Relazione di fluttuazione-dissipazione generalizzata ... - La Sapienza
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Capitolo 6Gli esperimenti <strong>di</strong>fotocorrelazioneIn un tipico esperimento <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione un raggio luminoso (polarizzato) èin<strong>di</strong>rizzatosu una regione <strong>di</strong> fluido dal quale è <strong>di</strong>ffuso, in seguito la ra<strong>di</strong>azione<strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione passa per un polarizzatore (ed un eventuale monocromatore) finoad arrivare al rivelatore. Il campo <strong>di</strong>ffuso istantaneo è la sovrapposizionedelle onde <strong>di</strong>ffuse da ciascun centro <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione, esso fluttuerà a causa delmoto molecolare. Ci sono vari meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>are la <strong>di</strong>pendenza dal tempo<strong>di</strong> tali fluttuazioni che <strong>di</strong>pendono dalla scala <strong>di</strong> tempo delle fluttuazionistesse, ad esempio si può impiegare un monocromatore per stu<strong>di</strong>are la densitàspettrale della ra<strong>di</strong>azione <strong>di</strong>ffusa, questo metodo è adatto a stu<strong>di</strong>areprocessi molecolari rapi<strong>di</strong> (nella scala <strong>di</strong> tempi ∼ 10 −8 ÷ 10 −11 s). Diversamentele tecniche <strong>di</strong> fotocorrelazione omo<strong>di</strong>na o etero<strong>di</strong>na (che illusteremonel seguito) sono adatte allo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> processi più lenti<strong>di</strong>∼ 10 −6 senonprevedono la scomposizione della luce <strong>di</strong>ffusa per mezzo <strong>di</strong> filtri.6.1 Fotocorrelazione omo<strong>di</strong>naNella tecnica omo<strong>di</strong>na si rivela solo la luce <strong>di</strong>ffusa, quin<strong>di</strong> il segnale inuscita dal rivelatore sarà proporzionale al modulo quadro del campo incidentei(t) ∝ |E(t)| 2 che è proporzionale all’intensità. Il rivelatore forniscein uscita un numero <strong>di</strong> conteggi proporzionale al numero <strong>di</strong> fotoni 1<strong>di</strong>ffusi che raccoglie, questa qunatità suavoltaè proporzionale all’intensitàdel campo <strong>di</strong>ffuso. Il segnale <strong>di</strong> output del fotrivelatore viene infine inviatoall’autocorrellatore, tale <strong>di</strong>spositivo calcola la funzione <strong>di</strong> correlazione〈i(0)i(t)〉 ∝〈|E(0)| 2 |E(t)| 2 〉 (6.1)eseguendo una me<strong>di</strong>a sul tempo come illustrato nel Par. 4.1. Quello che misuriamoin tal modo è una quantità proporzionale alla funzione <strong>di</strong> correlazioneomo<strong>di</strong>na del campo <strong>di</strong>ffuso definita comeI 2 (t) =〈|E s (0)| 2 |E s (t)| 2 〉 (6.2)1 E’ appunto per questo motivo si parla <strong>di</strong> fotocorrelazione.45