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          【空氣塵埃粒子計數器】的理論研究

          2015-06-16 16:19:12 admin
          【空氣塵埃粒子計數器】的理論研究 塵埃粒子計數器 是利用丁達爾現象(Tyndall Effect)來檢測粒子。丁達爾效應是用John Tyndall的名字命名的,通常是膠體中的粒子對光線的散射作用引起的。一束明亮的光照在空氣或霧中的灰塵上,所產生的散射就是丁達爾現象。 

          當折射率變化時,光線就會發生散射。這就意味著在液體中,汽泡對光線的散射作用和固體粒子是一樣的。米氏理論(Mie Theory)描述了粒子對光的散射作用。 Lorenz-Mie-Debye理論最早由Gustav Mie提出,它描述了光是如何朝各個不同方向散射的。具體的散射情況決定于介質的折射率、粒子對光的散射作用、粒子的尺寸和光的波長。具體介紹米氏理論的細節超出了本文的范圍;但是,有很多公共領域的應用都可以用來驗證光是如何散射的。 

          光的散射情況會隨著粒子尺寸的變化而變化。在 塵埃粒子計數器 中,米氏理論最重要的結果以及它對光散射的預測都與之相關。當粒子尺寸比光的波長要小得多的時候,光散射主要是朝著正前方。而當粒子尺寸比光波長要大得多的時候,光散射則主要朝直角和后方方向散射(圖1b)。 

          光可以看做是沿著傳播方向進行垂直振蕩的波。這一振蕩方向就是所謂的偏振。入射光的偏振非常重要。在以前的例子里,光的散射是在入射光的偏振平面內進行測量的。 粒子尺寸在5μm時的散射情況類似;而具有偏振現象,粒子尺寸在0.3μm時的散射情況有很大不同。由于用對數表示,變化不到十倍的,都看不到了。 
          散射光的強度隨著頻率的改變而變化:較短的波長意味較強的散射。在其他條件都相同的情況下,藍光的散射強度大約是紅光的10倍。大部分粒子計數器采用的都是近紅外或紅色激光;直到最近,這還都是最符合經濟效益的選擇。藍色氣體和半導體激光器價格都很貴;而且半導體激光器的使用壽命也很短。 


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