溶液中熱擴散致被迫瑞利散射效應之理論分析

Theoretical Study Of Thermal Diffusion Forced Rayleigh Scattering Effect In Solution

黃承鈞(Huang, ChengJyun)

指導教授 ： 魏台輝

國立中正大學/理學院/物理學系/碩士(2012年)

摘要

在本論文之前，本實驗室曾以532 nm CW雷射為寫入光源，使之藉由干涉效應在甲基紅溶液中引發熱致光柵(thermally induced grating)，然後以CW He-Ne雷射為偵測(probe)光源，藉由布拉格繞射定律測得繞射信號強度隨時間的變化。
有機溶液吸收光能後，受激溶質分子藉非輻射性鬆弛方式釋放熱能，造成溶液增溫，溫度梯度所造成溶質或溶劑分子的質量傳輸現象被稱為熱擴散(thermal diffusion)效應。當寫入光源在樣品上形成干涉條紋並造成溫度梯度後，熱擴散效應將溶質或溶劑分子由高溫區域推往低溫區域或由低溫區域推往高溫區域，使其濃度在空間上變得不均勻。溫度梯度以及濃度梯度合起來的貢獻使溶液的折射率沿光柵方向呈現週期性變化，造成折射率光柵，此時，使用偵測光源量測繞射信號強度隨時間的改變，進而得知折射率隨時間變化的規律。
之前實驗中發現，繞射信號於測量時會有先升後降的趨勢。本論文將從一維熱方程式及Fick’s第二定律出發，推導曝光的過程中溶液中溫度光柵及濃度光柵隨時間變化的表示式，進而給出理論擬合的繞射信號趨勢圖。

關鍵字

熱擴散致被迫瑞利散射

並列摘要

In this thesis, we analysis of TDFRS (Thermal Diffusion Forced Rayleigh Scattering) experimental results conducted previously. The observed diffracted signals sequentially increases and decreases with time.

並列關鍵字

Thermal Diffusion Forced Rayleigh Scattering Effect

參考文獻

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