米氏散射

米氏散射

米氏散射（Mie scattering）是由德国物理学家Gustav Mie于1908年提出的物理现象，指大气中微粒（如烟、尘埃、小水滴及气溶胶）直径与光波长相当时发生的散射。其散射强度与频率平方成正比，且前向散射强于后向，方向性显著，如云雾对红光的散射以及沙尘天气引发的“蓝太阳”现象即为其典型实例 。

该理论基于麦克斯韦方程边界条件下均匀介质球的数学解，后扩展至多层介质球、无限长圆柱形颗粒及高斯光束等情形，形成广义米氏理论（GLMT） 。通过无因次粒径参数定量描述前向散射光强集中现象，应用于颗粒粒度测量，不同角度散射光强度对应不同粒径分布 。基于广义米氏理论，可推导出粒子在高斯光束作用下的散射及其所受辐射力的计算方法 。

米氏散射理论经百年发展，其应用范围不断扩展 。在微纳光子学领域，基于硅绝缘体定义的米氏散射器件可用于实现手性光传输。该理论仍是激光粒度仪等颗粒测量技术的核心基础，并应用于海洋悬浮粒子特性分析、纳米流体光学性质研究及大气散射现象模拟等多个领域 。

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