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為您介紹激光粒度儀用的光的本質(zhì)與米氏散射

發(fā)布日期：2022-12-12     信息來源：      瀏覽次數(shù)：466

　　光的特性
　　A）直線傳播特性——幾何光學(xué)

　　B）波動性——電磁波

　　C）粒子性——量子性

　　
 
　　激光粒度儀常用紅光：
　　氦氖激光器633nm
　　半導(dǎo)體激光638nm
　　650nm……
 
　　光的衍射現(xiàn)象
　　光在傳播過程中遇到障礙物時，會改變原來的傳播方向的現(xiàn)象。
　　根據(jù)衍射理論，電磁波在傳播過程中，只要波前因障礙物而改變，就會發(fā)生衍射現(xiàn)象。衍射光的分布與障礙物的性質(zhì)無關(guān)。
　　誤差來源：邊界條件、障礙物的光學(xué)性質(zhì)。
　　當顆粒遠大于光的波長，并且只觀察小角范圍的光場（小于5°）時，
　　衍射理論足夠準確。

　　夫朗和費衍射理論
　　對衍射現(xiàn)象，當觀察點到衍射物體的距離為有限值時，稱為“菲涅爾衍射”，當距離為無限遠時，稱為“夫朗和費（Fraunhofer）衍射”。在激光粒度儀中，探測器放置在傅里葉鏡頭的焦平面上，等效于在無限遠處觀察，故為“夫朗和費衍射”。在激光粒度儀中，采用衍射理論時，又稱采用“夫朗和費理論”。
 

　　米氏散射理論
　　根據(jù)嚴格的麥克斯韋電磁方程以及邊界條件，當一束平行光照射到均勻、各向同性的球形顆粒上時，遠離顆粒的散射光的強度為

 
　　所以米氏理論的數(shù)值計算過程非常復(fù)雜，且計算量巨大。
　　米氏理論是上世紀初提出來，激光粒度儀則最早在上世紀70年代才出現(xiàn)，但是由于當時的個人計算機性能有限，難以完成Mie理論的實用性運算。直到新舊世紀之交，個人計算機得到飛速的發(fā)展，并且米氏理論的數(shù)值算法也得到很好的優(yōu)化，米氏理論才逐步被應(yīng)用到激光粒度儀中。