Mehrfachstreuung

Abgebildet sind drei unterschiedlich konzentrierte Suspensionen von Polystyren-Latex-Kügelchen in quadratischen Küvetten.

Der Volumenbruch steigt von links
mit 1x10-4 über 2x10-3 nach rechts mit 1x10-2 an.

Der Teilchendurchmesser beträgt 120 nm.

3 Proben

Das unterschiedliche Erscheinungsbild der Suspensionen wird durch einen unterschiedlichen Anteil an Mehrfachstreuung hervorgerufen.

  • Die erste Küvette erscheint fast blau. Dies liegt daran, dass Einfachstreuung an kleinen Teilchen überwiegt. Aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Streuquerschnitts wird blaues Licht stärker gestreut als rotes Licht; vor schwarzem Hintergrund erscheint die Suspension blau. Auf ähnliche Weise kommt das Himmelsblau zustande.
  • Mit zunehmender Teilchenkonzentration nimmt die Wahrscheinlichkeit für einen Mehrfachstreuprozess stark zu. Das Streulicht resultiert aus vielen unterschiedlichen Streuprozessen und verliert damit seine starke Wellenlängenabhängigkeit: es erscheint weiß, wie bei den Wolken.
  • Bei noch weiter zunehmender Teilchenkonzentration kann das Licht kaum mehr in die Probe eindringen; im Durchlicht erscheint die Probe dunkel, wie auch dicke Regenwolken.

Mehrfachstreuprozesse haben unerwünschte Auswirkungen in der Dynamischen Lichtstreuung. Um diese Artefakte zu beseitigen, haben wir an der Universität Mainz eine neuartige Lichtstreuanlage zur Dekorrelation von Mehrfachstreuung entwickelt. Ähnliche Geräte wurden in Bremen (AG Prof. Schröer) und von Claus Urban an der ETH Zürich aufgebaut. Ein modifizierter Aufbau ist von LSinstruments kommerziell erhältlich.