激光粒度分布仪与小孔衍射理论

    激光粒度分布仪是基于颗粒对光的散射原理，即光与颗粒之间的相互作用以及颗粒对入射光的散射规律(Mie散射理论)实现对颗粒的粒度测试。普通物理中说，光在纯净的透明介质中将沿直线传播，但当介质中存在颗粒、液滴或气泡时光束将改变原来的传播方向，而向四周散射。

　　当一束平行光照射到带小孔的屏幕时，将在小孔的后面产生艾里斑，而艾里斑分布，与小孔的大小密切相关，孔径大的所生成的艾里斑的第一个亮环靠近中心，孔径小的所生成的艾里斑的第一个亮环远离中心（Δθ=1.22λ/d），这就是著名的小孔衍射理论——夫郎和费衍射理论。

　　依据巴卑涅原理，光路中的颗粒、液滴或气泡如同小孔一样，符合夫郎和费衍射理论，但夫郎和费衍射理论只是Mie散射理论在颗粒粒径远远大于入射光波长（d >>λ）的近似解，Mie理论则是对处于均匀介质中的各向均匀同性的单个介质球在单色平行光照射下的麦可斯韦方程边界条件的严格数学解。随着科技的进步，激光粒度仪是否完全采用Mie散射理论已成为一种标志。HYL系列激光粒度仪就是完全建立在Mie散射理论的基础上开发的。