其中 与 分别表示入射光强度与散射光强度； 表示入射光波长。

当我们以自然光作为入射光考察不同角度的散射光特性时会发现：偏振特性有是规律可循的，即入射光线传播方向与散射光线传播方向夹角成0。或180。时，散射光仍为自然光。当入射光与散射光间的夹角为90。时，散射光为线偏振光。除上述两种情况外的所有角度上，接收到的散射光波全部是部分偏振光。在实际中，可以通过利用瑞利散射的这种特殊性质方便获得偏振光进行应用。

当考察微粒的粒径大于入射光波长时，Rayleigh散射定律并不适用，此时的散射特性与考察的微粒形状、大小和入射光都有着密切的关系。这种情况下的散射光特性考察将运用下一章所介绍的Mie散射理论来具体展开说明。

1。2。2 衍射散射

当入射光波长远小于微粒的粒径时，这时所引起的散射现象称作为衍射散射。这是由于当入射光线波长远小于微粒的粒径时，前向小角度散射起主导地位的是光的衍射。这种散射的特点是：散射特性与微粒的折射率无关，而主要由微粒尺寸和外形决定，并且同一般的衍射现象类似，散射图案亮度高且聚集在中央位置。论文网

衍射又分为夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射两大类型。夫琅禾费衍射定义：发光点与观察点都相对于障碍物处于无限远的位置时所发生散射。反之为菲涅尔衍射。对于我们所考察的散射通常为以散射体被很远的入射光照射且在远场接收散射光强为条件，因此与衍射散射相联系的主要是夫琅禾费衍射。

    通常我们讨论的微粒是一种体积微小，无确定形状的物体，且不仅仅局限于固体物质，还包括细小液滴、油滴在内的理想实验对象。虽然自然界中的微粒大多以不规则的形状存在，但大多数微粒都可以简化近似为球形微粒，且球形微粒的光散射特性是不规则微粒散射特性的基础，因此本篇论文所讨论的微粒全部为球形微粒。

1．3国内外研究现状

1。3。1  技术的研究现状   

1。3。2有关粒子光散射研究现状

1。4光散射的重要意义

近年来，随着经济的发展，科学技术的提高，人类已经很大程度上改善了生态环境，但空气污染问题仍然很严重。空气中散布的各种粒子对人类健康造成了极大地影响，如何检测，治理空气中有害颗粒物则要求我们对微粒的光散射特性进一步深入了解，即不应仅仅局限于球形颗粒的光散射研究，同时也应该对具有复杂折射率的粒子进行研究。与此同时，提高医疗检测技术，如何做到低损伤甚至无损耗检测血液中的各类细胞含量等问题也与微粒的光散射特性密切相关。利用微粒的光散射作用来提高检测精度与检测效率将极大地方便我们的生活。除此之外，工业上一些流水线上要求的非接触检测也要求我们对微粒的光散射特性进行更广泛更全面的认知与掌握。总而言之，微粒的光散射作用具有极大的应用前景，因此更进一步深入探究其原理、特性具有重大意义。

1。5论文的主要内容

   本文从微粒的散射理论出发，围绕PIV技术中示踪粒子光散射特性展开研究，主要内容包括：在简要介绍了PIV技术及微粒散射研究现状的基础上，根据微粒的Mie散射理论给出了散射光强度计算公式及某些重要物理量的求解方法。通过Matlab数值计算，分别得到不同入射光波长、不同微粒半径、不同微粒相对折射率条件下其光强随散射角变化的一系列曲线，并进行了分析。同时，对不同折射率条件下表征散射、吸收、消光能力的效率函数的变化规律做了考察。