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Diffusione depolarizzata della luce in colloidi anisotropi Chiara Vitelli.

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Presentazione sul tema: "Diffusione depolarizzata della luce in colloidi anisotropi Chiara Vitelli."— Transcript della presentazione:

1 Diffusione depolarizzata della luce in colloidi anisotropi Chiara Vitelli

2 Esperimento di diffusione della luce Incidendo sulla materia, il campo elettrico induce in essa, attraverso la polarizzabilità, un dipolo oscillante Le molecole divengono sorgente secondaria e DIFFONDONO LUCE Schematizzando il campo incidente come un’onda piana polarizzata linearmente Il campo diffuso a grande distanza R con polarizzazione n f vettore d’onda k f e frequenza  f sarà:

3 Campo diffuso da un insieme di atomi/molecole: dove: Rotazione vibrazione Traslazione è la componente del tensore di polarizzabilità molecolare tra le direzioni di polarizzazione iniziale e finale relativa alla n-esima molecola è la trasformata di Fourier di Misurando le proprietà temporali della radiazione diffusa si ottengono informazioni sulla dinamica del campione.

4 Campo diffuso da un insieme di atomi/molecole:  La polarizzabilità fluttua in dipendenza della dinamica del campione  Il campo diffuso fluttua con la polarizzabilità  La quantità di interesse è la funzione di correlazione del campo Funzione di correlazione della polarizzabilità

5 Esperimento di fotocorrelazione In un esperimento di diffusione ciò che viene rivelato è l’intensità del campo incidente sul fototubo Dove: Molecole sferiche Molecole anisotrope Tecnica omodina Ipotesi gaussiana

6 Esperimento di fotocorrelazione Il nostro esperimento:  Fascio di luce monocromatica (laser He-Ne) polarizzata linearmente  Campione:soluzione di acqua e laponite alla concentrazione del 2% in peso  Fascio diffuso raccolto a un angolo di 90° in polarizzazione H  Il segnale colpisce il fotomoltiplicatore e viene elaborato da un correlatore digitale

7 Esperimento di fotocorrelazione: Sperimentalmente abbiamo osservato che il numero di fotoni rivelati dal fotomoltiplicatore quando la luce diffusa è depolarizzata risulta inferiore rispetto al caso di luce polarizzata di circa un fattore cento Riflette principalmente la dinamica TRASLAZIONALE Il conteggio di I VH in g VV è trascurabile È determinata sia dal moto ROTAZIONALE che TRASLAZIONALE delle molecole Bassa intensità della luce depolarizzata Acquisizioni rumorose Abbiamo binnato i dati VH a 24 ore

8 L’invecchiamento : È il fenomeno per cui le funzioni di correlazione delle variabili dinamiche del sistema dipendono da 2 tempi: quello ordinario, e il tempo di attesa t w pari al tempo trascorso dalla preparazione del campione

9 Andamento della funzione di correlazione : La funzione di correlazione segue un decadimento a due tempi che risulta via via più evidente con l’aumentare dell’invecchiamento Dinamica veloce legata alle vibrazioni delle particelle attorno alle posizioni istantanee di equilibrio Dinamica lenta associata alle modificazioni della struttura microscopica Invecchiamentoinvecchiamento

10 Analisi del depolarizzato  All’aumentare dell’invecchiamento la dinamica lenta risulta rallentare  2 cresce esponenzialmente con t w  Il parametro  risulta invece decrescere con l’invecchiamento

11 Analisi del polarizzato  L’intensità della luce diffusa in polarizzazione verticale ha permesso di campionare i dati ogni ora (dati raccolti da Daniele Di Pietro)  Binnando i dati a 24 h, per fare un confronto col depolarizzato, si riscontra una crescita esponenziale di  2 con t w

12 Conclusioni : Le dinamiche dei gradi di libertà rotazionali e traslazionali risultano qualitativamente molto simili:  il tempo di rilassamento ‘ breve ’ risulta indipendente dall’invecchiamento  il tempo di rilassamento ‘lungo’ varia di diversi ordini di grandezza al crescere di t w Il tempo di rilassamento ‘ lungo ’ cresce in modo diverso per i differenti gradi di libertà del sistema: per piccoli t w,  2 VV risulta più grande di circa un ordine di grandezza, per t w crescenti  2 VH cresce più rapidamente

13 Fine


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