光波经旋转的各向异性粒子散射的频移特性研究(2)

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然而在自然界中，像水滴、冰晶、雪花，气溶胶粒子等大气中的悬浮粒子、以及一些生物医学中的人体细胞等都是非球形粒子，而为了方便研究物理学家们往往定义这种各向异性的粒子为椭球粒子。对于非球形粒子散射的研究也都集中于化学、生物及医学领域论文网，而在物理方面的研究多集中于散射特。

本课题着眼于研究光波经旋转的各向异性粒子散射，考虑多色平面光波的入射，通过公式推导获得散射场光谱的解析表达式，通过各向异性连续介质和各向异性颗粒形成的系统的光散射分析。主要可分为以下四部分

一．引言，阐述了本编论文的创作环境以及论文的大致内容和结构；

二．研究背景，分析光学的发展历史以及阐述光学研究的现状和发展趋势`751*文+论]文|网\www.751com.cn，指明散射研究在光学的重要地位，同时指出旋转各向异性粒子研究的历史；

三．光波通过旋转的各向异性粒子散射场的频率变化，利用散射场的基本公式、波恩一级近似和自由空间的格林方程得到新的散射场表达式，再利用高斯型散射场的表达式、散射势的张量表达式和旋转矩阵推导出旋转粒子的散射势表达式，最后，根据散射势和交叉谱密度函数的联系建立，得到最终的散射场光谱的解析表达式。根据已经得出的散射场光谱的解析式，通过MATLAB编程，描绘出由于各向异性粒子的旋转导致的散射场光谱移动现象；

四．结论，综合概述了本篇论文的研究内容及研究结果。

二．研究背景

2.1 光学的历史

光学是一门古老的科学，他的起源可以追溯到古代。从春秋战国时期，墨翟所著的《墨经》中我们就看到了光学萌芽的缩影，之后欧几里德、克莱门德、托勒密、沈括等古代科学家的研究为光学的发展奠定了基础。

17世纪初期，笛卡儿提出了用正弦函数来解释和描述折射定律，费马在此基础上推出了反射定律和折射定律。到17世纪中叶，几何光学的基础已基本形成。17世纪下半叶，牛顿和惠更斯等人将光学的研究上升到了新的高度。人们多支持牛顿的粒子说，而惠更斯提出的波动说一度不被人们接受。直到19世纪，杨氏和菲涅耳的研究证实了波动说，光具有波动性这一理论才被人们接受。法拉第在1846年的研究中发现，光的震动面会在强磁场的作用下旋转。1865年麦克斯韦提出完整的电磁场理论，导出了电磁波的波动方程，证明了电磁波是以光速传播的，这说明光是一种电磁现象。

1900年，普朗克提出了辐射的量子论推动了量子光学的发展。1905年，爱因斯坦发展了普朗克的量子假设，提出了光量子理论。1924年，德布罗意提出了物质波假说，这一假设在1927年被戴维孙和革末的电子束衍射实验所证实，说明了光不仅具有粒子性还具有波动性，即波粒二象性。

20世纪60年代后，随着光学理论的不断完善和科技水平的不断进步，光学的分支逐渐增多和完善，其也逐步成为一个综合性较强的学科。特别在激光的问世后，光学逐渐与其他学科紧密结合、相互渗透。现代光学技术与信息光学技术、纳米技术和生命科学技术密切相关。散射在我们生产和生活中的影响是巨大的，其为我们科技技术的和生活水平的进步提供了强大的理论支持。