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為您介紹激光粒度儀用的光的本質與米氏散射
  • 發布日期:2022-12-12     信息來源:      瀏覽次數:212
    •   光的特性
        A)直線傳播特性——幾何光學
        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
        半導體激光638nm
        650nm……
       
        光的衍射現象
        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象。
        根據衍射理論,電磁波在傳播過程中,只要波前因障礙物而改變,就會發生衍射現象。衍射光的分布與障礙物的性質無關。
        誤差來源:邊界條件、障礙物的光學性質。
        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
       
        所以米氏理論的數值計算過程非常復雜,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,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展,并且米氏理論的數值算法也得到很好的優化,米氏理論才逐步被應用到激光粒度儀中。

       

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