matlab代码实现Mie光散射原理

资 源 简 介

matlab代码实现Mie光散射原理

详 情 说 明

Mie光散射理论是研究微粒对光散射现象的重要工具，适用于任意尺寸的球形粒子。在MATLAB中实现Mie散射计算，可以方便地分析不同参数下的散射特性。

### 基本原理 Mie散射理论基于Maxwell方程组，通过求解球形粒子表面的电磁场边界条件，得到散射场的解析解。其核心参数包括： 颗粒尺寸参数：由粒子直径与入射光波长之比决定。 复折射率：描述粒子材料的吸光与相位延迟特性。 散射角：散射光与入射光的夹角，决定散射强度的分布。

### MATLAB实现思路 在MATLAB中实现Mie散射计算通常包括以下步骤： 参数输入：用户需提供入射光波长、粒子直径、复折射率（实部与虚部）及介质折射率。 尺寸参数计算：根据波长与粒子尺寸，计算无量纲的尺寸参数。 级数求和：Mie解以无穷级数表示，实际计算需截断到足够高阶以保证精度。 散射系数：通过递推或直接计算，得到Mie系数（如an、bn）。 强度与偏振：结合散射角，计算散射强度（S1、S2分量）及偏振特性。

### 扩展应用 多分散体系：若粒子尺寸呈分布（如高斯分布），需对单颗粒结果加权平均。 效率因子：可进一步计算散射效率、吸收效率等，用于能效分析。 可视化：极坐标图展示散射强度随角度的变化，帮助理解前向/后向散射特性。

通过合理封装，该程序可成为研究气溶胶、胶体溶液或生物细胞光散射的实用工具。