光散射基本原理-资料

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动态光散射技术在物理学研究中的应用

动态光散射技术在物理学研究中的应用动态光散射技术是一种基于光学的测量方法，可以用于许多物理学领域的研究，例如液体和固体的相变行为，胶体和生物体系的动态行为等。

本文将介绍动态光散射技术的基本原理，以及它在相关领域的应用。

动态光散射技术的基本原理动态光散射技术是一种基于激光或白光照射样品，测量散射光强度和时间间隔的技术。

当光线照射在样品表面，会被样品的微小颗粒或分子所散射，形成一个散射光强度分布图案。

散射光的特性可以从散射强度分布图案中被测量出来，例如粒径的大小，相对散射强度，和时间间隔等。

动态光散射技术可分为两类：单点探测和多点探测。

单点探测是通过一次散射的光线来测量粒子的运动速度和动态行为。

多点探测可以通过两个或多个探测器来获得更详细的散射光分布，如几何构型和细节形状。

动态光散射技术在生物体系研究中的应用动态光散射技术在生物体系研究中有广泛的应用，可以用于分析稀溶液中的生物大分子的动态行为，例如蛋白质的折叠和解离过程，聚合物的聚合过程等。

此外，动态光散射技术也可以帮助研究生物体系中的药物递送系统，例如纳米颗粒基的药物递送系统。

动态光散射技术可以使用不同的激光或白光源，例如激光光源、LED 光源或钨灯光源等。

这些不同的光源可以提供不同颜色的光。

对于生物体系研究，通常使用长波长的光源，因为生物分子和细胞通常在这种光下具有较高的透明度，从而可以更好地测量样品中大分子的散射强度。

动态光散射技术在物理学领域中的应用动态光散射技术在物理学领域中也有广泛的应用，例如研究相变行为、玻璃态转变等。

通过动态光散射技术，可以测量物质中小分子的相对运动速度，从而研究物质的动态行为。

此外，动态光散射技术还可以应用于流变学的研究，例如测量流体的黏度和颗粒的分散状态等。

动态光散射技术可以与其他测量技术结合起来使用，例如傅里叶转换红外光谱、核磁共振等，以提高对样品中组分的识别能力。

结论动态光散射技术是物理学研究中的一种重要测量方法，可以应用于不同领域的研究。

动态光散射原理

动态光散射原理
动态光散射是一种用于研究物质内部结构和特性的非常有效的光学技术。

它利用光在物质中的散射现象，通过观察被散射光的强度、方向和频谱等变化来推断物质的微观结构和宏观特性。

动态光散射的原理可以简单地描述为：当一个平面波光束照射到物质中时，光与介质中的粒子发生相互作用。

这种相互作用导致光的方向和频率的变化，从而被称为光的散射。

散射光的强度和方向分布可以通过散射光的角度分布函数来描述。

这个函数可以通过光束的传播路径、散射力学和散射粒子的数密度等因素来计算。

动态光散射常用于研究胶体、液体和固体材料中的微观结构。

通过测量散射光的强度和方向分布，可以获得这些材料中的粒子大小、分布和形状等信息，从而了解材料的物理性质和相互作用机制。

例如，在胶体领域，动态光散射可以用于研究胶体颗粒的聚集行为和胶体溶液中的相转变现象；在生物医学领域，它可以用于研究生物分子的自组装和细胞的组织结构等。

总之，动态光散射是一种重要的光学技术，通过分析光与物质相互作用所导致的散射现象，可以揭示物质的微观结构和宏观特性。

该技术在材料科学、生物医学和环境科学等领域具有广泛的应用前景。

光散射_精品文档

光散射技术发展趋势与挑战
新型光散射技术不断涌现
表面增强拉曼散射（SERS）
01
通过纳米结构增强拉曼散射信号，提高检测灵敏度。
相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）
02 利用两束激光的相干作用，实现高灵敏度和高分辨率
的光谱分析。
光子晶体光纤光散射
03
利用光子晶体光纤的特殊结构，实现光散射信号的增
强和调控。
水体污染程度评估
光散射原理
水体中的污染物（如悬浮物、有机物、重金属等）会对入射光产生散射作用，散射光的特性与污染物的种类和浓度有关。
评估方法
应用领域
水体污染程度评估在水质监测、水环境保护、水资源管理等领域具有重要意义。
通过分析水体散射光的强度、偏振状态等光学特性，可以判断水体的污染程度和污染物的类型。
其他因素
除了波长和粒子尺寸外，介质的折射率、密度以及温度等因素也会影响散射光强度。
02
瑞利散射与米氏散射
瑞利散射理论及应用
瑞利散射理论
瑞利散射是指光波长远大于散射粒子尺寸时发生的散射现象。此时，散射强度与波长的四次方成反比，因此蓝光比红光更易散射。
大气中的瑞利散射
天空呈现蓝色即是大气中瑞利散射的结果。阳光中的短波（蓝光）被大气中的气体分子强烈散射，而长波（红光）则较少散射，使得天空呈现蓝色。
瑞利散射在生物学中的应用
瑞利散射可用于生物组织的光学性质研究，如细胞成像和荧光显微镜中的光散射分析。
米氏散射理论及应用
米氏散射理论
米氏散射是指光波长与散射粒子尺寸相当时发生的散射现象。此时，散射强度与波长、粒子尺寸和折射率有关。
大气中的米氏散射
云层的光学性质主要由米氏散射决定。水滴和冰晶等较大粒子对阳光的散射遵循米氏散射理论，使得云层呈现白色或灰色。

光的散射原理应用

光的散射原理应用1. 引言光的散射是光线在经过介质时发生方向改变的现象。

在光的散射中，光线与介质中的微小颗粒相互作用，导致光线的传播方向发生改变。

光的散射原理被广泛应用于各个领域，包括大气科学、生物医学、材料科学等。

本文将介绍光的散射原理的应用。

2. 大气散射与气象预测大气中的颗粒物，如尘埃、烟雾等微小颗粒，会导致光的散射。

通过观察光的散射现象，可以获取大气中的颗粒物浓度信息，从而预测气象情况。

例如，通过测量大气中红外光的强度，可以得出大气中颗粒物的浓度，从而判断是否会出现雾霾等天气现象。

3. 光散射在生物医学中的应用3.1 光散射成像光的散射原理被广泛应用于生物医学成像领域。

通过测量光在组织中的散射特性，可以获得组织的结构和光学性质信息。

光散射成像技术可以用于检测和诊断疾病，如癌症、皮肤病变等。

同时，它还可以用于研究组织的光学性质和组织成像。

3.2 血液中的光散射血液中的红细胞对光有很强的散射作用。

通过测量光的散射特性，可以获取血液中红细胞的数量和质量信息。

这种技术被广泛应用于血液分析和疾病诊断领域。

4. 光散射在材料科学中的应用4.1 光散射光谱分析光的散射原理可以用于材料的表征和分析。

通过测量材料中的散射光谱，可以获取材料的结构和性质信息。

这种技术被广泛应用于纳米材料、聚合物、液晶等领域。

4.2 光散射测量材料粒子尺寸光的散射原理可以用于测量材料中颗粒的尺寸。

通过测量散射光的强度和角度，可以计算出颗粒的大小。

这种技术被广泛应用于颗粒物的大小分析和控制。

5. 结论光的散射原理由于其广泛的应用领域和准确的测量能力，在大气科学、生物医学和材料科学中得到了广泛的应用。

光的散射原理的应用不仅可以提供丰富的物理信息，而且对于研究和应用领域都具有重要意义。

未来随着技术的不断发展，光的散射原理的应用将会进一步拓展，为各个领域的研究和应用提供更多的帮助。

光散射原理

參考文獻 1.An Introduction to Dynamic light Scattering by Macromolecules Kenneth S.Schmitz 2.結晶專刊化工第46卷第2期(1999) 陳永信 3.中央大學懸浮粒子的光散射實驗(1988) 于仲傑 4. X光繞射原理與材料結構分析許樹恩吳泰伯
2 1
c (q) ( Dq )

根據Einstein-Stokes定律
K bT D 6a

其中D 是顆粒的擴散係數 kb是波茲曼常數 T 是絕對溫度 η 是容液的黏滯系數 a 是待測物的顆粒半徑
未來研究方向與業界儀器比較

High flexibility

可改用步進馬達，增加角度量測精確度 Correlator可選用Photon mode或time mode，提高動態量測的準確度可進一步設計為小角度光散射(LALS) 可變更偵檢器設計在平面上移動，檢測薄膜材料 In-situ study in the presence of a shear field
2
K
4 2 n 2 (dn
4 N A
)2 dc
KC 1 R M

考慮非理想氣體分子間的交互作用 (Using the second virial coefficent A2)
KC 1 2 A2C R M

假設粒子為圓球狀 KC 1 16 2 2 2 (1 S sin ) 2 R M 3 2
實驗儀器
HE-NE LASER
Static Light Scattering

根據Rayliegh 理論
I I0 4 2 n 2 (dn ) 2 MC dc N A 4 r 2

光的散射和吸收的物理机制

光的散射和吸收的物理机制光的散射和吸收是物理学中非常基础的概念，涉及到光的传播和反射的过程。

在很多实际应用中，这些物理机制都起到了非常关键的作用。

本文将详细介绍光的散射和吸收的物理机制，并根据实际应用，阐述这些机制的具体运用。

一、光的散射光的散射是指光线在穿过介质时，遇到物体，产生改变方向的现象。

这个过程可以由物理学中的斯涅尔定律来解释。

斯涅尔定律是指，当光线从一个介质到另一个不同密度的介质时，由于两介质密度的不同，光线的传播速度也会发生改变，因此光线的入射角度与折射角度之间存在一个特定的关系。

但是，在实际应用中，光的散射往往并不是单纯由斯涅尔定律所决定的。

例如，大气中的散射就是一个复杂的过程，它涉及到气溶胶、云雾、水汽等因素。

气溶胶是指大小在几微米到数百微米之间的悬浮在大气中的小固体或液体颗粒。

这些颗粒在光线通过时，会发生散射作用，散射的强度和颗粒的大小、密度、形状有关。

当光线通过有大量气溶胶的灰霾环境时，就会呈现出黄昏时的红色。

这是因为红色光的波长比蓝色光的更长，能够穿透更多的气溶胶，因此其散射比蓝色光更少。

二、光的吸收光的吸收是指介质吸收光线的能量而发生的现象。

当光线通过浓度较高的介质时，由于介质分子之间的相互作用，光线的能量将被部分或全部地吸收。

在实际应用中，光的吸收被广泛应用于物质检测、空气污染控制和医学成像等领域。

例如，在医学成像中，X射线的吸收被用于检测骨骼和其他密集组织。

在空气污染控制中，太阳能光谱分析法利用吸收光谱来检测大气中的污染物。

值得注意的是，光的吸收也与物质的颜色有关。

根据物理学原理，一个物体的颜色是由它吸收和反射的光线的颜色所决定的。

例如，当我们看到一件红色的物品时，我们能够感知到的是物体吸收了所有波长中的绿色和蓝色光，而反射了红色光。

三、光的散射和吸收在实际应用中的运用在现实世界中，光的散射和吸收被广泛应用于许多不同领域，例如材料科学、生物医学和环境科学等。

以下是对其中一些领域的简要介绍。

光散射现象原理及应用举例

⒉光在物质中传播的速度将小于真空中的速度且随频率而变化——光的色散。
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6.1 电偶极辐射对反射、折射现象的解释
1、电偶极子模型（理想模型）
用一组简谐振子来代替实际物质的分子，每一振子可认为是一个电偶极子，由两个电量相等，符号相反的带电粒子组成，电偶极子之间有准弹性力作用，能作简谐振动。两种振子：电子振子：核假定不参加运动，准弹力的中心。分子振子：质量较大的一个粒子可认为不参加运动
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在吸收带内因光极弱，很难推测到折射率的数据。过了吸收带，色散曲线（ST段）又恢复正常的形式，并满足科希公式。
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光的散射可分为两大类：
散射光的波长不变散射光的波长改变
瑞利散射米氏散射
拉曼散射（Raman1928）布里渊散射Brillouin1921
瑞利散射：散射粒子的线度小于光的波长的十分之一，则称为～。
米氏散射：散射粒子的线度与光波长同量级或大于光波波长的散射，称为～。
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三. 散射光强的角分布和偏振态
实验表明，散射光的强度随光的方向而变化，自然光入射时，散射光强满足下式：
I I0 (1 cos2 )
是散射光方向与入射光方向之间的夹角。
可见，散射光强的分布是对于光的传播方向及垂直于光的传播方向是对称的。
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也平行于X轴。由此产生的
次波为球面波。光波又是横
波，振动方向与传播方向垂
直。在各个方向的振幅应等 y
于最大振幅在相应方向的投影。
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90°散射光原理

90°散射光原理首先，我们需要了解散射。

散射是指入射光在物体表面发生偏离和弥散的现象。

当入射光遇到颗粒物时，会产生散射现象。

散射光的强度与颗粒物的浓度、粒径和颗粒的光学性质等因素有关。

在90°散射光原理中，光源发射的光束以垂直于样本方向入射到样本中。

这样的入射角度有助于最大化颗粒物与光束的相互作用。

入射到样本中的光束会与颗粒物相互作用并发生散射。

通过在垂直于入射方向的角度上测量散射光的强度，可以了解颗粒物的浓度和粒径等信息。

具体来说，测量装置通常包含光源、样本室、探测器和数据处理单元。

光源发射一束光线，经过样本室，然后进入探测器。

探测器测量在垂直于入射方向的角度上的散射光的强度。

通过分析散射光的强度，可以计算出颗粒物的浓度和粒径分布。

在进行90°散射光测量时，还需要考虑颗粒物的光学性质。

不同的颗粒物对光的散射特性有所不同。

一般来说，大颗粒物散射光的强度更大，而小颗粒物散射光的强度较小。

同时，颗粒物的光学性质还会影响散射光的强度。

例如，质量较大的金属颗粒比质量较小的有机颗粒散射的光强更大。

90°散射光原理在颗粒物测量中具有广泛的应用。

一方面，它可用于大气颗粒物的监测。

大气中的颗粒物对空气质量和健康有重要影响。

通过90°散射光原理，可以对大气中的颗粒物进行实时监测，以便及时采取措施改善空气质量。

另一方面，90°散射光原理也可应用于化工领域中颗粒物的测量。

在化工过程中，颗粒物的浓度和粒径分布对产品质量和生产效率有关键影响。

通过使用90°散射光装置，可以实时监测化工流程中的颗粒物浓度和粒径分布，从而实现更精确的控制和优化。

总结起来，90°散射光原理是一种常用的颗粒物测量技术。

它基于入射光与颗粒物发生散射的原理，通过测量散射光的强度来获取颗粒物的浓度和粒径分布等信息。

90°散射光原理在环境监测和化工领域中有着广泛的应用，对改善环境质量和提高生产效率具有重要意义。

光的散射与反射规律

光的散射与反射规律光是让我们能够看到世界的一种形式，而光线在与物体相互作用时，会产生散射与反射现象。

在日常生活中，我们经常能够观察到一些有趣的光线现象，比如彩虹、阳光透过玻璃的折射等。

那么，光的散射与反射规律是怎样的呢？首先，我们来了解一下什么是光的散射。

当光线穿过空气、水、玻璃等透明介质时，光线会与物体的微小颗粒发生碰撞，并改变传播方向，这个过程就是光的散射。

光的散射是一种能量的传播，使得光线可以在不同的方向上被观察到。

然而，光线在不同介质中的散射规律却并不相同。

当光线在气体中传播时，光的散射主要取决于气体分子的大小和浓度。

较小的分子会更容易发生散射，如气体中的粉尘、水蒸气等，这也是我们能够看到夜空中星星发出微弱光芒的原因。

而在液体和固体中，光的散射主要由杂质和表面粗糙度决定。

杂质会打断光线的传播，使得光线呈现出不均匀的散射，这也是为什么悬浮在水中的微小颗粒会散射出迷人的光芒。

另外，表面的粗糙度对光的散射也起到重要的作用，粗糙的表面会使光线在不同方向上进行反射、折射和散射，这就是为什么一个粗糙的物体会显得暗淡或者毛茸茸的原因。

接下来，我们来讨论一下光的反射规律。

光的反射是指光线遇到平滑表面时，按照特定规律反弹回来的现象。

光的反射规律可以通过斯涅尔定律来描述。

斯涅尔定律指出，入射角和反射角的正弦比等于两个介质的折射率的比值。

当光线从一个介质射向另一个介质时，入射角和反射角的大小取决于两个介质的折射率。

折射率越大，光线从垂直入射方向的偏离角度越小。

这就是为什么光线从空气中射向水中时，会被折射使得看起来物体位置发生了变化。

此外，光的反射还有一个有趣的现象，即全反射。

当光线从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时，当入射角超过一个特定的临界角时，光线将完全被反射回原来的介质中，不会发生透射现象。

这就是为什么我们能够看到水中倒影的原因，也是光纤传输中光保持在光纤内部的原理。

通过光的散射与反射规律，我们可以更好地理解和解释许多日常生活中的光线现象。

动态光散射技术原理

动态光散射技术原理动态光散射技术是一种利用光的散射现象来研究物质性质的方法。

它通过观察光在物质中的散射行为来获取关于物质的结构和性质信息。

该技术在生物医学、材料科学和环境监测等领域具有广泛的应用。

动态光散射技术的原理主要基于光的散射现象和散射光的相关性。

当光通过物质时，会与物质中的微观粒子相互作用，产生散射现象。

这些微观粒子可以是分散在液体或固体中的颗粒，也可以是生物体内的细胞等。

散射光的强度和方向分布与物质的结构、粒径和浓度等相关。

在动态光散射实验中，一束单色光通过样品后，散射光被收集并经过光电探测器转化为电信号。

通过对散射光的强度和时间变化进行分析，可以获得物质的结构和动力学信息。

动态光散射技术的关键参数是散射光的相关性函数。

相关性函数描述了散射光强度的时间变化规律。

通过对相关性函数的分析，可以获得物质的粒径分布、扩散系数和聚集态等信息。

在实际应用中，动态光散射技术可以用于测量物质的分子量、聚集态和稳定性等。

例如，在生物医学领域，可以利用动态光散射技术研究蛋白质的聚集态和稳定性，以评估药物的有效性和安全性。

在材料科学领域，动态光散射技术可以用于研究纳米颗粒的大小分布和聚集行为，以控制材料的物理性质和性能。

在环境监测领域，动态光散射技术可以用于检测和监测水体和大气中的悬浮颗粒浓度和粒径分布，以评估环境污染程度。

动态光散射技术的优点是非侵入性、快速、无需样品处理等。

它不需要破坏样品，可以在实时和非破坏性的条件下获取物质的信息。

同时，动态光散射技术具有高灵敏度和高分辨率，可以检测到微小的结构变化和粒径分布差异。

然而，动态光散射技术也存在一些限制。

例如，样品的浓度范围和粒径范围有一定的限制。

在浓度过高或粒径过大的情况下，散射光的强度会过强，影响测量结果的准确性。

此外，动态光散射技术对样品的透明度和光学性质也有一定的要求。

动态光散射技术是一种重要的物质研究方法，具有广泛的应用前景。

通过观察光在物质中的散射行为，可以获取物质的结构和性质信息，为生物医学、材料科学和环境监测等领域的研究提供了重要的手段。

光散射法检测原理

光散射法检测原理
光散射法是一种非常常见的粒子检测方法，它是通过光线与被检测粒子发生散射反射来实现的。

在光散射法中，被检测的样品或溶液被置于一个光路径上，这个光路径中有一个光源和一个检测器，光源发出的光线通过经过样品或溶液时，被其中的粒子散射，散射的光线被检测器检测到，检测器会把这些信号转化为电信号，通过数据分析，计算出散射的强度，从而确定样品或溶液中的粒子数量、大小、形态等信息。

在光散射法中，散射的强度主要由两种散射贡献组成：洛伦兹散射和米氏散射。

洛伦兹散射是由于粒子在光线作用下发生对称性的改变而引起的，米氏散射则是由于粒子在光线作用下发生大小或折射率的改变而引起的。

如果被检测粒子是大分子或聚集体，洛伦兹散射将是主要的散射贡献；如果被检测粒子是小颗粒或分子，米氏散射将是主要的散射贡献。

光散射法的应用非常广泛，包括化学、材料、生物等领域。

在生物领域，光散射法被广泛应用于细胞计数、蛋白质分子量测定、方向界面活性剂测定等领域。

激光光散射法的原理及其在超细粉体粒度测试中的应用

激光光散射法的原理及其在超细粉体粒度测试中的应用激光光散射法的原理及其在超细粉体粒度测试中的应用一、激光光散射法的原理激光光散射法是一种用于粒径分析的精密仪器。

它利用激光穿过粒子云，根据散射角度和散射强度的变化，可以准确地测量粒子的粒径分布。

激光光散射法基于Mie理论，通过对入射激光光束与粒子相互作用的研究，可以得出粒子的大小、形状和折射率等信息。

在激光光散射法中，激光被聚焦到粒子云中，与粒子发生相互作用后，根据弥散光、散射光等信息，可以推断出粒子的大小和分布。

通过精密的光学和电子设备，可以对散射光进行精确地测量和分析，从而得出粒径分布的精确数据。

二、激光光散射法在超细粉体粒度测试中的应用在超细粉体粒度测试中，激光光散射法具有明显的优势。

超细粉体的粒径通常很小，传统的测试方法难以满足精度要求。

而激光光散射法可以有效地测量微小尺寸的粒子，具有很高的精度和可靠性。

超细粉体常常具有较大的比表面积和特殊的形状，传统方法可能无法准确地描述其粒度特征。

而激光光散射法可以综合考虑粒子的大小、形状和折射率等因素，给出更全面的粒度分布数据，从而为材料的研究和应用提供更丰富的信息。

激光光散射法还可以进行快速、连续的测试，适用于大批量样品的处理。

通过自动化的数据采集和处理，可以大大提高测试效率和准确性，满足实际应用的需要。

三、个人观点和理解作为一种先进的粒径分析技术，激光光散射法在超细粉体领域具有广阔的应用前景。

随着材料科学和工程技术的不断发展，对粒径特征的精确描述和控制已成为重要研究方向。

激光光散射法的原理和技术优势，使其能够满足不同材料的测试需求，为超细粉体的特性研究和应用提供重要支持。

总结回顾：激光光散射法作为一种粒径分析技术，具有精度高、数据全面、测试快速的特点，在超细粉体粒度测试中具有重要的应用价值。

通过对原理和应用案例的深入理解，我们可以更清晰地认识激光光散射法在超细粉体领域的重要作用，为材料的研究和开发提供有力支持。

动态光散射

动态光散射基本原理及其在纳米科技中的应用——粒径测量动态光散射DynamiC Light SCattering （DLS）,也称光子相关光谱Photon Correlation Spectroscopy （PCS），准弹性光散射quasi-elastic SCattering测量光强的波动随时间的变化。

DLS 技术测量粒子粒径，具有准确、快速、可重复性好等优点，已经成为纳米科技中比较常规的一种表征方法。

随着仪器的更新和数据处理技术的发展，现在的动态光散射仪器不仅具备测量粒径的功能，还具有测量Zeta 电位、大分子的分子量等的能力。

（一）动态光散射的基本原理1. 粒子的布朗运动Brownian motion 导致光强的波动微小粒子悬浮在液体中会无规则地运动布朗运动的速度依赖于粒子的大小和媒体粘度，粒子越小，媒体粘度越小，布朗运动越快。

2. 光信号与粒径的关系光通过胶体时，粒子会将光散射，在一定角度下可以检测到光信号，所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果，具有统计意义（见附件一）。

瞬间光强不是固定值，在某一平均值下波动，但波动振幅与粒子粒径有关（见附件二）。

某一时间的光强与另一时间的光强相比，在极短时间内，可以认识是相同的，我们可以认为相关度为1,在稍长时间后，光强相似度下降，时间无穷长时，光强完全与之前的不同，认为相关度为0（此原理见附件三）。

根据光学理论可得出光强相关议程（见附件四）。

之前提到，正在做布朗运动的粒子速度，与粒径（粒子大小）相关（Stokes - Einstein 方程）。

大颗粒运动缓慢，小粒子运动快速。

如果测量大颗粒，那么由于它们运动缓慢，散射光斑的强度也将缓慢波动。

类似地，如果测量小粒子，那么由于它们运动快速，散射光斑的密度也将快速波动。

附件五显示了大颗粒和小粒子的相关关系函数。

可以看到，相关关系函数衰减的速度与粒径相关，小粒子的衰减速度大大快于大颗粒的。

最后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布（见附件六）。

光的散射原理和光的色散

光的散射原理和光的色散
光的散射原理：
1. 光的散射是指光线在穿过介质时，由于介质中分子、原子、粒子等微观结构的存在，使其方向发生改变，产生散射现象。

2. 这些微观结构会改变光线的传播速度和方向，使其不再沿着原来的路径直线传播，而是向各个方向散射。

3. 光线散射的强度与光线的入射角度、波长、介质的折射率、颗粒的大小和形状等因素密切相关。

4. 由于光的波长较小，相对于颗粒大小也非常小，因此光的散射现象可以用光的干涉和衍射现象来解释。

光的色散：
1. 光的色散是指光线在穿过不同介质时，由于介质的折射率不同，导致光的波长发生改变，产生不同颜色的分散现象。

2. 光的色散现象可以用光的波长和介质的折射率之间的关系来解释。

3. 当光线从一种介质进入另一种介质时，其速度和波长都会发生改变。

如果两种介质的折射率不同，那么光线的波长也会发生改变，使其波长较长的部分被折射角度较小的介质所吸收，波长较短的部分则被折射角度较大的介质所吸收。

4. 因此，在白光通过三棱镜时，由于不同波长的光线被折射角度不同，因此可以得到一条光谱，即一连串从红色到紫色的色带。

这表明在空气和水之间发生了光线的色散现象。

光散射法

应用
其特点为：携带方便、测量快速准确、检测灵敏度高、性能稳定、可预置K值，直接显示质量浓度等，适用于劳动卫生呼吸性粉尘、总粉尘浓度的测定；工矿企业生产现场粉尘浓度连续监测；公共场所可吸入颗粒物（PM10）以及环境监测部门大气飘尘的快速测定等方面。
准
GB-T -2016粒度分布激光衍射法符合卫生部标准《公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）测定方法——光散射法》（99年唯一通过标委会审定）符合劳动行业标准《空气中粉尘浓度的光散射测定法》LD98-1996；符合铁路行业标准《铁路作业现场粉尘测定相对质量浓度与质量浓度转换方法》TB/T2323-92。
谢谢观看
原理
给暗室里的浮游粉尘照射光时，在粉尘物理性质一定的条件下，粉尘的散射光强度正比于粉尘的质量浓度。将散射光强度转换成脉冲计数即可测出粉尘的相对质量浓度，通过预置 K值，便可直接显示粉尘质量浓度mg/m³。
结构
粉尘在风扇的吸引下进入吸引口，经迷宫式切割器除去粗大粒子，遮掉外部光线，进入检测器暗室。暗室内的平行光与受光部的视野成直角交叉构成灵敏区（斜线部分），粉尘通过灵敏区时，其 90º方向散射光透过狭缝射进光电倍增管转换成光电流，经光电流积分电路转换成与散射光成正比的单位时间内的脉冲数。因此记录单位时间内的脉冲数便可求出粉尘的相对质量浓度。
光散射法在可吸入颗粒物浓度快速检测领域得到广泛的应用。卫生部WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）测定法-光散射法》标准、劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准
英文解析
Method of determination of inhalable particulate matter (PM10) in air of public place. Light scattering method

静态光散射原理

静态光散射原理
静态光散射原理基于光散射现象，通过测量散射光的分布来获取样品的微观特性，如颗粒和分子尺寸、形状、浓度以及折射率等信息。

当光穿过质点时，在光波电场作用下，质点中的电子会产生强迫振动，并向各个方向发射电磁波，形成散射光。

散射光方向与入射光方向间的夹角为散射角。

通过测量散射光的分布，可以了解样品的粒径分布、分子量、聚集状态等信息，因此静态光散射技术在多个领域有广泛应用，如高分子化学、胶体与界面科学、生物医学等。

动态光散射原理

动态光散射原理
动态光散射原理是指光线在介质中传播过程中与介质内微观粒子发生相互作用并发生多次散射的过程。

当光线经过介质时，与介质内的微观粒子（如分子、离子、颗粒等）相互作用，光线遵循一定的概率进行散射。

在动态光散射原理下，散射的过程可以分为单次散射和多次散射。

单次散射是光线与介质内的一个微观粒子发生碰撞后改变方向的过程；多次散射是光线与多个微观粒子发生碰撞并进行多次方向改变的过程。

光散射会导致光线的传播方向发生随机性的改变，使得光在介质中的传播路径变得复杂。

由于光在介质中发生多次散射，光的强度随着传播距离的增加而逐渐减弱。

动态光散射原理在很多领域中有着广泛的应用，例如在光学成像、医学诊断、材料表征等方面。

通过对散射光的特性进行分析和测量，可以获得有关介质内微观结构、粒子大小和浓度等信息。

光散射基本原理-资料

光散射基本原理完整的Mie 理论可以表达为一个数学级数，它包括所有微粒粒度，此级数的第一项相当于Rayleigh 散射公式，为此在微粒较小时，瑞利散射与Mie 散射相比其误差在1%以内。

其角散射光强表达式：222200024209cos ()2H I V I R θεεεπθλεεε-=+ （1）在一般情况下散射是非相干的，各微粒的散射可以相加。

根据偶极子辐射电磁波的能流密度可以导出当光强为0I ，在散射角θ，距离散射体为R 处的散射光强：222200024209cos ()2H I NV I R θεεεπθλεεε-=+ （2）其中343r V π=，N 为单位体积内的粒子数，ε、0ε分别为空气中和真空的介电常数，R 为光敏感区到光接受器件的距离，θ为散射角，r 为粒子的半径，0I 为入射光强，λ为光源的波长，H 为与测量系统几何尺寸有关的一个常数[28]。

对于本系统来说，光散射示意图如下图1所示，坐标原点为O ，l 、d 分别为阵列型硅光电池的长和宽的大小，θ为散射角，h 为进气口和出气口到硅光电池的垂直距离。

图1 散射光示意图则系统的两片阵列型硅光电池接收到的散射光总和为：221122220002420cos 9sin ()2H h d I I NV I R θθθθθθπθθεεελεεε-==+⎰∑ （3）计算式（3）中的积分可得如下关系式：22211122200024209()(sec tan cos )2H I I IN V NI R θθθθθθθεεεπθθθλεεε-==+-+∑ （4）显然，在某一测量系统中λ、ε、0ε、R 、H 、0I 可以认为是常数。

散射光在阵列型硅光电池上的面积积分2211sec tan cos IN θθθθθθθ+-只与系统的气室设置有关，当硅光电池的大小、进气口和出气口到硅光电池的距离设定后即为定值。

由于进行质量浓度测量时，粉尘颗粒是一起通过光敏感区，因此在入射光强保持不变的情况下，散射光强I θ与N 有关，即与粉尘颗粒的浓度大小成线性关系。