中国科学技术大学

第 二 章 微 流 变 学 研 究 分 散 体 系
微 流 变 学 研 究 分 散 体 系 和 复 杂 流 体
D 平
均 值 4.919E-13
表 格 二 -3 功 率 谱 洛 伦 兹 拟 合 参 数 , 扩 散 系 数 (1 微 米 小 球 , 离 底 10 微 米 ,5 组 数 据 )
扩 散 系 数 理 论 值 可 由 黏 滞 系 数 理 论 值 得 到 。 黏 滞 系 数 25 摄 氏 度 室 温 [10] 为
× ), 利 用 式 (2.1.2), 代 入 玻 耳 兹 曼 常 数 和 小 球 半 径 , 就 得 到 理 论 值
−4
8.904 10 Pa s
13 2
D 4.90049 10 − m / s
= × , 实 验 平 均 值 和 理 论 值 精 确 吻 合 。 由 (2.1.2) 式 , 我 们 还 可 以 计 算
−4
对 应 的 黏 滞 系 数 为 8.87× 10 Pa s, 与 精 确 值 也 是 吻 合 的 。
这 里 忽 略 了 激 光 加 热 对 升 温 对 采 用 的 黏 滞 系 数 的 影 响 ( 黏 滞 系 数 是 与 温 度 有 关 的 量 )。
文 献 [10] 证 实 了 激 光 加 热 是 非 常 微 弱 的 ( 对 1064nm 激 光 , 离 底 高 度 100 微 米 , 加 热 0.5 微
米 小 球 是 7.7°C/W)。 我 们 用 的 激 光 是 633nm,35mW。 加 热 温 度 非 常 微 小 。
最 后 连 续 测 量 了 离 底 10、15、20、25、35、40、45 微 米 的 粒 子 扩 散 系 数 。 见 图 二 - 九 。
其 中 40 微 米 误 差 已 经 相 当 大 ,45 微 米 已 经 较 大 偏 离 理 论 值 , 图 上 均 没 有 画 出 。
图 二 - 九 不 同 离 底 高 度 下 的 扩 散 系 数 (1 微 米 小 球 , 误 差 棒 为 5 组 无 驱 动 下 受 限 布 朗 运 动
的 统 计 误 差 ), 红 线 是 理 论 值
简 单 分 析 误 差 来 源 , 不 难 看 出 是 由 于 PSD 信 号 信 噪 比 较 小 ( 图 二 - 八 ) 造 成 的 。 实 验 时 可 以
通 过 对 多 组 PSD 信 号 做 平 均 来 提 高 信 噪 比 。 例 如 我 们 把 离 底 10 微 米 无 外 加 驱 动 时 5 组 PSD
信 号 ( 每 组 20000 个 点 ) 平 均 得 到 如 图 二 - 十 以 及 表 格 二 -4:
第 二 章 第 三 节 实 验 测 量 23