
在电磁学和物理学领域,"散射体"(Scatterer)指能够使入射波(如电磁波、声波)发生散射现象的物体或介质。其核心特征是通过与波的相互作用,改变原始波的传播方向、能量分布或相位。以下是详细解释:
汉英对照定义
散射机制
当波(如光波、雷达波)遇到散射体时,部分能量被吸收、部分重新辐射,形成非定向的次级波场。散射强度遵循瑞利散射(小粒子)或米氏散射(大粒子)理论:
$$ I propto frac{1}{lambda} $$
适用于粒子尺寸远小于波长(如大气分子对蓝光的散射)。
分类依据 | 类型 | 实例 |
---|---|---|
尺寸 vs 波长 | 瑞利散射体(尺寸≪λ) | 空气分子、纳米颗粒 |
米氏散射体(尺寸≈λ) | 云雾粒子、细胞组织 | |
物理形态 | 离散散射体(单个物体) | 雨滴、金属目标 |
连续散射体(非均匀介质) | 湍流大气、生物组织 | |
散射方向性 | 各向同性散射体 | 理想球体 |
各向异性散射体 | 晶体、纤维结构 |
散射体是雷达目标检测的基础(如飞机、舰船),后向散射强度决定雷达回波信号(来源:IEEE《雷达手册》)。
生物组织中的红细胞、胶原纤维作为散射体,用于光学相干断层扫描(OCT)和超声成像。
无线信道中的建筑物、植被构成多径散射体,影响信号传播模型(如5G毫米波通信)。
: A. Isaacs, Oxford Dictionary of Physics, 7th ed. Oxford University Press.
: C. F. Bohren, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley.
: M. Skolnik, Radar Handbook, 3rd ed., McGraw-Hill.
: J. Fujimoto, "Optical Coherence Tomography", Science.
: T. Rappaport, Millimeter Wave Wireless Communications, Pearson.
散射体是物理学中描述波或粒子与物质相互作用的重要概念,其定义和特性可综合如下:
散射体指能够改变传播中辐射(如光波、声波、电磁波或粒子)直线路径的局部性位势或物体。当这些波或粒子遇到散射体时,因相互作用导致运动轨迹偏离原方向,形成散射现象。例如,光线通过浑浊液体或大气中的微粒时,路径发生偏折,即由散射体引发。
散射体的存在会使波的能量在空间重新分布。例如,阳光经大气散射后,天空呈现蓝色(短波散射强),而直视太阳时因长波穿透性强呈白色。
通过上述分类和实例,散射体的核心特征是能够通过物理相互作用改变波的传播方向,其具体形式多样,需结合具体场景分析。
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