ГОСТ Р 8.887-2015
Данным методом возможно измерять значение дзета-потенциала коллоидной системы для частиц
диаметром от 10 нм до 50 мкм.
4.3 Сущность метода электрофоретического рассеяния света
Электрофоретическоерассеяние света(ЭФРС) -этокосвенныйметодизмерения
электрофоретической подвижности частиц по допплеровскому сдвигу частоты или фазы рассеянного
ими излучения. При измерениях методом ЭФРС на частицы, взвешенные в жидкости и находящиеся в
электрическом поле, направляют лазерное излучение. Под действием электрического поля заряженные
частицы движутся либо к катоду, либо к аноду, в зависимости от знака своего электрического заряда.
Вследствие этого движения частота и фаза излучения, рассеянного частицами, претерпевают сдвиг,
обусловленный эффектом Доплера. По распределению частотных сдвигов может быть вычислено
распределение электрофоретических подвижностей частиц. Для предотвращения нежелательных
эффектов - электролитического отложения вещества на электродах и скопления частиц в одной
стороне кюветы полярность приложенного электрического поля периодически меняют, т.е. реализуют
импульсно-периодический режим. Форма импульсов может быть прямоугольной или синусоидальной, а
частота их следования и амплитуда зависят от типа ячейки и способа обработки сигнала [1].
Измерения методом ЭФРС целесообразно проводить при малых углах рассеяния (от 12° до
30°). чтобы минимизировать спектральное уширение лазерных линий вследствие эффекта Доплера.
Наиболее отработанными являются схемы с опорным пучком, описанные ниже.
Световой пучок от лазерного источника известной длины волны делят на два пучка, один из ко
торых используют в качестве опорного, а другой направляют на кювету с частицами для возбуждения
рассеяния. Опорный пучок может либо проходить через кювету с частицами, либо идти мимо нее. Пучок
излучения, рассеянного движущими частицами, и опорный пучок совмещают системой зеркал на све
точувствительной площадке фотоприемника и интерферируют, в результате такой интерференции воз
никают биения. Если направление падающего на кювету лазерного излучения совпадает с направлени ем
приложенного электрического поля, то допплеровский сдвиг частоты света
Af
связан со скоростью
дрейфового движения частиц v соотношением
где
п -
показатель преломления жидкости, в которой взвешены частицы:
в -
угол рассеяния;
X
q
- длина волы лазерного излучения в вакууме.
В качестве фотоприемника используют либо фотоэлектронный умножитель, либо лавинный
фотодиод.
Перед попаданием на фотоприемник опорный пучок проходит через модулятор, который сдвигает
его частоту на несколько сотен герц относительно частоты лазерного излучения. Это позволяет опреде
лять знак допплеровского сдвига и измерять его значения, малые по абсолютной величине.
Пример оптической схемы с опорным пучком приведен на рисунке 3 [1]. В качестве модулятора
эта схема использует колеблющееся зеркало 1. После модулятора пучок проходит через ослабитель 2.
(D
4