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ナノ粒子の散乱数

緑のポイントレーザーに小滴をあて、ディテクターに入射した散乱光をオシロスコープで観察しました。この観察した波形をどう解釈すればよいか困っています。

「散乱光はオシロスコープで波形がわかれて観察されるほど強い」と読んだのですが、ピークの数が散乱されたナノ粒子の数なのでしょうか?観察された波形で出力電圧がピークによってかなり違うのは、ナノ粒子の粒子径が違うためだと思ったのですが、散乱された粒子数が多ければ当然出力電圧も上がるはずで、どう解釈すればよいかつまずいています。

また、フォトン1粒あたり何mVか計算する方法はあるのでしょうか?

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投稿日時 - 2013-03-07 05:55:25

QNo.7980497

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回答(2)

ANo.2

光学の専門では無いのですが、ナノ粒子の材料研究にレーザーも使っている者です。
質問者の実験状況が良く分からないのですが。
パルス発振の緑色レーザーを、ナノ粒子が分散した溶液(溶媒は水?)の入った容器(石英のセル?)に当て、そのレーザービームの光路とは離れた場所に置いたディテクターの出力をオッシロで見た。
ということでしょうか?
また、動画では波形が2つ重なって見えるのですが、縦軸が時間軸(普通は横軸を時間軸にしますが)で、レーザーパルスの波形と散乱光の波形を重ねて表示している(多くのオッシロで入力が2つ可能です)のでしょうか?
その場合には、レーザー光のパルス波形を見るために、光路上にもう一つディテクターが有るのかな?
上記の推測が合っていれば、動画で見えるノイズィな波形が散乱光の出力ですよね。
ひょっとして、動的光散乱の実験をされているのかな?

ナノ粒子が100nmなのか1nmのオーダーなのか分かりませんが、緑色光は約500nmの波長なので、波長より小さい粒子の光の散乱強度は極めて小さくなります。
(たぶん、単純なディテクターではほとんど検出できない)
また、おそらくオッシロの縦軸は時間軸で、光が粒子サイズで異なる時間に散乱されてくることは無いはずなので、オッシロであたかも分裂したかのようなピークが見えても、直接粒子の数にも粒子径とも関係していないと思います。
単なる散乱光の時間変化の偶然でしょう。

動的光散乱については良く知らないのですが、ネット情報での私の浅い理解の範囲で説明すると。
溶液からの光散乱を、複数の角度位置に設けた高感度ディテクターで検出し、その角度毎の散乱強度の時間変化から散乱光の干渉状態を算出し、粒子のサイズによって速度が異なる溶液中のブラウン運動による光干渉効果の式で、粒子サイズ分布に変換するようです。

投稿日時 - 2013-03-08 16:29:02

ANo.1

予想と違う結果だったのでしょうか?
それとも、何気なくやったのでしょうか?

どちらにせよ、専門家でないとわからないですよ。

投稿日時 - 2013-03-07 06:00:01

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