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kexixian木蟲 (正式寫手)
二逼青年歡樂多
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[求助]
關(guān)于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)光散射的一些問題。
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1、關(guān)于動(dòng)態(tài)光散射。對(duì)于膠束體系或是聚合物的亞濃溶液，做動(dòng)態(tài)光散射時(shí)，如果衰減曲線出現(xiàn)明顯的臺(tái)階（見附件），那么在擬合曲線時(shí)不能直接用單指數(shù)衰減模式來擬合，要用到伸展指數(shù)衰減模式，即the fast mode和the slow mode。公式為: g1(t)=Afast*exp(-t/tfast)+Aslow*exp[-(t/tslow)^r] 這是個(gè)模型，很多人都在套用。 question 1：對(duì)于the fast mode和the slow mode的歸屬，雖然大家在文章中說明歸屬問題是都引用了參考文獻(xiàn)，但其實(shí)除了公式一樣，其他的根本沒有任何關(guān)系，有的甚至不提！！是否只要?dú)w屬能符合你的數(shù)據(jù)就可以了？？可以這樣理解么？ 2、關(guān)于靜態(tài)光散射。我看了下BIC Static Lighit Scattering Software軟件的graphs菜單下有這幾種選擇：guinier plot 、zimm plot、berry plot等。 question 2：不同的plot，對(duì)應(yīng)的公式假設(shè)不一樣，應(yīng)用范圍不一樣，有誰知道具體不一樣在哪么？ question 3：這些plot如果做出來后是直線能代表什么，不是直線又能說明什么問題？ question 4：（見附件）看到一篇文章，做膠束，粒徑分布較大，形貌有小的球型囊泡和棒狀囊泡及很大的囊泡，作者先用散射光強(qiáng)"I”對(duì)角度“q”作圖，再用lnI^-1對(duì)q^2作圖（guinier plot），都不是直線。不知道作者想表達(dá)什么意思。 論壇里我也查了好久了，大家勿黏貼別人的帖子給我。個(gè)人感覺，膠束光散射測(cè)試表征這塊很不靠譜，曲線擬合什么的真的很不靠譜，但是沒有辦法，太理論了。 SLS作圖.jpg DLS衰減曲線.jpg 擬合公式.jpg |
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【答案】應(yīng)助回帖
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紫百合LYL: 金幣+3, 感謝應(yīng)助 2013-07-23 21:04:25
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我是沖著30個(gè)金幣來的，回復(fù)不一定有道理，僅供參考。 1. 動(dòng)態(tài)光散射實(shí)際上是測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)散射光強(qiáng)的波動(dòng)，而這個(gè)散射光強(qiáng)隨時(shí)間的波動(dòng)其實(shí)就是一個(gè)隨機(jī)過程，接下來就是一個(gè)完全數(shù)學(xué)的處理，任何一本概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教材都能查到的，對(duì)隨機(jī)過程的相關(guān)函數(shù)計(jì)算，而從相關(guān)函數(shù)的時(shí)間依賴性上可以求出這個(gè)隨機(jī)過程的特征弛豫時(shí)間（或者叫衰減速率？ decay time or decay rate），而不同的decay rate對(duì)應(yīng)的肯定是不同的運(yùn)動(dòng)，可能是同樣的運(yùn)動(dòng)模式也可能是不同的，至于是什么運(yùn)動(dòng)模式要自己根據(jù)自己的體系去判斷，如果運(yùn)動(dòng)模式不同的話應(yīng)該會(huì)體現(xiàn)出對(duì)散射矢量不同的依賴性，常見的運(yùn)動(dòng)模式是平動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，對(duì)q的依賴性是2次方。因此只要你覺得你的體系存在兩種運(yùn)動(dòng)，都可以用雙指數(shù)去擬合，如果是兩個(gè)平動(dòng)的話（兩種大小不同的粒子）一般都可以用雙指數(shù)擬合，對(duì)于兩種不同的運(yùn)動(dòng)模式（比如一種擴(kuò)散一種內(nèi)運(yùn)動(dòng)）我見過用雙指數(shù)，也有用衰減指數(shù)的，據(jù)wikipedia上說，衰減指數(shù)模式一般用來擬合無序體系的松弛。但是說句實(shí)話，個(gè)人覺得用衰減指數(shù)擬合的時(shí)候數(shù)據(jù)不會(huì)那么理想，很難從其中擬合的參數(shù)得到什么有價(jià)值的物理含義。 2.就我個(gè)人知道的而言，zimm plot、guinier plot實(shí)際上都是用光強(qiáng)對(duì)散射矢量作圖，只是通過不同的近似處理讓曲線的某些參數(shù)和模型的物理參數(shù)吻合。最典型的就是能從zimm plot或者guinier plot得出粒子的均方根回轉(zhuǎn)半徑Rg。zimm plot一般是用光強(qiáng)的倒數(shù)（或者瑞利因子）對(duì)散射矢量平方作圖，而guinier plot是用光強(qiáng)的對(duì)數(shù)對(duì)散射矢量平方作圖，當(dāng)滿足近似條件時(shí)，會(huì)從圖中得到一條直線，而直線的斜率就和均方根回轉(zhuǎn)半徑的平方成正比。而這個(gè)近似條件對(duì)于zimm plot 來講一半要求1/q>>Rg,而對(duì)于guinier plot來講呢1/q>1.也就是說隨著觀測(cè)尺度的變小，zimm plot會(huì)先偏離直線。不知我記錯(cuò)沒有，有人比較過這兩種作圖法，一般來講zimm plot 給的值會(huì)偏大，而guinier plot 的值會(huì)偏小。順帶回答第三個(gè)問題，當(dāng)是直線的時(shí)候就可以通過直線的斜率關(guān)聯(lián)顆粒的尺寸，當(dāng)偏離直線的時(shí)候就說明觀測(cè)尺度（1/q）太小了，不能從這部分直接獲得物理參數(shù)。 4.就像前面所說靜態(tài)光散射最實(shí)質(zhì)的其實(shí)就是做散射光強(qiáng)的分析，典型的就是角度（q）依賴性分析，濃度依賴性分析。而從角度依賴性分析（不同散射角度的光強(qiáng)測(cè)量）就能關(guān)聯(lián)顆粒的尺寸（Rg）. 其實(shí)對(duì)于各種常見的模型其散射光強(qiáng)隨角度的變化大家早就計(jì)算出來了(這就是小角散射中大名鼎鼎的形狀因子 form factor)。之所以用zimm plot 或者guinier plot 去作圖擬合，個(gè)人覺得是因?yàn)樵谟邢薜膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)對(duì)直線的擬合誤差很小，準(zhǔn)確度高。但是如前面所說這兩種作圖法要求1/q>Rg，那么不滿足這個(gè)要求就不行了嗎？當(dāng)然不是，如果我們知道測(cè)量粒子的形狀，直接用形狀因子擬合即可，如樓主給出的這個(gè)圖，都能觀察到散射光強(qiáng)的一個(gè)極小值了，自然用形狀因子擬合即可，這個(gè)極小值和Rg有關(guān)。比如典型的空心球殼的形狀因子就是：P（q）=[[sin(qR)]/(qR)]^2, 當(dāng)qR=4.5左右就會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)極小值，因此求得此時(shí)的q就能計(jì)算出R了。當(dāng)然如果沒有觀察到極小值或者只是檢測(cè)到形狀因子前面很短的一部分，這個(gè)時(shí)候直接擬合誤差應(yīng)該會(huì)大很多，所以會(huì)用zimm plot 或者guinier plot處理。不知道這個(gè)問題回答清楚了沒有。 之所以回答這么多，不完全是想賺樓主的金幣，主要是想糾正樓主的一個(gè)觀點(diǎn)：“膠束光散射測(cè)試表征這塊很不靠譜”，誠然對(duì)于不熟悉的來講（不是針對(duì)樓主，很多文章中就能看出很多研究者也是人云亦云，漏洞百出），因?yàn)楣馍⑸洳粌H僅強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量，有的時(shí)候?qū)?shù)據(jù)的處理分析更加重要，不熟悉的人來講經(jīng)常可以根據(jù)自己的意愿得到想要的結(jié)果而不是一個(gè)更加接近真是情況的結(jié)果。但是我想告訴樓主的是膠束光散射測(cè)試表征這塊是相當(dāng)靠譜的，只要你愿意去了解它，it is powerful。 當(dāng)然樓主說的不靠譜的一個(gè)或許合理的原因是，絕大部分的理論分析其實(shí)是單粒子體系，對(duì)于多組分不均勻體系來講，任何散射其實(shí)處理數(shù)據(jù)都很棘手，相對(duì)而言我個(gè)人覺得動(dòng)態(tài)光散射會(huì)好點(diǎn)，但是分析數(shù)據(jù)時(shí)完全忽略體系的多分散性絕對(duì)是致命的錯(cuò)誤。像樓主所說的體系，如果是一個(gè)多分散的體系，兩種運(yùn)動(dòng)完全有可能是大小不同的兩個(gè)例子而不一定是兩種運(yùn)動(dòng)模式。 以上僅個(gè)人觀點(diǎn)，供參考。 |
kexixian4樓2013-07-23 20:57:01
2樓2013-07-23 18:54:36
kexixian
木蟲 (正式寫手)
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