基于Mie散射理論測量微小球粒粒徑的數值模擬及實驗研究.pdf

1、微小顆粒的尺寸測量有理論和實踐意義。利用光散射技術測量粒徑分布，以其眾多優(yōu)點在小顆粒測量領域得到廣泛重視，是最先進的、最具廣泛發(fā)展前景的測量方法。事實上，現有的幾十種粒度儀都是如此。 1908年，德國科學家GustavMie(米氏)用經典波動光學理論的麥克斯韋方程組，加上適當的邊界條件，解出了任意直徑，任意成分的均勻球型粒子的散射光強角分布的嚴格數學解。目前各種光散射測粒技術的基本原理主要就是基于Mie散射理論及其近似結論。

2、 我們在基于Mie氏理論的光散射粒徑測量方面做了理論、數值計算和實驗研究，具體內容如下： ●充分調研并掌握了目前國內外激光粒度儀的測量原理、發(fā)展現狀和相關產品信息。 ●學習了Mie氏散射理論，詳細推導了Mie氏理論的數值計算方法。對單分散體系和RR分布下的多分散體系的散射光強角分布曲線等作了大量計算機模擬計算。 ●對任意多分散體系，我們用獨立算法——單純形調優(yōu)法——進行編程計算，分析了該算法的各種參數對計算結

3、果的影響。結果發(fā)現，這種方法耗時多且準確性差，并不是一個好方法。 ●受參數算法Phillips-Twomey法的啟發(fā)，我們采用矩陣變換技巧，對RR分布，成功模擬了由散射光強角分布反求散射微粒粒徑分布。該方法可以推廣到任意雙參數分布計算。 ●在實驗方面，與前人工作不同，我們使用一維CCD探測器和一個便攜式532nm固態(tài)激光器替代傳統(tǒng)的半環(huán)型半導體光電探測器和較大尺寸的He-Ne激光器，使得整個結構變得緊湊。 ●利用