小粒子mie散射理论及应用(ⅱ)

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【最新精选】米散射理论基础

【最新精选】米散射理论基础

米散射(Mie scattering); 又称“粗粒散射”。

粒子尺度接近或大于入射光波长的粒子散射现象。

德国物理学家米(Gustav Mie,1868—1957)指出, 其散射光强在各方向是不对称的,顺入射方向上的前向散射最强。

粒子愈大, 前向散射愈强。

米散射当球形粒子的尺度与波长可比拟时,必须考虑散射粒子体内电荷的三维分布。

此散射情况下,散射粒子应考虑为由许多聚集在一起的复杂分子构成,它们在入射电磁场的作用下,形成振荡的多极子,多极子辐射的电磁波相叠加,就构成散射波。

又因为粒子尺度可与波长相比拟,所以入射波的相位在粒子上是不均匀的,造成了各子波在空间和时间上的相位差。

在子波组合产生散射波的地方,将出现相位差造成的干涉。

这些干涉取决于入射光的波长、粒子的大小、折射率及散射角。

当粒子增大时,造成散射强度变化的干涉也增大。

因此,散射光强与这些参数的关系,不象瑞利散射那样简单,而用复杂的级数表达,该级数的收敛相当缓慢。

这个关系首先由德国科学家G.米得出,故称这类散射为米散射。

它具有如下特点:①散射强度比瑞利散射大得多,散射强度随波长的变化不如瑞利散射那样剧烈。

随着尺度参数增大,散射的总能量很快增加,并最后以振动的形式趋于一定值。

②散射光强随角度变化出现许多极大值和极小值,当尺度参数增大时,极值的个数也增加。

③当尺度参数增大时,前向散射与后向散射之比增大,使粒子前半球散射增大。

当尺度参数很小时,米散射结果可以简化为瑞利散射;当尺度参数很大时,它的结果又与几何光学结果一致;而在尺度参数比较适中的范围内,只有用米散射才能得到唯一正确的结果。

所以米散射计算模式能广泛地描述任何尺度参数均匀球状粒子的散射特点。

19世纪末,英国科学家瑞利首先解释了天空的蓝色:在清洁大气中,起主要散射作用的是大气气体分子的密度涨落。

分子散射的光强度和入射波长四次方成反比,因此在发生大气分子散射的日光中,紫、蓝和青色彩光比绿、黄、橙和红色彩光为强,最后综合效果使天穹呈现蓝色。

基于Mie氏散射理论的石墨微球颗粒光散射特性研究

基于Mie氏散射理论的石墨微球颗粒光散射特性研究

Ab t a t Th g tsatr gc aatr t so r ht c0p eep i e £ea ay e e src: el h c tei hL cei i f 印 i mirsh r c s L n lzdi t o i n r sc g e l r nh
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作用.目前, 在研 究的各种抗红外 遮蔽材料 中, 石墨是一种较 好的物质 。
收 稿 日期 t20_8l 080-1 J 基 金项 目:山东 省 科技 攻 关 项 目 ( 0G 304o) 2 7 G o0o5 0 作 者 简介 :张 士英 ( 7 — ) 1 8 — ,女 ,山东省 枣 庄 人 ,讲 师 ,硕 士 ,主要 从事 光 散射 理 论 和 实验 的研 究 。 9
S u fSc t e i t dy o a t rng Char c e itc fG r phie Par ils ua t rs is o a t utce
Bas d n M i ’ gh c t e i ue o e s Li t S a t r ng The r o y
a g e a d t e r l t n o h c t e i g i t n i t h a 锄 e e e o t e Th e u t h w n l n h e a i ft e s a t rn n e st o y h tepL r t rx b n d. e r s ls s a

Mie理论在生物组织散射特性分析中的应用

Mie理论在生物组织散射特性分析中的应用
图4,图5基于Mie理论绘制了不同大小等效颗 粒的各向异性因子随波长变化的关系曲线.图4表 明在等效颗粒直径取值为0.5—2耻m时,各向异性 因子随入射波长增大而单调减小,这正与婴儿脑组 织实验数据变化趋势符合凹].图5表明在等效颗粒 直径取值较大时(如>3肛m),各向异性因子随入射 波长增大出现增大情形,这正与成人脑组织实验数 据变化趋势符合旧o.这样的现象启发我们认为成人 脑组织的等效颗粒较婴儿的要大.
【5J Niemz M H 2005 Laser-Tissw£缸Ⅵi腑删如w fundamemals and
applicat如m Zhang Z X(Trans.)(Bering:Science Press)p20,21
(in clline∞)[Niemz M H 2005激光与生物组织的相互作用 ——原理及应用张镇西译(北京:科学出版社)第20,21页]
[63
Bohren C F,Huffman D R 1983 A6so伊t如n and scmtering旷light妨
small particles(New York:John Wiley&Som)pS2
【7 J
Wu P,Han Y P,“u D F 2005 Aaa Phys.&n.54 2677(in
图1为相对折射率m取1.1,入射光波长A取 0.6328 ttm,等效颗粒直径d取2 ttm时的Mie散射 相函数和HG散射相函数曲线图.图1中Mie散射 相函数和HG散射相函数计算得到的各向异性因子 g均为0.963,但散射相函数随散射角变化曲线有显 著的差异,Mie散射相函数曲线随散射角呈现出一 系列振荡特性,而HG散射相函数曲线随散射角单 调下降.对人脑组织的实验表明实测散射相函数有 强烈的前向峰值特性,并在后向(即大角度)出现了 增加∽o,这点与Mie散射相函数更加吻合,而HG散 射相函数对组织的后向散射表征显得欠缺:图2为 等效颗粒直径d分别取0.5,2 pan时的Mie散射相 函数,对应的各向异性因子g分别为0.745,0.963, 计算表明:等效颗粒直径越大,散射相函数在小角度 的数值越大,因而各向异性因子也越大;等效颗粒直 径越小颗粒的后向散射增强,同时散射相函数趋于光 滑.因此利用Mie散射相函数可以合理解释细胞中各 个大小不等的亚细胞器官在不同方向上散射程度的 不同:细胞核相对于其它亚细胞器官来说体积较大, 它在小角度范围内的散射更为明显;而线粒体等体积 较小的亚细胞器官的前向散射特性显著减弱.

MIE理论小结

MIE理论小结

§1 Rayleigh 散射与Mie散射天空呈蓝色和线偏振这两个特性在上个世纪曾经是很重要的科学之谜,最后由Rayleigh做出解释,Rayleigh注意到了产生这种散射的散射元并不是当时一般人们所认为的水或冰,而是气体分子本身造成这样的散射。

Rayleigh散射具有(1)散射光的强度和波长的四次方成反比,因此晴朗天空基本上是蓝色而不是太阳光的颜色;(2)散射光的空间分布与观测方向有一个简单的关系;(3)在散射的前半球和后半球具有相同的散射强度;(4)方向的散射光几乎是全偏振的。

空气分子的Rayleigh散射代表大气光路散射的最小值。

在低层大气,粒子的Mie 散射处于主导地位,但平均来说,随着高度的增加,Mie散射的减小比Rayleigh散射快。

这是因为霾气溶胶的标高一般近似1Km,而恒常气体层的标高一般为6—9Km甚至更高。

因此除了几个稀薄的粒子层之外,气溶胶只在一个有限高度范围内分布,而Rayleigh散射却一直到很高的高度上仍有影响。

但到这样的高度,大气透明度已经很高了,故限制视程的主要原因是几何因子而不是光学因子。

[1]相对于云雾粒子,我们主要考虑这种由直径大于波长的0.03倍的粒子造成的散射,即Mie散射。

从很小的粒子开始,当其半径相对于波长而言逐渐加大时,就逐渐发生从Rayleigh散射向Mie散射的过度。

Mie散射具有(1)散射光强度随角度分布变得十分复杂,粒子相对于波长的尺度越大,分布越复杂。

(2)当粒子的尺度加大时,前向散射与后向散射之比随之增加,结果使前向散射的波瓣增大。

(3)当粒子尺度比波长大时,散射过程和波长的依赖关系就不密切了,这一点可以从云一般是发白的现象推测到。

白色的云和蓝色天空反映了两种不同类型的散射。

当r < 0.03时, Rayleigh 近似式和Mie 散射公式相比,误差在1%以内。

[1]§2单球的Mie 散射Mie 理论自1908年被提出,它给出了均匀介质球引起平面电磁波散射的精确解。

米氏散射名词解释

米氏散射名词解释

米氏散射米氏散射(Mie scattering),当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。

这种散射主要由大气中的微粒,如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。

米氏散射的散射强度与频率的二次方成正比,并且散射在光线向前方向比向后方向更强,方向性比较明显。

米氏散射(Mie scattering)这种散射主要由大气中的微粒,如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。

米氏不同于瑞利散射呈对称状分布,而是散射在光线向前的方向比向后的方向更强,方向性比较明显。

当颗粒直径较大时,米氏散射可近似为夫琅禾费衍射。

当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射称为米氏散射,如云雾的粒子大小与红光(393.96THz,0.7615um)的波长接近,所以云雾对红光的散射主要是米氏散射。

是故,米氏散射对多云潮湿天气的影响较大。

Mie提出的米氏散射理论是对于处于均匀介质的各向同性的单个介质球在单色平行光照射下,基于麦克斯韦方程边界条件下的严格数学解。

100多年来,米氏散射理论得到了很大发展,适用范围逐渐推广。

如颗粒形状推广到多层的各项同性介质球和折射率渐变的各向同性介质球;无限长圆柱形颗粒(折射率按柱面分布)。

入射光束从很宽的平行光束推广到高斯光束和其他有形光束(shaped beam),称为广义米氏理论(GLMT)。

广义米氏理论还可推广到椭球散射体。

实例与计算其中为无因次粒径参量,为颗粒周围分散介质折射率,d为颗粒直径,为光的频率,为光速。

图2-13显示随着的增加,散射光强呈现前向集中。

[3]反照率反照率对于一些颜料,颗粒大小影响颜色。

原因在于d的增加使增加。

从而反照率峰值位移,呈现不同的颜色。

图为二氧化钛散射能量与频率、颗粒直径的关系。

基于Mie散射理论的MgF2颗粒散射特性研究

基于Mie散射理论的MgF2颗粒散射特性研究
X Qig— u , HA U n jn Z NG h—ig S i n y
( p rme t fP yi n et nEn ier g, Dea t n o h s s dEl r gnei ca co n
Z oh a g Unvrs a z u n ieiy,S a d n a z u n 7 1 0 h n ) t h n o gZ oh a g 2 7 6 ,C ia
Ab ta t sr c :Th h o eia n lssa d n m ei lclua in fm irs h r a t l ih c t et e r t l ay i n u rc c lt so co p eep r i el tsa — c a a a o c g trn h atrsi r a r ig o tb s g M i c teig t e r e ig c a ceit sa ec ryn u y u i esatrn h o y.M o e v r h itiu r c n r e ,t edsr - o b t no bo b bl y co ss cin n cd n v ln t i fa s r a it r s e t sa d i ie twa ee g h,satrn n e s y a d s teig o i o n cteig itn i c trn t n a
1 引言
Mg 2 F 是普遍用来 作为玻璃 光学 中抗反 射 膜的一种材料 , 在太阳能利用方面 , 其真空镀膜 可用作抗反射膜 , 而大大提高光电转换效率。 从
在 许 多应 用学 科 中 , 大气 光学 、 态学 、 如 生 天
文学等领域 , 都需要 了解微粒子的光学特性 , 同 时, 对单粒子及复合粒子的深入研究也促进了学

Mie散射实验

Mie散射实验巫晓燕;左浩毅【摘要】When parallel polychromatic light created by LED source passed polydispersed particles such as steam ,the Mie scattering appeared .The angle distribution of the intensity of spherical parti‐cle scattering was analyzed ,the scattering chroma spectrum of steam was obtained ,and the optical thickness was measured .The corona phenomena were observed when parallel light passed the steam created by boiling water and humidifier ,and the principle of rainbow and Mie scattering was com‐pared .%L ED光源发出的稳定的近似平行复色光经过多分散系微粒(水蒸气微粒)散射后形成M ie散射。

分析了球形微粒散射光强的角度分布,获得了水蒸气液滴的散射色度谱,测量了水蒸气分散系的光学厚度。

观察了平行光经过沸水凝结而成的水蒸气和加湿器产生的水蒸气的corona现象,并比较了彩虹和Mie散射的形成原理。

【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P1-3,7)【关键词】平行复色光;多分散系微粒;M ie散射【作者】巫晓燕;左浩毅【作者单位】四川大学物理科学与技术学院,四川成都610065;四川大学物理科学与技术学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】O436.2当粒子直径与光波长相近时,粒子对光的散射称为Mie散射. 当平行复色光经过多分散系微粒(水蒸气)散射后形成散射光,在逆光方向上以光源为中心可观察到明显的散射光环,即corona现象,这即是液滴Mie散射的结果. Mie散射是求解球形散射体与电磁波场相互作用解析解的经典算法,是目前应用广泛的粒子散射的最常用最基础的算法,在处理波长量级粒子散射的问题上有其他理论无可比拟的精度. 应用Mie散射可得出很多规律性的结果,比如散射的各向异性系数随介质球相对直径的变化规律,以及在Mie散射的基础上研究更复杂粒子的散射和更复杂粒子群的散射[1-2]. 在水体光学特性研究中,Mie散射理论是研究水体中粒子(可假设为球形)散射的模拟的重要理论基础,也是水色遥感机理和应用研究的重要基础[3]. 目前,我国近海水体的粒子散射特性非常复杂,理论研究是解决粒子本身散射特性和遥感反演的重要手段之一[4]. 所以通过简单有趣的实验,使本科生全面地掌握Mie散射的基本特性,为将来进一步的深入学习和研究工作打下坚实的基础.Mie散射是弹性散射,它不会改变入射光子能量,即散射光与入射光波长相同,通常认为大尺度微粒(微粒尺寸大于入射波长的1/10)散射为Mie散射.2.1 球形微粒散射光强的角度分布平行复色光照射在球形微粒上,光将被粒子所散射和吸收. 被各向同性的球形粒子散射到θ角度上的散射光可以分为2个互相垂直的偏振分量,其强度分别为Iv(θ,λ)和Ip(θ,λ)[5]. 这2个分量分别和2个强度分布函数i1和i2成正比. i1和i2表达式为式中an和bn为Mie散射系数,由贝塞尔函数和汉克尔函数表达:由以上各式可以看出,散射光强度与入射光波长λ、复折射率m以及散射角度θ有关. 如图1,如果该粒子被1束平行光照射,在θ方向的散射光强可表达为Is(θ,λ)=Ip(θ,λ)+Iv(θ,λ)2=I0(λ)λ24π2i1+i22.2.2 色度学理论根据色度学理论,每种光源或物体的颜色都可以用三刺激值(X,Y,Z)加以定量描述,三刺激值与RGB值一一对应[6]. 复色光的颜色与其光谱(可见光范围)成分密切相关,如果知道了复色光的光谱,则可以根据色度学理论获得这种光的颜色. 要想计算出光源的色度,关键在于知道I(λ). 基于(5)式可计算获得不同角度下散射光谱Is(θ,λ),再利用色度学理论便可确定散射光的颜色. 图2是计算获得的水蒸气液滴散射色度谱(计算时复折射率为1.335-0.001i,入射光为太阳光).2.3 多分散系中微粒光学厚度的确定在实际情况中,Mie散射现象是由许多粒径不同的微粒共同形成,比如形成Mie散射现象的蒸汽微粒就构成了多分散系(多分散系指分散系中的微粒半径各不相同,而其他性质相同). 多分散系中所有微粒的消光能力的总和称为光学厚度[7],定义为式中,I0(λ)表示入射光强,I(λ)为经过分散系之后的透射光强,可通过实验测量得到. 根据(6)式,便可计算得到多分散系的光学厚度.3.1 实验实现corona现象实现corona现象的装置如图3所示. LED光源发出稳定的近似平行光(近似白光),水蒸气微粒分别由开水壶加热自来水至沸腾形成水蒸气,家用加湿器形成水雾.平行光经过沸水凝结而成的水蒸气微粒散射后形成散射光,在逆光方向上以光源为中心可观察到明显的散射光环,即corona现象,如图4所示. 但经过加湿器形成的水雾则不能观察到明显的corona现象,水蒸气呈蓝色略带黄色,如图5所示.学生分别观察散射现象,用相机分别记录这2种现象. 为了防止直射光进入相机,在分散系后方安装了小圆屏. 最后请学生对2种现象做出对比,结合图2,可以看出,与加湿器相比,沸水凝结形成的水蒸气颗粒尺寸更大,故形成的散射光环更明显.3.2 分散系光学厚度的测量学习光谱仪的使用,在水蒸气分散系前后的光轴上分别采集LED光谱I0(λ)和I(λ),图6为平行光经水蒸气系统前后采集的光谱. 将数据代入(6)式,计算出本次实验水蒸气分散系的光学厚度τ(λ),如图7所示.3.3 思考结合实验现象,思考雨后彩虹与Mie散射光环形成原理有什么不同?彩虹的形成是由于阳光进入水滴,先折射1次,而雨过天晴后水滴的直径较大,入射光在水滴内的光程较远,大部分光在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射1次,水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,将太阳光不同颜色的光分开,最后形成了彩虹.与之不同的是,较形成彩虹的水滴,形成Mie散射时,光经过的多分散系微粒尺寸小得多,几乎没有发生反射,而是粒子对光的散射形成的.通过LED光源、开水壶和加湿器这样简单的设备,实验了Mie散射的散射光环,并且通过理论讲解结合实验的方式,可以充分调动学生的实验积极性,锻炼学生的动手实践能力. 另外,本实验还利用了开水壶和加湿器形成不同的多分散系微粒,学生通过对两者的实验结果加以分析和对比,锻炼分析问题和解决问题的能力,为进行关于Mie散射更深入的研究打下良好的基础. 因此,本实验作为综合性实验用于大学物理实验教学十分合适.【相关文献】[1] 李应乐,李瑾,王明军,等. 均匀各向异性介质球散射的解析研究[J]. 光学学报,2012,32(4):0429002(1-6).[2] 王清华,张颖颖,来建成,等. Mie理论在生物组织散射特性分析中的应用[J]. 物理学报,2007,56(2):1203-1207.[3] 韩冰,李铜基,朱建华. 近海海洋水体光散射特性研究 [J]. 海洋技术,2011,30(4):74-81.[4] 赵卫疆,苏丽萍,任德明,等. 吸收性海水中气泡光散射特性的理论研究[J]. 强激光与粒子束,2007,19(12):1979-1982.[5] van de Hulst H C. Light scattering by small particles [M]. New York: John Wiley and Sons Inc., 1957.[6] Laven P. How are gories formed [J]. Applied Optics, 2005,44(27):5675-5683.[7] Zuo H Y, Yang J G. Retrieving of aerosol size distribution based on the measurement of aerosol optical depth [J]. Acta Physica Sinica, 2007,56(10):6132-6136.。

mie散射方程

mie散射方程摘要:1.mie 散射方程的概述2.mie 散射方程的物理意义3.mie 散射方程的求解方法4.mie 散射方程在实际应用中的重要性正文:一、mie 散射方程的概述Mie 散射方程,全称为Mie 理论散射方程,是由德国物理学家Gustav Mie 在1908 年提出的一种描述光在颗粒物质中散射现象的数学方程。

Mie 散射方程适用于各种大小和形状的颗粒,它的提出极大地推动了光散射现象的研究,尤其在大气颗粒、海洋颗粒、生物颗粒等领域具有广泛的应用。

二、mie 散射方程的物理意义Mie 散射方程描述了光在颗粒物质中传播时,颗粒对光的散射作用。

光在传播过程中,会与颗粒相互作用,使光的传播方向发生改变,这一现象称为光的散射。

Mie 散射方程通过物理模型和数学公式,详细地描绘了光在颗粒物质中的散射过程,从而为研究光散射现象提供了理论依据。

三、mie 散射方程的求解方法Mie 散射方程是一个复杂的偏微分方程,对于具体的颗粒形状和尺寸,需要通过数值方法求解。

常用的求解方法有:光学几何法、矩方法、有限元法等。

通过这些方法求解Mie 散射方程,可以得到颗粒散射光的各项物理量,如散射强度、散射角度、散射颜色等。

四、mie 散射方程在实际应用中的重要性Mie 散射方程在众多领域具有广泛的应用,尤其在大气污染、海洋光学、生物医学等领域具有重要的意义。

例如,在大气污染研究中,通过Mie 散射方程可以研究气溶胶颗粒对光的散射特性,从而反演大气颗粒的浓度和分布;在海洋光学中,Mie 散射方程为研究海水中的光传输特性提供了理论基础;在生物医学领域,Mie 散射方程有助于研究生物颗粒的光学性质,为生物成像和检测等应用提供支持。

mie理论小结

§1Rayleigh 散射与Mie散射天空呈蓝色和线偏振这两个特性在上个世纪曾经是很重要的科学之谜,最后由Rayleigh做出解释,Rayleigh注意到了产生这种散射的散射元并不是当时一般人们所认为的水或冰,而是气体分子本身造成这样的散射。

Rayleigh散射具有(1)散射光的强度和波长的四次方成反比,因此晴朗天空基本上是蓝色而不是太阳光的颜色;(2)散射光的空间分布与观测方向有一个简单的关系;(3)在散射的前半球和后半球具有相同的散射强度;(4)方向的散射光几乎是全偏振的。

空气分子的Rayleigh散射代表大气光路散射的最小值。

在低层大气,粒子的Mie散射处于主导地位,但平均来说,随着高度的增加,Mie散射的减小比Rayleigh散射快。

这是因为霾气溶胶的标高一般近似1Km,而恒常气体层的标高一般为6—9Km甚至更高。

因此除了几个稀薄的粒子层之外,气溶胶只在一个有限高度范围内分布,而Rayleigh散射却一直到很高的高度上仍有影响。

但到这样的高度,大气透明度已经很高了,故限制视程的主要原因是几何因子而不是光学因子。

[1]相对于云雾粒子,我们主要考虑这种由直径大于波长的0.03倍的粒子造成的散射,即Mie 散射。

从很小的粒子开始,当其半径相对于波长而言逐渐加大时,就逐渐发生从Rayleigh 散射向Mie散射的过度。

Mie散射具有(1)散射光强度随角度分布变得十分复杂,粒子相对于波长的尺度越大,分布越复杂。

(2)当粒子的尺度加大时,前向散射与后向散射之比随之增加,结果使前向散射的波瓣增大。

(3)当粒子尺度比波长大时,散射过程和波长的依赖关系就不密切了,这一点可以从云一般是发白的现象推测到。

白色的云和蓝色天空反映了两种不同类型的散射。

当r < 0.03时,Rayleigh 近似式和Mie 散射公式相比,误差在1%以内。

[1]§2单球的Mie 散射Mie 理论自1908年被提出,它给出了均匀介质球引起平面电磁波散射的精确解。

MIE氏散射理论及在激光粒度分析技术应用的研究

MIE氏散射理论实验及在激光粒度分析技术应用的研究摘要:Mie理论是对处于均匀介质中的各向均匀同性的单个介质球在单色平行光照射下的Maxwell方程边界条件的严格数学解,它是目前光学颗粒测试技术(尤其是激光粒度仪设计)采用的的主流理论。

本文简述了MIE氏光散射的相关理论。

设计了一套采用光子技术测量亚微米量级颗粒散射信息的实验系统。

在这套系统中通过计算分析,确定了样品池的合理入射角,并合理地设计探测角度。

此外,提出了“虚光源”的概念并讨论了在实验中的应用。

运用该实验系统分别对0.13um和0.3um两种粒径的颗粒进行了测量,在考虑样品池镜面反射及透射率的情况下,对所测原始数据进行处理,并与理论模拟结果进行了比较,该实验系统所得到的结果与理论模拟结果有非常好的一致性,且该试验系统能够很好地测量小颗粒后向散射信息。

因为后向散射信息是区分小颗粒粒度分布的重要信息,所以该实验系统对小颗粒有较高的分辨率。

并在此基础上提出新一代亚微米颗粒粒度分析仪的设计构想。

关键词:Mie散射理论、样品池、光子计数器、粒度分析、激光粒度仪1.绪论在激光粒度仪的研制理论应用中Mie散射理论主要用于从亚微米至微米的尺寸段,在微米以下至纳米的光散射则近似为形式更明晰简单的瑞利散射定律,而对大于微米至毫米的大粒子则近似为意义明确的夫琅和费衍射规律。

用这些定律可成功解释各类散射现象,并指导微粒的粒度分布的测试技术[1]。

本文在分析国内外微粒散射理论[2,3,4,5]和测试技术[6,7,8]基础上,为了将亚微米乃至纳米范围内的颗粒更加精确地测量其粒径大小,实验中采用光子技术,合理地设计样品池与入射光之间的角度[9],很好地提高了实验精度,得到与Mie 理论吻合较好的结果,并创新提出采用光纤探头结合光电倍增管与光子计数器作探测器的粒度仪,较有限环靶更好地适用于亚微米颗粒的粒度测试,并可更好和计算机接口,提高测试水平,从而大大提高了小颗粒粒度测量的分辨能力,并在此基础上探测性地研究新一代亚微米颗粒检测仪器。

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小粒子mie散射理论及应用(ⅱ)
Mie散射是一种物理过程,它指的是电磁波在固体表面上发生反射或折射时,其中调
制度可以比周围环境变化得快得多。

基本原理是,电磁波从它发出的地方穿过一个密度不
等的介质,其中有一种光集束,即反射光束,会受到介质干涉影响而出现不同的反射程度。

Mie散射受到大量的研究关注。

空中或水中的微小粒子是Mie散射理论的重要研究对象,因为这些粒子的大小介于
可见光波长和波阵列介质之间,比较适宜研究Mie散射的理论和应用。

一种常见的场景是,粒子的表面层既可以反射光线,又可以吸收光线,在它们的表面发生 Mie散射。

这种反射度取决于粒子本身的大小和特性,以及不同频率和角度内发生散射的概率。

Mie散射理论还可以用于理解空中微粒子(例如气溶胶颗粒)的外观状态。

这些空气微
粒是尺寸小到不可见的流动气体颗粒,介质受它们干扰,会对光照度和视野产生显著影响,甚至会影响拍摄物体的效果。

为了研究空中微粒的各种状态,其发出的光的散射强度,了
解其在不同波长及其他条件下的反射度,Mie散射理论有着很重要的意义。

Mie散射也可以应用于太阳能太阳能发电技术。

通过对太阳能发电时,可以采用Mie
散射研究其中的微小粒子产生的电磁场,并分析太阳发电装置捕获太阳光的效率。

除了太
阳能发电技术外,Mie散射理论还可以用于构建全天空图像和遥感图像,研究不同光谱下
的反射系数。

以上就是Mie散射理论及其应用的相关内容,Mie散射理论的应用非常广泛,可以用
于研究物理规律,也可以应用于电力和遥感技术,以及更多领域中。

此外,该理论还有助
于研究全天空反射、复杂地表反射、全球变暖和地面辐射等气候变化,同样可以用于其他
天文学研究领域,帮助人们更好地了解宇宙的未知面貌。

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