23  Lichtstreuung an Lösungen und Suspensionen

23.1  Lernziele

Die quantitative Beschreibung der Lichtstreuung an Lösungen und kolloidalen Suspensionen erlaubt die Messung von mittleren Teilchengrößen und Teil chenformen. Neben dem Ziel, die physikalischen Grundlagen für die Lichtstreuung zu erarbeiten, erhält man einen Einblick in Methoden zur Messung von Licht geringer Intensität mit Lichtchopper, Photomultiplier und Lock-in-Verstärker.

23.2  Lernziele

1. Wechselwirkung von Licht mit Materie, Rayleighstreuung, Dipolcharakteristik, Debye-Streutheorie, Zimm-Plot
2. Fluktuationen bei Lösungen im thermodynamischen Gleichgewicht
3. Einfluß von Teilchengröße und -form auf das Streuverhalten.
4. Fehlerquellen der Meßanordnung
5. Arbeitsweise von Laser, Photomultiplier und Lock-in-Verstärker

23.3  Aufgaben

23.3.1  Erster Versuchstag

Kennenlernen der Apparatur,

Messung der Primärstrahlintensität I₀ mit Graufiltern

Bestimmung des Laserstrahlprofils

(Messung des Streulichts an einem Lösungsmittel zur Erfassung der apparativen Untergrundstreuung.)

23.3.2  Zweiter Versuchstag

Konzentrations- und winkelabhängige Messungen an Makromolekülen in Lösung. (Aufnehmen eines Zimmplots)

23.4  Literatur

zur Einarbeitung

Hiemenz P.C.:

Principles of Colloid and Surface Chemistry Dekker, N.Y., 1977, Kap. 5

Springer, J.:

Einführung in die Theorie der Lichtstreuung (beim Betreuer erhältlich)

Hoppe, W. et al.:

Biophysik, Ein Lehrbuch Springer, Berlin 1977, S.87 ff.

zur Klärung spezieller Probleme:

Kerker, M.:

The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation AP, NY, 1969

Huglin, M.B.:

Lightscattering from Polymer Solutions AP, London 1972

Tanford, C.:

Physical Chemistry of Macromolecules Wiley, NY, 1961

Greschner, G.S.:

Maxwellgleichungen, Band 2: Lichtstreuung an Molekülen Hüthig & Wepf, Heidelberg, 1981

zu den Instrumenten

Kohlrausch

Praktische Physik

E. Jonus

Meßgeräte, Meßvefahren, Meßsysteme (Teil II)

23.5  Daten zur Auswertung

Brechungsindexinkrement dn∕dc für Polystyrol im aktuellen Lösungsmittel siehe Aushang am Versuch

Abstand Streuvolumen - Photomultiplier

Breite des Beobachtungsspaltes

Wellenlänge des He-Ne Lasers 632.8 nm

Hinweis:Für den Umgang mit dem Versuchsaufbau sind die Laserschutzvorschriften zu beachten. Eine Belehrung durch den Betreuer ist dringend erforderlich.