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  • 什么是米氏散射?

    作者:佚名 来源:光行天下整理 时间:2020-07-21 21:50 阅读:656 [投稿]
    米氏散射,当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。米氏散射的散射强度与频率的二次方成正比,并且散射在光线向前方向比向后方向更强,方向性比较明显。

    米氏散射(Mie scattering),当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。这种散射主要由大气中的微粒,如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。散射光强几乎与频率无关,如观察白云对阳光的散射,各频率的光都大致均等地被散射,所以晴空的云是白色的。浪花呈白色也是同样的道理。米氏不同于瑞利散射呈对称状分布,而是散射在光线向前的方向比向后的方向更强,方向性比较明显。当颗粒直径较大时,米氏散射可近似为夫琅禾费衍射。

    当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射称为米氏散射,如云雾的粒子大小与红光(393.96THz,0.7615um)的波长接近,所以云雾对红光的辐射主要是米氏散射。是故,多云潮湿的天气对米氏散射的影响较大。

    Mie提出的米氏散射理论是对于处于均匀介质的各向同性的单个介质球在单色平行光照射下,基于麦克斯韦方程边界条件下的严格数学解。100多年来,米氏散射理论得到了很大发展,适用范围逐渐推广。如颗粒形状推广到多层的各项同性介质球和折射率渐变的各向同性介质球;无限长圆柱形颗粒(折射率按柱面分布)。入射光束从很宽的平行光束推广到高斯光束和其他有形光束(shaped beam),称为广义米氏理论(GLMT)。广义米氏理论还可推广到椭球散射体。

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