121
жасайды.
3.
Дисперстік фазаның сыну көрсеткіші дисперсиялық ортаның сыну көрсеткішінен
әлдеқайда жоғары болу керек, олай болмаса жарықтың шашырауы аз болады да
бөлшектер жөнді байқалмайды.
Ультрамикроскоптар арқылы металдық зольдердің шамасы 0.002-0.005мк дейінгі
бөлшектерді байқауға болады. Ал золь металл емес болса, онда дисперстік фаза мен
дисперсиялық ортаның сыну көрсеткіштерінің айырмашылығы аз
болғандықтан
ультрамикроскоп арқылы шамасы 0,2 мк болатын бөлшектерді байқауға болады.
Дисперстік фаза органикалық зат болса ультрамикроскоптың байқау Шегі жоғарғы
айтылғандардан да көп болады.
Осы айтылған тесікті ультрамикроскоптардың орнына соңғы кездерде коллоидтық
жүйелерді зерттеу үшін қараңғы өрістің конденсоры деп аталатын құралдар қолданылып
жүр. Бұлар-жоғарғы жағы кесілген, бүйірі күмістелген беттен тұратын линзалар.
Конденсорлар өтетін жарық микроскоппен қарап тұрған, зерттеп отырған золь бар
конденсордың жоғарғы жағына орналасқан кюветаның бір нүктесіне фокусталады да,
линзаның алдына әдейі арнап қойылған тесік ультрамикроскоптағы сияқты түссіз емес
дөңгелек экранның арқасында
окулярға тік сәулелер емес, тек бөлшектердің әсерінен
шашыраған сәулелер ғана түседі. Сәуленің конденсорлардағы жүру жолдары сұлба
түрінде 7 - суретте көрсетілген. Қараңғы өрістің конденсорлары құрылысы жағынан өте
қарапайым, сондықтан оларды кез келген жәй микроскоппен бірге біріктіріп
қолдануға болады.
Ультрамикроскоп, иә қараңғы өрістің конденсоры арқылы бөлшектердің шамасын
тікелей емес жанама жолымен анықтайды. Зерттеп отырған зольдің бір кішкене
тікбұрышты параллелепипед
тәрізді көлемін бөліп алып, ондағы коллоидтық
бөлшектердің санын есептейді.
Егер параллелепипедтің биіктігін һ, ал параллелипипедтің негізі болатын
квадрадтың жағын
l
деп белгілесек, онда бөлшектерді санап отырған көлеміміз мынаған
тең болады:
V
=
Һ·1
2
Бөлшектер әрқашанда броундық қозғалыста болғандықтан,
олардың саны
қарастырып отырған көлемде әрқашанда өзгеріп отырады. Сол себептен оларды
есептегенде белгілі уақыт аралығындағы олардың орташа мәнін алу керек. Қарастырып
отырған көлем мен бөлшектердің сандық концентрациясы өте үлкен болмаған жөн, олай
болмаса бөлшектерді санау қиынға соғады.
Бөлшектердің орташа мәнін /n/ деп есептесек, қарастырып отырған көлемдегі /V/
бөлшектердің сандық концентрациясын былайша табуға болады:
7-сурет. Қараңғы әдіс конден-
сорларындағы сәуленің жүру
сұлбасы
122
Егер дисперстік фазаның тығыздығы /
/
және салмақтық концентрациясы /с/ белгілі
болса, онда мынадай тепе-теңдікті жазуға болады:
V·
·У = с
Мұнда, V-бөлшектің орташа
көлемі.
Бұдан:
Егер бөлшектер шар тәрізді болса, оның радиусын былайша табамыз:
Егер куб тәрізді болса: l=
Коллоидтық
жүйелерді
ультрамикроскоптың
көмегімен
байқай
отырып,
бөлшектердің шамасы ғана емес,олардың пішінін де анықтауға болады.
Егер қараңғы
өрісте бөлшектер жылтылдап тұрса, оны олар анизодиаметрлік бөлшектер деп атайды.
Жылтылдаудың себебі шар тәрізді емес бөлшектердің броундық қозғалыстың әсерінен
жарық сәулесіне әртүрлі жазықтықтан бұрылады да, әртүрлі шашыраған сәуле байқаймыз.
Егер бөлшектер жылтылдамай жәй ғана жарықтанса, олардың пішіні изодиаметрлік
болады.
Бөлшектердің шамасын ультрамикроскоппен анықтаудың кемшілігі сол, алынған
мәніміз бөлшектердің шамасының орташа мәнін көрсетеді. Оның үстіне
айтып отырған
тәсіліміз адамды тез қажытады. Олай дейтініміз алынған мәліметіміз дұрысырақ болу
үшін жүз, не мыңдаған өлшемнің орташа мәнін есептеу керек.
Сол себептен Б.В. Дерягин мен Г.Я. Власенко арнайы ағындық /тасқынды/
ультрамикроскоп конструкциясын жасады. Бұл арқылы аэрозольдегі, не лиозольдегі
бөлшектердің санын жылдам анықтауға болады.Оның сұлбалық құрылысы 8 - суретте
көрсетілген.
Мұнда зерттеп отырған зольімізді белгілі бір жылдамдықпен кюветаның
121
микроскоптың /5/ осіне параллель түтікшесімен
жіберіп байқайды. Бөлшектер жарық сәулесі /3/
түсіп тұрған зонадан өте жарқылдайды.
Ондағыжарқылдаған бөлшектер санын мик-
роскоппен қарау арқы-лы санауға болады. Ол
санды зерттеп отырған зольіміздің жалпы
көлеміне
бөліп,
бөлшектердің
сандық
концентрациясынта болады.
Жалпы көлем есептегіш /1/
арқылы
өлшенеді.
Осының
нәтижесінде
кәдімгі
ультрамикроскопта болатын қателер болмайды да,
оның үстіне зерттеуге кететін уақыт өте аз болады. Зерттеуге кететін уақыт 100 және одан
да көп мәрте азаяды.
Бұл тәсілді автоматтандыруға да болады. Ол үшін сәулелерді фотокөбейткіштің
катодына түсіреді. Сонда сәуленің кюветадан өтетін бөлшектердің әсерінен беретін
жылтылдауы электр импульсін туғызады, ал оны күшейткеннен кейін есептегіш арқылы
тіркеуге болады.
Қазіргі уақытта ағындық /тасқындық/ ультрамикроскоптар ТМД елдерінде көптеген
зерттеу мекемелерінде, шахталарда,далалық және экспедициялық жағдайларда кең түрде
қолданылады.
Достарыңызбен бөлісу: