mie 散射理论 转载
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发布时间：2024-10-24 04:59
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时间：2024-10-31 01:32
在基本物理原理中，我们了解到光与物质的互动会产生吸收、色散和散射效应。当光线穿越包含不均匀微粒的透明或半透明介质，如硅胶中悬浮的荧光粉，光束会向各个方向扩散，这是散射现象。1908年，G.Mie通过对悬浮球形粒子的平面光波麦克斯韦方程组的精确求解，创立了Mie散射理论的核心内容。
Mie散射理论揭示了两种情况：当散射粒子直径远小于入射光的波长，遵循瑞利散射定律，散射光强度与波长的四次方成反比。这就解释了为什么天空呈现蓝色，因为蓝紫光波长较短，散射强度较大，晴朗天空中的光线主要是散射光。另一方面，当粒子直径大于光波长，比如云雾中水滴，散射强度与波长无关，所以云雾呈现白色，因为所有可见光波长的散射强度相近。
这种散射行为的变化，可以用衍射原理来理解。当粒子尺寸接近光波长时，衍射效应显著，散射光强度大。反之，当粒子较大时，折射和反射等几何光学效应占据主导，光线在粒子附近被聚焦，散射减小。这就是为何随着粒子半径增大，散射性质会有明显差异的根本原因。
