ミー散乱理論とフラウンホーファー回折理論の違い

ミー散乱理論とフラウンホーファー回折理論の違い

ミー散乱理論は、マクスウェルの電磁方程式に基づく解であり、均一な球体による光の散乱を正確に記述します。この理論では、粒子と媒質の屈折率や吸収係数などのパラメータを用いて粒子径を計算します。1970年代のコンピュータ技術では、より単純なフラウンホーファー近似を用いて回折データを計算するのが主流でした。しかし、1980年代以降、コンピュータ技術の進化に伴い、ミー散乱理論が広く使用されるようになりました。この理論により、光散乱パターンと粒度分布に関する厳密な解が得られ、すべての光学特性が考慮されるため、非常に正確な結果が得られます。そのため、ミー散乱理論を用いた粒子径測定は、サブミクロンからミリメートルレベルまでの粒子径に対して、より信頼性が高く確実な結果をもたらします。これにより、ミー散乱理論は最新のレーザー回折式粒度分布測定装置で広く使用されています。

一方、フラウンホーファー回折理論は、ミー散乱理論の単純な近似式であり、任意の波長における物体のサイズの関数として光の最大散乱角と最小散乱角を記述します。この理論は、光学特性に関する深い知識を必要としないため、粒子が大きく不透明で光散乱角が小さい場合の測定に好んで使用されます。

レーザー回折式粒度分布測定装置ベータサイズ社のレーザー回折式粒度分布測定機は、粒度分布測定に両方の光学理論を提供しています。

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