Домой :: Спецкурсы кафедры :: Оптические методы исследования полимеров

Оптические методы исследования полимеров (pdf)

Лектор: к.ф.-м.н., доцент Лаптинская Т. В.

Аннотация курса

Оптические методы достаточно давно применяются для исследования структуры твердых полимеров, их расплавов и растворов, определения состава и конформационного состояния Это объясняется большой информационной емкостью методов при сравнительно небольшой стоимости экспериментальных установок. В лекционном курсе содержатся базовые знания о физических основах спектроскопии поглощения, спектроскопии люминесценции и молекулярном рассеянии света (статическом и динамическом светорассеянии). В рамках курса студенты получают знания о современных приборах и экспериментальных установках, реализующих различные методы спектроскопии (спектрофотометры, спектрофлуориметры, источники излучения и приемники оптического сигнала, системы счета фотонов и корреляторы). Используя в качестве примеров спектры, полученные для различных полимерных систем, слушатели обучаются методам математической обработки, расшифровки и интерпретации спектров.

Структура и содержание дисциплины

• Однородные и неоднородные оптические среды (о пространственных и временных масштабах в оптике; о рассеянии и поглощении). Электромагнитное поле в среде - поляризация среды. Дисперсия диэлектрической проницаемости диэлектриков (Модель Лорентца). Резонансные и нерезонансные области дисперсии. Области прозрачности и области поглощения.
• Методы измерения показателя преломления в твердых и в жидких полимерах. Оптические свойства твердых полимеров и использование полимерных материалов в оптических приборах. Краткий обзор оптических методов исследования прозрачных и «мутных» полимеров.
• Элементарные процессы взаимодействия излучения с веществом. Энергетические состояния молекул. Спектры поглощения света. Зависимость спектров поглощения от строения молекул.
• Флуоресцентная спектроскопия. Классификация явлений люминесценции. Спектр возбуждения. Спектр люминесценции. Выход люминесцении. Закон Вавилова.
• Поляризация люминесценции. Кинетика люминесценции.
• Наиболее часто используемые источники света для исследования полимеров, их частотные и пространственные оптические спектры. Лазеры для спектроскопии (когерентность, поляризация, характерные длины волн).
• Спектральные приборы. Методы записи сигнала и обработки спектров.
• Статическое (упругое) рассеяние света в растворе. Приближение Рэлея и приближение Ми. Диаграммы направленности и поляризация рассеянного света. Диаграммы Зимма.
• Рэлеевское рассеяние в чистых жидкостях и в растворах. Динамическое (неупругое) рассеяние света в полимерах
• Измерение корреляционной функции интенсивности рассеяния света. Метод счета фотонов. Цифровые корреляции.
• Методы обработки данных динамического светорассеяния. Определение характера движения макромолекул, их формы и размеров по корреляционной функции интенсивности рассеянного света.

Рекомендуемая литература:

1. В.В. Лебедева «Экспериментальная оптика», Издательство Московского университета, Москва, 1994.
2. B. Chu, “Laser Light Scattering. Basic Principles and Practice”. Academic Press, New York
3. «Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов» под ред. Г. Камминса и Э. Пайка, М., Мир, 1978
4. W. Shoertl, “Light Scattering from Polymer Solutions and Nanoparticle Dispersions”, Springer, 2007
5. Л.В. Левшин, А.М. Салецкий, «Оптические методы исследования молекулярных систем», Издательство Московского университета, Москва, 1994.

Домой :: Спецкурсы кафедры :: Оптические методы исследования полимеров