當(dāng)光束照射到顆粒上時(shí)，會(huì)偏離原來(lái)的傳播方向。當(dāng)顆粒較大，尤其當(dāng)顆粒具有較強(qiáng)的吸收性時(shí)，這種偏離的規(guī)律可以用光的衍射理論描述，因此該儀器在誕生時(shí)的正式名稱(chēng)是“
激光粒度分析儀”。但是在更一般的情況下，例如顆粒尺寸小于光波長(zhǎng)，或者顆粒尺寸與光波長(zhǎng)的尺度相近，并且對(duì)照明光透明，衍射理論不再適用，這時(shí)就需要用嚴(yán)格建立在麥克斯韋電磁波理論基礎(chǔ)上的米氏散射理論來(lái)描述。
在一定條件下，顆粒越大，散射光的分布范圍越廣。當(dāng)顆粒為理想圓球時(shí)(粒度測(cè)量中，都假設(shè)顆粒是理想圓球)，散射光斑由中心的亮斑和外圍一系列明暗相間的同心圓環(huán)組成，這樣的光斑稱(chēng)為“愛(ài)里斑(AiryDisk)”。中心亮斑包含了衍射光(從一般意義上說(shuō)，顆粒的散射光可近似看成衍射光和幾何散射光的相干疊加，但是幾何散射光不包含顆粒大小的信息，換言之，顆粒大小信息只包含在衍射光的分布中)總能量的83.8%，因此通常把中心亮斑的角半徑(從光斑中心點(diǎn)到第一個(gè)暗環(huán)的角距離)作為愛(ài)里斑的半徑，或作為顆粒對(duì)光的散射角θA。業(yè)界普遍認(rèn)為：顆粒越小，θA越大。或者說(shuō)：顆粒大小與愛(ài)里斑大小有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
從激光器發(fā)出的細(xì)激光束經(jīng)過(guò)空間濾波和準(zhǔn)直，成為一束平行、純凈的擴(kuò)展光束，然后照射到測(cè)量池內(nèi)。被測(cè)顆粒分散懸浮在池內(nèi)的分散介質(zhì)(例如，水)中。入射光如果遇到顆粒，就被散射，形成散射光；沒(méi)有遇到顆粒的光仍然是平行光，沿著原來(lái)的方向傳播。后者經(jīng)過(guò)傅里葉透鏡后被會(huì)聚到光電探測(cè)器的中心，并穿過(guò)中心上的小孔，被中心探測(cè)器接收。散射光經(jīng)過(guò)傅里葉透鏡后，相同散射角的光被聚焦到探測(cè)器的同一點(diǎn)上。因此探測(cè)器上的一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)散射角θ。探測(cè)器由多個(gè)獨(dú)立的探測(cè)單元組成，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)散射角區(qū)間。單元序號(hào)從探測(cè)器的中心往外，逐漸增大。
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