J. Physique Lett. 38, 271-273 (1977)
DOI: 10.1051/jphyslet:019770038013027100

Photon beat study of internal modes in large polymer coils

M. Adam et M. Delsanti

DPh-G/PSRM, C.E.N. Saclay, B.P. 2, 91190 Gif sur Yvette, France

Abstract
We have measured the inelastic scattering of light by dilute polystyrene coils (molecular Weight Mw = 8.4 × 106 and Mw = 24 × 10 6) in a good solvent (Benzene). The product of the radius of gyration R multiplied by scattering wave vector k ranges from 0 to 13.8. We find two regimes : a) for kR ≤ 1 a simple exponential decay with relaxation rate 1/τk = Dk2, b) for kR > 4 a non-exponential decay with 1/τk ∝ k x where x = 2.85 ± 0.05. The precise shape of the non-exponential decay agrees surprisingly well with a 1967 calculation by E. Dubois-Violette and P. G. de Gennes [1].

Résumé
Nous étudions la lumière diffusée quasi-élastiquement par des solutions diluées de polystyrène, de masses moléculaires élevées (Mw = 8,4 x 106 et Mw = 24 × 106) en bon solvant (benzène). Le produit du rayon de gyration R par le vecteur de diffusion k varie entre 0 et 13,8. Nous observons deux régimes distincts : a) à kR ≤ 1 le profil du spectre de la lumière diffusée est une fonction exponentielle dont le temps de relaxation 1/τk = Dk2 , b) à kR > 4 la décroissance n'est plus exponentielle et 1/τk ∝ kx où x = 2,85 ± 0,05. Le profil observé dans le domaine kR < 4 est en parfait accord avec le profil calculé par E. Dubois-Violette et P. G. de Gennes en 1967 [1].

PACS
6125H - Structure of macromolecular and polymer solutions solubility, swelling, etc.: polymer melts.
7835 - Brillouin and Rayleigh scattering: other light scattering condensed matter.

Key words
light scattering -- polymer solutions -- quantum beat spectra -- internal modes -- large polymer coils -- inelastic scattering -- dilute polystyrene coils -- good solvent -- radius of gyration -- scattering wave vector -- simple exponential decay -- relaxation rate -- photon beat -- light scattering -- nonexponential decay -- benzene -- polymer solution -- Raman spectra