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          米氏MIE散射原理是什么?

          2022年04月24日 16:23:05人氣:1152來(lái)源:廣州勒夫邁智能科技有限公司

            米氏MIE散射是指“米散射(Mie scattering)”;又稱“粗粒散射”。粒子尺度接近或大于入射光波長(zhǎng)的粒子散射現(xiàn)象。德國(guó)物理學(xué)家米(Gustav Mie,1868—1957)指出, 其散射光強(qiáng)在各方向是不對(duì)稱的,順入射方向上的前向散射。粒子愈大, 前向散射愈強(qiáng)。
           
            米氏MIE散射的由來(lái)是在1908年的時(shí)候首先由德國(guó)科學(xué)家G.米得出,Gustav Mie通過(guò)求解麥克斯韋方程組,得到了均勻介質(zhì)球?qū)椥陨⑸涞膰?yán)格解,可以計(jì)算任意大小,任意材料的球形顆粒的散射,故稱這類散射為MIE(米氏)散射。
           
            當(dāng)球形粒子的尺度與波長(zhǎng)可比擬時(shí),必須考慮散射粒子體內(nèi)電荷的三維分布。此散射情況下,散射粒子應(yīng)考慮為由許多聚集在一起的復(fù)雜分子構(gòu)成,它們?cè)谌肷潆姶艌?chǎng)的作用下,形成振蕩的多極子,多極子輻射的電磁波相疊加,就構(gòu)成散射波。又因?yàn)榱W映叨瓤膳c波長(zhǎng)相比擬,所以入射波的相位在粒子上是不均勻的,造成了各子波在空間和時(shí)間上的相位差。在子波組合產(chǎn)生散射波的地方,將出現(xiàn)相位差造成的干涉。這些干涉取決于入射光的波長(zhǎng)、粒子的大小、折射率及散射角。當(dāng)粒子增大時(shí),造成散射強(qiáng)度變化的干涉也增大。因此,散射光強(qiáng)與這些參數(shù)的關(guān)系,不象瑞利散射那樣簡(jiǎn)單,而用復(fù)雜的級(jí)數(shù)表達(dá),該級(jí)數(shù)的收斂相當(dāng)緩慢。
           
            它具有如下特點(diǎn):
           
            (1)散射強(qiáng)度比瑞利散射大得多,散射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的變化不如瑞利散射那樣劇烈。隨著尺度參數(shù)增大,散射的總能量很快增加,并最后以振動(dòng)的形式趨于一定值。
           
            (2)散射光強(qiáng)隨角度變化出現(xiàn)許多極大值和極小值,當(dāng)尺度參數(shù)增大時(shí),極值的個(gè)數(shù)也增加。
           
            (3)當(dāng)尺度參數(shù)增大時(shí),前向散射與后向散射之比增大,使粒子前半球散射增大。當(dāng)尺度參數(shù)很小時(shí),米散射結(jié)果可以簡(jiǎn)化為瑞利散射;當(dāng)尺度參數(shù)很大時(shí),它的結(jié)果又與幾何光學(xué)結(jié)果一致;而在尺度參數(shù)比較適中的范圍內(nèi),只有用米散射才能得到***正確的結(jié)果。所以米散射計(jì)算模式能廣泛地描述任何尺度參數(shù)均勻球狀粒子的散射特點(diǎn)。
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