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《雙層球形顆粒的光散射計算》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)雙層球形顆粒的光散射計算‘劉蕾1’2,王華睿2,一,于彬2,許亞敏2,沈建琪2(1.安徽工業(yè)大學數(shù)理學院,安徽馬鞍山243002;2.上海理工大學理學院。上海200093;3.徐州師范大學物理與電子工程學院,江蘇徐州221116)摘要:在光散射顆粒測量技術(shù)中,Mie散射理論的計算非常重要。本文中討論了雙層球形顆粒光散射的計算方法.對計算過程中不同函數(shù)參量選用了合適的遞推計算方法.改進的計算方法克服了以前算法在實際運算中遇到的誤差。計算了若干物理量.如消光系數(shù)、散射系數(shù)、吸收系數(shù)以及CPU運算速度。計算結(jié)果表明,選用的方法簡單、迅速、穩(wěn)定且誤差小。關(guān)鍵詞:雙層顆粒.M
2、ie散射.數(shù)值計算方法中圖分類號:0436-2文獻標識碼:A文章編號:1008—5548(2008)01—001l—05CalculationofLightScatteringbyCoatedSpheresUULei1,2,WANGHua.Ⅲ產(chǎn)3,YUBin2,XUYa—min2,SHENJian.口f2(1.SchoolofMathematicsandPhysics,AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshan243002;2.InstituteofScience,UniversityofShanghaiforScienceandTechno
3、logy,Shanghai200093;3.CollegeofPhysicsandElectronicEngineering,XuzhouNormalUniversity.Xuzhou221116.China)Abstract:ItisimportanttocalculatephysicalquantitiesofMiescatter-inginlightscatteringmeasurementtechnology.AnefficientnumericalalgorithmforcomputingthelightscatteringbyacoatedsphereWaspr
4、o-posed.Thecalculationofrelevantfunctionsbydifferentrecurrencealgo—fithmsWasdiscussed.Thenewalgorithmavoidedthenumericaldifficul-ties,whichgaverisetosignificanterrorsencounteredinpracticebypfi—ormethods.Theexempli研ngresultssuchasextinctionefficiency,scat-teringefficiencyandabsorbingscatter
5、ingaswellasthecalculationspeedwereprovided.Theresultsshowthatthisalgorithmisefficient,fast,nu·mericallystableandaccurate.Keywords:coatedsphere;Miescattering;numericalalgorithm隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的El益進步和發(fā)展。在自然界、工業(yè)生產(chǎn)、科學研究、環(huán)保以及日常生活等各個收稿日期:2006一ll—16,修回日期:2008—01—04?;痦椖浚荷虾J薪涛Y助項目.編號:07ZZ88。第一作者簡介:劉蕾(1982
6、一),女,碩士.從事光與物質(zhì)相互作用研究。E.mail:’hanyuefuqu0555@sohu.tom。通訊聯(lián)系人:沈建琪:E-mail:shenjq@online.sh.cno方面,出現(xiàn)了越來越多與細微顆粒密切相關(guān)的技術(shù)問題,其中雙層球形顆粒得到了越來越多的應用【1】。例如.工業(yè)生產(chǎn)過程中.在熔爐里燃燒的煤粉顆粒常常包有水或者液體燃料;在化學領(lǐng)域,聚合體顆粒在表面涂以表面活性劑,可以穩(wěn)定聚合體溶液的性質(zhì);在材料加工領(lǐng)域中.可以將兩種不同材料的部分特性集合于一體的具有核殼結(jié)構(gòu)的雙層介質(zhì)顆粒等:在生物醫(yī)療領(lǐng)域,通過在無機物球體外錨定聚合鏈形成完整的雙層球體.可以用來作為藥物
7、載體傳送到人體的特殊部位。此外,白細胞也是很好的雙層球形顆粒模型。研究白細胞對光的散射和吸收的特性.可以獲得尺寸大小、濃度等方面的信息。為設(shè)計高檔血液分析類醫(yī)療儀器提供很好的理論指導【2一。因此,對核殼雙層球形顆粒的光學散射特性的分析是一個很值得研究的問題。反映顆粒的光學散射特性的物理量有強度函數(shù)、散射系數(shù)、吸收系數(shù)、消光系數(shù)等。研究雙層球形顆粒的光學散射特性.就要從理論上精確計算出光散射的這些相關(guān)的物理量,其關(guān)鍵就是計算Mie散射系數(shù)。1Mie散射基本理論根據(jù)Aden-Kerkert4J理論。Bohren和Huf