Study of forced rayleigh light scattering by a fluid mixture with chemical reaction

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'E.N.S., 24 Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France.

Abstract

The time evolution of concentration and entropy fluctuations is studied for a binary mixture in which a chemical reaction can take place. The time constants of the coupled modes are calculated, together with the amplitudes of the corresponding contributions to the spontaneous light scattering correlation function and to the forced Rayleigh scattering signals. We show that the chemical reaction can be detected by forced Rayleigh scattering provided its time constant is shorter than the heat diffusion time. We then recall the advantages of forced Rayleigh scattering and discuss in which conditions it could be used to study chemical reactions.

Résumé

Nous présentons ici un calcul des temps caractéristiques de la relaxation chimique et de la diffusion de la chaleur ainsi que leurs amplitudes relatives pour la lumière diffusée spontanée et Rayleigh forcée dans un mélange binaire en réaction chimique. Les prévisions théoriques obtenues pour la méthode de diffusion Rayleigh forcée semblent très prometteuses et indiquent que cette technique est bien adaptée à l'étude des milieux en réaction chimique.