网站首页  ◇  新闻资讯  ◇  为您介绍激光粒度仪用的光的本质与米氏散射
为您介绍激光粒度仪用的光的本质与米氏散射
  • 发布日期:2022-12-12     信息来源:      浏览次数:344
    •   光的特性
        A)直线传播特性——几何光学
        B)波动性——电磁波
        C)粒子性——量子性
        
       
        激光粒度仪常用红光:
        氦氖激光器633nm
        半导体激光638nm
        650nm……
       
        光的衍射现象
        光在传播过程中遇到障碍物时,会改变原来的传播方向的现象。
        根据衍射理论,电磁波在传播过程中,只要波前因障碍物而改变,就会发生衍射现象。衍射光的分布与障碍物的性质无关。
        误差来源:边界条件、障碍物的光学性质。
        当颗粒远大于光的波长,并且只观察小角范围的光场(小于5°)时,
        衍射理论足够准确。
        夫朗和费衍射理论
        对衍射现象,当观察点到衍射物体的距离为有限值时,称为“菲涅尔衍射”,当距离为无限远时,称为“夫朗和费(Fraunhofer)衍射”。在激光粒度仪中,探测器放置在傅里叶镜头的焦平面上,等效于在无限远处观察,故为“夫朗和费衍射”。在激光粒度仪中,采用衍射理论时,又称采用“夫朗和费理论”。
       
        米氏散射理论
        根据严格的麦克斯韦电磁方程以及边界条件,当一束平行光照射到均匀、各向同性的球形颗粒上时,远离颗粒的散射光的强度为
       
        所以米氏理论的数值计算过程非常复杂,且计算量巨大。
        米氏理论是上世纪初提出来,激光粒度仪则最早在上世纪70年代才出现,但是由于当时的个人计算机性能有限,难以完成Mie理论的实用性运算。直到新旧世纪之交,个人计算机得到飞速的发展,并且米氏理论的数值算法也得到很好的优化,米氏理论才逐步被应用到激光粒度仪中。