Diffusion de la lumière par des particules anisotropes PDF Download
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Book Description
L'étude des propriétés optiques et morphologiques des noirs de carbone nous a donc conduit à utiliser un certain nombre de techniques de mesure : biréfringence d'écoulement, biréfringence électrique, dichroïsme électrique, absorption diélectrique, viscosité, sédil1entation, et surtout diffusion de la lumière. Lors de l'interprétation des valeurs des composantes lumineuses diffusées et des biréfringences, nous n'avons pu qu'émettre l'hypothèse de la validité de l'approximation de RAYLEIGH-GANS-DEBYE, utilisée pour l'étude des macromolécules ; les biréfringences ainsi que la dépolarisation de la lumière sont dûs aux effets conjugués de l'indice de réfraction du noir, de l'anisodiamétrie des agrégats et de leur compacité, c'est-à-dire à l'anisotropie dite de macroforme. Un essai d'explication de la répartition angulaire de la composante lumineuse dépolarisée par les suspensions de noirs de carbone nous a conduit à calculer les intensités diffusées par une chaîne gaussienne d’éléments anisotropes, lorsqu'on fixe ses deux extrémités en deux points arbitraires de l'espace. En généralisant ensuite ce procédé, et en nous plaçant toujours dans l'approximation de RAYLEIGH-DEBYE, il nous a paru intéressant de traiter le cas des particules anisotropes, légèrement absorbantes, en forme d'ellipsoïdes de révolution, et soumises à l'action d'un champ électrique d'orientation. On a pu ainsi développer toute une série d'expressions théoriques générales, relatives à la diffusion de la lumière dans une direction arbitraire de l'espace; nous avons étudié en particulier les modifications des diagrammes de diffusion aux petits angles en fonction du champ appliqué ; en intégrant ensuite dans tout l'espace les expressions des intensités diffusées, il a également été possible de traiter le problème du dichroïsme conservatif. D'autres développements théoriques concernent l'anisotropie de microforme de sphères agrégées, diélectriques ou absorbantes, et les intensités diffusées par des plaquettes de graphite de dimensions comparables à la longueur d'onde de la lumière utilisée. L'application de ces résultats théoriques à l'étude des noirs de: carbone permet de préciser davantage les éléments structuraux de ces particules. La comparaison des résultats expérimentaux et des valeurs des paramètres morphologiques obtenus par simulation sur ordinateur d'agrégation de sphères, permet alors d'imaginer le mécanisme de la formation de certains agrégats de noirs de carbone. Puis, afin de tester la validité de quelques unes des expressions théoriques développées, des études complémentaires de diffusion de la lumière ont été réalisées sur des particules relativement bien définies : V.M.T., monocristaux de polymères, particules minérales... Malgré les multiples relations existant entre les diverses parties qui composent ce travail, il est cependant préférable de présenter séparément les résultats expérimentaux et les résultats théoriques généraux, quitte à devoir introduire de très brefs rappels.
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L'étude des propriétés optiques et morphologiques des noirs de carbone nous a donc conduit à utiliser un certain nombre de techniques de mesure : biréfringence d'écoulement, biréfringence électrique, dichroïsme électrique, absorption diélectrique, viscosité, sédil1entation, et surtout diffusion de la lumière. Lors de l'interprétation des valeurs des composantes lumineuses diffusées et des biréfringences, nous n'avons pu qu'émettre l'hypothèse de la validité de l'approximation de RAYLEIGH-GANS-DEBYE, utilisée pour l'étude des macromolécules ; les biréfringences ainsi que la dépolarisation de la lumière sont dûs aux effets conjugués de l'indice de réfraction du noir, de l'anisodiamétrie des agrégats et de leur compacité, c'est-à-dire à l'anisotropie dite de macroforme. Un essai d'explication de la répartition angulaire de la composante lumineuse dépolarisée par les suspensions de noirs de carbone nous a conduit à calculer les intensités diffusées par une chaîne gaussienne d’éléments anisotropes, lorsqu'on fixe ses deux extrémités en deux points arbitraires de l'espace. En généralisant ensuite ce procédé, et en nous plaçant toujours dans l'approximation de RAYLEIGH-DEBYE, il nous a paru intéressant de traiter le cas des particules anisotropes, légèrement absorbantes, en forme d'ellipsoïdes de révolution, et soumises à l'action d'un champ électrique d'orientation. On a pu ainsi développer toute une série d'expressions théoriques générales, relatives à la diffusion de la lumière dans une direction arbitraire de l'espace; nous avons étudié en particulier les modifications des diagrammes de diffusion aux petits angles en fonction du champ appliqué ; en intégrant ensuite dans tout l'espace les expressions des intensités diffusées, il a également été possible de traiter le problème du dichroïsme conservatif. D'autres développements théoriques concernent l'anisotropie de microforme de sphères agrégées, diélectriques ou absorbantes, et les intensités diffusées par des plaquettes de graphite de dimensions comparables à la longueur d'onde de la lumière utilisée. L'application de ces résultats théoriques à l'étude des noirs de: carbone permet de préciser davantage les éléments structuraux de ces particules. La comparaison des résultats expérimentaux et des valeurs des paramètres morphologiques obtenus par simulation sur ordinateur d'agrégation de sphères, permet alors d'imaginer le mécanisme de la formation de certains agrégats de noirs de carbone. Puis, afin de tester la validité de quelques unes des expressions théoriques développées, des études complémentaires de diffusion de la lumière ont été réalisées sur des particules relativement bien définies : V.M.T., monocristaux de polymères, particules minérales... Malgré les multiples relations existant entre les diverses parties qui composent ce travail, il est cependant préférable de présenter séparément les résultats expérimentaux et les résultats théoriques généraux, quitte à devoir introduire de très brefs rappels.
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DIFFUSION ET DEPOLARISATION DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES PAR DES SUSPENSIONS DE PARTICULES. EXPRESSIONS THEORIQUES RELATIVES A LA DIFFUSION DE LA LUMIERE PAR DES PARTICULES ANISOTROPES, LEGEREMENT ABSORBANTE EN FORME D'ELLIPSOIDES DE REVOLUTION ET SOUMISES A L'ACTION D'UN CHAMP ELECTRIQUE D'ORIENTATION. ANISOTROPIE DE MICROFORME DE SPHERES AGREGEES, DIELECTRIQUES OU ABSORBANTES ET INTENSITES DIFFUSEES PAR DES PLAQUETTES DE GRAPHITE DE DIMENSIONS COMPARABLES A LA LONGUEUR D'ONDE. APPLICATION A L'ETUDE DES NOIRS DE CARBONE
Author: Samuel Premilat Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 84
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"Dans la première partie de notre travail, nous avons abordé l'étude de l'influence d'un champ magnétique sur la répartition angulaire de l'intensité de la lumière diffusée par des solutions ou des suspensions[...].La seconde partie de notre étude a pour objet la diffusion de la lumière par des suspensions de noir de carbone. Nous montrons qu'il est possible d'utiliser, compte tenu de certaines modifications, la théorie de la diffusion de la lumière par des solutions macromoléculaires. Cette façon de procéder est limitée au cas où les sphères élémentaires de noir de carbone sont de faible dimension devant la longueur d'onde [...]. Enfin, nous avons fait des mesures de dépolarisation de la lumière diffusée par les agrégats de noir de carbone. Ce dernier point de notre travail, bien qu'il fournisse des résultats en accord qualificatif avec ceux déjà obtenus, pose, en fait, un certain nombre de problèmes liés à l'anisotropie des particules de noir et aux effets de "champ interne"."
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Pour construire le lien entre l'organisation structurale des milieux dispersés concentrés et leurs propriétés mécaniques, il est nécessaire de pourvoir identifier leur structure à l'échelle microscopique. En particulier, il faut être capable mesurer la taille des particules ou des amas de particules, leur concentration et les éventuelles anisotropies liées à une déformation ou une orientation (globale ou partielle) dans le cas de particules anisotropes (fibres par exemple) ou déformables (émulsions, globules rouges,...). La difficulté majeure est que ces systèmes composés de particules micrométriques sont généralement opaques à la lumière visible (produits agroalimentaires tels que les laitages, fluides biologiques tels que le sang, matériaux liés au bâtiment tels que les ciments, les argiles ou les peintures,...). Nous avons ainsi mis au point une technique optique basée sur la diffusion multiple de la lumière. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement à la caractérisation des milieux constitués d'objets anisotropes. Sous l'action d'un champ de cisaillement, on observe une orientation privilégiée ou une déformation globale des particules. L'objectif de cette thèse est donc à la fois d'étudier les mécanismes qui sont à l'origine de la déformation et/ou l'orientation des particules et également de mesurer ces anisotropies à l'échelle microscopique. On s'appuie pour mener cette étude sur un dispositif développé au laboratoire basé sur le transport incohérent de lumière couplé à un rhéomètre. Il s'agit d'un dispositif constitué d'une source laser focalisée à la surface d'un échantillon et d'une caméra CCD permettant l'acquisition d'une image rétrodiffusée loin du point d'impacte du laser. Parallèlement, une base de données de simulation de Monte Carlo est en cours de réalisation permettant par analyse des images rétrodiffusées anisotropes, de remonter à l'information sur l'anisotropie réelle des particules (facteur de forme) leur champ d'orientation (paramètre d'ordre). En effet, en confrontant les données expérimentales aux données numériques, nous sommes en mesure de déterminer le taux d'orientation moyen de particules très anisotropes ou de caractériser la déformation des particules. Une application à la déformation des rouges sous cisaillement pour du sang en concentration physiologique (40 à 50% en volume) sera présentée. D'autres applications, notamment à l'endommagement des plastiques et à l'orientation de suspensions de fibres seront discutées.
Author: S. P. Stoylov Publisher: ISBN: Category : Science Languages : en Pages : 312
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Presenting a comprehensive theoretical description of phenomena and properties in a broad range of colloidal systems, this book is concerned with theory, experimental methodology, and applications of colloid electro-optics. It lays down the fundamentals of electro-optics theory for colloidal particles and provides an extensive description of the powerful methods used for characterizing these systems. Chapters on experimental methods and on extensive critical evaluation of current data for colloids, polymers, and biological systems make this a stimulating volume for colloid materials and biological scientists. Key Features * Discusses the theory of electro-optics in colloidal systems, interfacial phenomena, surface charge distribution, and zeta potential * Describes methods for characterizing geometrical, optical, and electrical properties of disperse colloidal systems * Presents experimental methods and techniques * Discusses applications in materials science (oxides, clays, minerals, dyes) and biological systems (viruses, cells, organelles, membranes, nucleic acids, and protein)
Author: Besira Mihiretie Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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We report experiments on ellipsoidal micrometre-sized polystyrene particles. The particle aspect ratio (k) varies between about 0.2 and 8. These particles are manipulated in water by means of a moderately focused laser beam. We observe the levitation and the dynamical state of each particle in the laser beam, in bulk water or in contact to an interface (water-glass, water-air, water-oil). In the first part, we show that moderate-k particles are radially trapped with their long axis lying parallel to the beam. Conversely, elongated (k>3) or flattened (k
Author: Jean-Claude Ravey
Author: Jean-Claude Ravey
Author: Jean-Claude Ravey
Author: J.-C. Ravey
Author: Jean-Claude Ravey
Author: Alfred Kastler
Author: Alfred Kastler
Author: Samuel Premilat
Author: Nadjim Moumini
Author: S. P. Stoylov
Author: Besira Mihiretie