущества метода Лазерной Дифракции (ЛД)?

Преимущества метода Лазерной Дифракции (ЛД) включают широкий диапазон измерений (от 10 нм до 4 мм), большую универсальность (подходит для многих различных материалов), высокую пропускную способность образцов, простоту в эксплуатации, точность и воспроизводимость, а также общую надежность лазерных дифрактометров.

Каков диапазон измерения метода Лазерной Дифракции (ЛД)?

Как правило, лазерные дифрактометры (ЛД) охватывают диапазон размеров частиц от 10 нм до 4 мм. Это соответствует коэффициенту 400 000 между самыми маленькими и самыми большими измеряемыми частицами. В большинстве применений лазерная дифракция (ЛД) обычно используется для распределения частиц по размерам от 30 нм до 1 мм.

Кто использует Лазерные Дифрактометры?

Лазерное дифрактометры (ЛД) обычно используется в исследованиях или контроле качества. В научных исследованиях лазерные дифрактометры (ЛД) используются для исследования и разработки новых материалов; в контроле качества они используются для обеспечения постоянного соблюдения соответствующих свойств выпускаемой продукции.

Дифракция | Определение, примеры, типы и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Дифракционные новости и последние обновления

Монолитный дизайн голографической метаповерхности с прямым полем-рисунком

Метаповерхности, как двумерные метаматериалы, демонстрируют потрясающую способность электромагнитной (ЭМ) модуляции в субволновом масштабе, открывая новый способ управления свойствами ЭМ волны на плоскости. Благодаря …

Оптика и фотоника

20 марта 2023 г.

Конденсированное вещество

14 марта 2023 г.

Визуализация через случайные среды с использованием когерентного усреднения

Недавнее исследование, связанное с UNIST, представило эффективный метод восстановления изображений, искаженных туманом. По словам исследовательской группы, их метод также может обеспечить прорыв, используя случайные колебания …

Оптика и фотоника

7 марта 2023 г.

3D-снимки наночастиц

Рентгеновская дифракция использовалась более ста лет для понимания структуры кристаллов или белков — например, в 1952 году хорошо известная структура двойной спирали ДНК, несущая генетическую информацию, была. ..

Нанофизика

3 марта 2023 г.

Нейроморфная камера и средство машинного обучения, наноскопическая визуализация

В новом исследовании исследователи из Индийского института науки (IISc) показывают, как датчик изображения, созданный на основе мозга, может выходить за пределы дифракционного предела света, чтобы обнаруживать крошечные объекты, такие как клеточные компоненты или наночастицы.

Нанофизика

21 февраля 2023 г.

Твердотельная батарея: новый класс материалов с превосходной ионной проводимостью

Исследовательская группа Мюнхенского технического университета (TUM) обнаружила класс материалов с проводимостью выше среднего. Это решающий шаг вперед в разработке высокопроизводительных твердотельных аккумуляторов. Расследования …

Аналитическая химия

14 февраля 2023 г.

Комбинация рентгеновских методов обеспечивает улучшенный структурный анализ

Иногда ученым приходится признать, что метод, который они использовали годами, не работает при определенных условиях. Такая неудача требует тщательного анализа недостатков и их последующего устранения. Международный …

Аналитическая химия

8 февраля 2023 г.

Оптика и фотоника

25 января 2023 г.