非同心球?qū)Ω咚共ㄊ⑸涞难芯?pdf

1、在許多工業(yè)過程或科學(xué)研究中所遇到的粒子由于本身的性質(zhì)、形成的機(jī)理，其結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的非同心特征，如單核生物細(xì)胞、大氣中的氣溶膠粒子、正融化的冰粒子等均可形成非同心球形粒子。為了對(duì)這些粒子進(jìn)行測(cè)量或操縱，光散射法是常用且有效的方法，但其前提是需要對(duì)粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性有清楚的了解。而在研究光散射時(shí)，人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂眉す?，特別是在用激光束操縱粒子時(shí)，波束的直徑和粒子的尺寸為同量級(jí)或小得多。這時(shí)波束對(duì)粒子照射的非均勻性必須予以考慮。因此，研

2、究非同心分層球形粒子對(duì)有形波束的散射具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文在非同心球?qū)ζ矫娌ㄉ⑸涮匦缘幕A(chǔ)上，系統(tǒng)研究了非同心球?qū)Ω咚共ㄊ⑸涞奶匦约捌鋺?yīng)用。本文主要研究工作和成果如下： 1．針對(duì)平面波非同心球散射和有形波束球面波展開中各自常用矢量球面波函數(shù)是不同形式的問題，推導(dǎo)了兩種形式矢量球面波函數(shù)下加法定理的轉(zhuǎn)換系數(shù)，以方便在廣義米理論框架下非同心球?qū)Σㄊ纳⑸鋯栴}研究。 2．基于廣義米理論（GLMT），研究了非同心球

3、對(duì)高斯波束光散射特性，推導(dǎo)了非同心球有型波束的消光效率、散射效率和吸收效率的公式。利用矢量球面波函數(shù)加法定理并通過邊界條件方程，獲得散射場(chǎng)展開系數(shù)滿足的方程組，通過求解方程組獲得散射場(chǎng)的展開系數(shù)。以非同心球?yàn)槟Ｐ脱芯苛藛魏松锛?xì)胞對(duì)高斯波束的散射特性并給出了相關(guān)數(shù)值模擬，討論了離心距、波束的束腰半徑和核的大小對(duì)散射強(qiáng)度角分布和散射、消光系數(shù)的影響。還對(duì)高斯波束照射下，非同心球后向散射場(chǎng)的諧振進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析。 3．基于廣義米

4、理論，利用高斯波束斜入射情況下波束系數(shù)的計(jì)算公式，研究了高斯波束斜入射情況下非同心球形粒子的散射特性。推導(dǎo)所得的公式由非同心球?qū)ζ矫娌ǖ纳⑸浜头峭那驅(qū)Σㄊ纳⑸鋬煞N情況得到了驗(yàn)證。重點(diǎn)研究了高斯波束斜入射情況下的遠(yuǎn)場(chǎng)散射強(qiáng)度以及消光截面系數(shù)。研究了高斯波束照射下硫酸鹽包裹著微小碳粒組成的非同心球形粒子以及導(dǎo)體內(nèi)核的非同心球形粒子的散射特性。 4．基于廣義來理論，推導(dǎo)了高斯波束照射到非同心球時(shí)對(duì)非同心球縱向和橫向輻射力公式，給出