邓志宏，彭柯铭，夏湘芳，刘 归，王国友，陈光伟

（湖南工业大学 理学院，湖南 株洲 412007）

金属颗粒的光散射模拟

邓志宏，彭柯铭，夏湘芳，刘 归，王国友，陈光伟

（湖南工业大学 理学院，湖南 株洲 412007）

以Mie理论为基础，用数值计算方法分析了金属球型颗粒的光散射特性，给出了金属颗粒对平行入射光的散射强度函数和散射偏振度的数值计算方法。利用Matlab软件模拟得到了散射光强度函数和偏振度随散射角和尺度参量变化的三维图。模拟结果表明：偏振峰个数随尺度参量的增大而增多，偏振峰之间的距离随尺度参量的增大而缩小。这种变化趋势可以作为检测金属颗粒粒径的理论依据。

Mie理论；散射光强度函数；偏振度

随着科学技术的发展，研究和制备的颗粒尺度已达到了纳米级，各科研领域都出现了与纳米和微米级颗粒相关的技术问题[1-2]。如对煤电企业排放烟尘的检测，生命科学领域中细胞大小、浓度的测量，溶液中悬浮颗粒、城市中空气污染物PM2.5的测量等[3-4]。描叙微小颗粒光散射的Mie理论是检测微小颗粒尺度和浓度的理论依据，其应用领域非常广泛，如利用该理论研制的尘埃粒子计数器，可以测量城市中尘埃粒子的粒度和密度。在采用不同方法制造的各种粒度测量仪器中，唯有根据光散射法制造的设备因具有实时无损等优点而成为主要的测量设备。因此，完善和应用Mie理论具有重要的理论意义和现实意义。本文根据Mie理论，利用数值模拟软件Matlab仿真得到散射相关物理量随2个参量（散射角和尺度）变化的图像，并对某些尺度参量下散射光的偏振度随散射角变化的规律进行分析。……