2.4.3. Ультрамикроскоп
Рис.2.17. Схема ультрамикроскопа: 1- лампа, 2- конденсор, 3- линза, 4- кювета с золем, 5- оптический микроскоп, 6- фотоприемник, 7- фотоумножитель, 8 -ПЭВМ |
Исследование опалесценции привело к изобретению ультрамикроскопа. У всех оптических микроскопов есть предел видимости, или предел их разрешающей силы, который определяется тем минимальным расстоянием между двумя точками, на котором они могут быть видимы как отдельные точки. В современных микроскопах это предельное расстояние доведено до 400-300 нм.
Конструируя ультрамикроскоп, Зигмонди предложил рассматривать систему не в проходящем свете, а в боковом.
С помощью ультрамикроскопа нельзя увидеть коллоидные частицы, можно только констатировать их присутствие по рассеянному свету. Таким образом, ультрамикроскоп служит не для того, чтобы рассматривать форму и размер отдельных частиц, а для того, чтобы иметь возможность доказать их присутствие и наблюдать их движение в системах настолько высокодисперсных, что обыкновенный микроскоп не обнаруживает даже признаков оптической неоднородности.
Пользуясь некоторыми косвенными приемами, с помощью ультрамикроскопа можно определить и размеры частиц, правда, несколько приблизительно, но все же с достаточной точностью. Для этого нужно сосчитать число частиц, видимых в поле зрения ультрамикроскопа. Необходимым условием является малая концентрация золя и достаточно яркое свечение каждой отдельной частицы: так как m1 = (4/3)pr3r - масса одной частицы, а Vc = M – масса всех частиц, то
, (2.2.108)
где с -массовая концентрация золя; V – объем золя; Vс – масса дисперсной фазы; n– число частиц, которое подсчитывают в объеме золя с помощью ультрамикроскопа.
Современный ультрамикроскоп (рис.2.17) с фотоумножителем позволяет автоматизировать определение среднего размера частиц и даже проводить расчет распределения частиц по размерам. Прибор разделяет частицы по яркости свечения, подсчитывает импульсы света различной яркости и обрабатывает полученные результаты, выдавая их в виде кривых распределения.