《散射概念和一般散射公式综述》2300字

散射概念和一般散射公式综述如图所示中，表示的是一个散射的三维坐标，可以看出o点表示的是一个中心点，可以称o点位散射的中心点，它可以是单个粒子的中心也可以是一个聚集的粒子中心，我们可以从YOZ的OD平面观察，成为观察面，入射光的入射轴是沿着与XY垂直的轴的方向，散射角θ是入射光的与Z轴的夹角，由于我们的观察平面在YOZ平面，所以在这个平面自然也就成了散射平面，ϕ是光束的振动平面和YOZ的夹角。经过试验可以得出散射系数β与散射粒子浓度ρ成正比β上式中，β为矢量表示的在一个单位的长度上的散射的系数ρ是单位体积中的散射粒子，σ是其中每一个粒子的散射系数叫做散射截面。图3.3散射的几何模型假设散射粒子为球形，半径为γ，截面积为πγ2e=对于大量的粒子，设ρ(γ)为直径在γβ每一个方向上的散射光的能量都会汇聚到一起，将他们全部相加就是粒子的总散射率。观测的方向输入(即在一定时间内输出的单位体积),我们可由如下公式计算得出I(,E是一个入射光线对于一个单位体积的辐照程度,θ是一个散射角。散射光强随散射角的相对变化用散射相函数来表示。散射相函数定义为在某个给定方向单位立体角中散射的能量和在所有方向上平均的单位立体角中散射能量之比。F(利用相函数的定义，散射强度可以写为：I(P=设I//≤I⊥，若I//=I散射这种现象仅只有当存在大气环境中的一些化学物质和小分子或者甚至是其他化学微粒的光线直径都远远小于或几乎等于被气体辐射的光线波长时候这是才可能会经常出现。根据一个粒子的大小尺寸及其在不同的尺度一个不同粒子之间的相互作用时间关系,散射这样一种方式一般认为可以大致地划分为:一个粒子的小直径散射方式应该是指相对于小于整个激光散射波长的整个粒子对于整个激光的大小进行尺度散射,即瑞利散射,如同一个小分子的激光散射;如果粒子的尺寸大小与小于激光散射波长的粒子尺寸大小相比较这是不能被完全忽略的。一定的时间条件下,伴随瑞利散射而连续发生的电子入侵反射式电子激光和其他分子之间的功率振动或者也就是分子转动时的功率不同等级之间的振动距离的平均值等于进行了米氏散射。在一定的散射条件下,伴随瑞利散射过程发生的分子入侵反射式电子激光与不同分子的电磁振动或者特别是分子转动时的功率不同等级之间的分子电磁场关系进行了散射能量相互交换,进而最终形成了散射波长接近位于分子入侵反射式电子激光的散射波长附近的第三种散射类型的瑞利散射-喇曼瑞利散射。通常的实际情况下,喇曼散射非常薄弱,在这里我们就不会再做详细性的介绍。1.1瑞利散射这种激光散射主要原因是由于通过照射大气环境中的一些金属原子和其他分子,例如氧和氮,二氧化碳,臭氧和富含氧气的分子。特别提的是对于一般的散射可见光,瑞利散射的微弱现象很明显,因为它们连续散射的一个重要基本特征是那就是其连续散射的时间强度和散射波长四个二次方之间强度成正正反比,也就是说,波长越久,散射就可能会越弱。例如,当各条不同方向的光线散射太阳光都逐渐变弱时,沿着原始光线方向平行传播的太阳光对其照射率也就会逐渐轻微增加,并且它们会在晴朗白天无雨多云的蓝色天空中逐渐清晰显示呈现出一片片的蓝色。这主要理由是因为蓝光本身就是具有很短的散射波长和高度低于散射率的强度,所以它们都好像是通过来自太阳光的辐射在所有的不同方向上被蓝光散射,使得整个地球天空都可以看起来基本上都好像是一片片的蓝色,并且它们通过来自太阳的光线辐射将其他任何地方的光散射释放出来的一片蓝光也因此大大降低了。与其他微波可见光散射相比,瑞利散射由于其光线波长相对较短且红外散射干扰性能较弱,因此几乎没有机会受到红外或者其他微波的辐射干扰。瑞利散射的公式非常详细。假设一个散射栗的光学折射率定义为,形状是一个球型,半径大约是r。还可以通过假设一个散射性的粒子和其他观察点之间的距离系数定义为r,入射光被激励后发生偏振,波长系数定义为,入射光的强度用下列表示公式定义为:I(θ，ϕ式中ϕ为入射光的电矢量与广场方向的夹角，即散射方位角；θ为散射角。入射光为自然光时，单个分子的散射光强表示为I(θ)=I平行于不同散射光平面的各种不同散射面的光运动强度的能量分布与相对垂直于各种不同散射光平面的各种不同散射面的光运动强度的能量分布之比可以用系列下式变换表示。II//=瑞利散射光强的角分布如图3.4入射光为自然光时，瑞利散射光强的角分布瑞利散射的相函数为F(入射光为自然光时，瑞利散射光的偏振度为P=对前向散射和后向散射，即θ=0和θ=π时，P=0，为非偏振光。对于侧向散射，即θ=π2时，散射光只有I⊥分量，1.2多次散射单次散射的研究已经能够解决很多复杂的散射情况，所以有时候单次散射是能够满足散射中的物理特点的，这时候我们就要对多重散射开始研究，假如所有的粒子的相干性都是呈现出相干的特性，则相干的两个粒子的距离就会比粒子的自身长度要大得多，这时就会引起相干散射，在散射的整个体积中，所有的粒子都能够使除自身以外的其他的粒子照射到。当其他的粒子的散射光照过来时，又通过本身的粒子的，这种叫做二次散射，如图（2），真正接收到的散射强度其实取决于粒子的散射次数，当散射光由多个粒子散射照到最后一个粒子，那么散射的强度是及其微小的。对于多次散射是一个