20861

۲۰۸۶۱

بررسي پراكندگي امواج الكترومغناطيسي از ذرات و امكان - سنجي ساخت دستگاه طيف سنج پراكندگي (Nephelometer)

كارشناسي ارشد

فيزيك

۱۳۹۷-۱۳۹۸

۱۳۹۸/۳/۷

دكتر مهدي شايگان منش

فيزيك

نظريه پراكندگي نور به طور كلي ممكن است بر اساس دو چارچوب نظري طبقه بندي شود. يكي ازاين نظريه ها، نظريه¬ي رايلي است كه قابل استفاده براي ذرات كروي كوچك و غير جاذب است. دوم، تئوري پراكندگي مي است كه بر مبناي حل معادلات ماكسول مي باشد و برخلاف نظريه رايلي محدوده وسيعي از سايز ذرات و طول موج را شامل مي¬شود. اين نظريه همچنين براي ذرات غيركروي و نيز ذرات باردار و حتي ذرات مغناطيسي به كار مي¬رود. دراين پايان نامه يك جمع بندي جامع در بحث پراكندگي امواج تخت از ذره¬اي با جنس و سايز دلخواه (از حدود نانومتر تا ذرات بزرگ) با محيط غير جاذب انجام شده است. همچنين به بررسي تعريف تابع فاز و ارتباط آن با دامنه¬ي پراكندگي شرح داده شده است و نتايج آن مورد تحليل قرار گرفته است. علاوه بر اين به بررسي اثر قطبش نور فرودي درپراكندگي و تاثير آن در شدت پراكندگي پرداخته شده است و براي سه حالت قطبش عمود ، موازي و ناقطبيده مقايسه شده است. از اين مقايسه مشخص مي¬شود كه قطبش نور نقش بسيار مهمي در الگوي شدت پراكندگي دارد به گونه¬اي كه در برخي زوايا شدت براي يك حالت ماكسيمم و براي حالت قطبش ديگر شدت صفر شده است ! از تحليل نتايج به دست آمده به طور واضح مي¬توان به شرح علت اين موضوع كه چرا شناسايي نانو ذرات از يكديگر دشوارتر است، پرداخت. فاكتور بازده تضعيف برحسب پارامتر سايز رسم شده و مورد تحليل قرار گرفته است. همچنين پراكندگي تك ذره در رژيم رايلي با استفاده از نرم¬افزار zemax شبيه¬سازي شده است. پس از بررسي كامل پراكندگي تك ذره، به مطالعه¬ي پراكندگي چند ذره پرداخته شده است و يك جمع بندي روي آن صورت گرفته است. در فصل چهار به بررسي نسبتا كامل اجزا و طراحي-هاي موجود از دستگاه طيف¬سنج پراكندگي پرداخته شده است و در نهايت به كمك نرم¬افزار zemax يك طراحي كلي از دستگاه انجام شده و امكان¬سنجي آن مورد بررسي قرار گرفته است.

1398/04/30

Electromagnetic waves scattering by particles and feasibility study of nephelometer

7/21/2019 12:00:00 AM

Scattering can be classified in two theories, Rayleigh scattering which is applicable to small spherical dielectric particles and Mie theory a general formulation of scattering independent of particle size. In this paper scattering of planar electromagnetic wave from spherical particle in a non-absorbing medium investigated. Particle with different size and refractive indexes is considered in our investigations. Three different polarizations is considered for incident wave and the effect of wave polarization on the scattering is investigated. Based on the results, some comments on the analysis of nano particles are presented. Also extinction efficiency curve versus particle size parameter is plotted and analyzed.