什么是光學粒子計數(shù)器？

2012-10-13 作者：

    光學粒子計數(shù)器是利用丁達爾現(xiàn)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(chǎn)生的散射就是丁達爾現(xiàn)象。
當折射率變化時，光線就會發(fā)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(jié)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。在粒子計數(shù)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。
     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(xiàn)象，粒子尺寸在0.3μm時的散射情況有很大不同。由于用對數(shù)表示，變化不到十倍的，都看不到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(shù)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(jīng)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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