
在電磁學和物理學領域,"散射體"(Scatterer)指能夠使入射波(如電磁波、聲波)發生散射現象的物體或介質。其核心特征是通過與波的相互作用,改變原始波的傳播方向、能量分布或相位。以下是詳細解釋:
漢英對照定義
散射機制
當波(如光波、雷達波)遇到散射體時,部分能量被吸收、部分重新輻射,形成非定向的次級波場。散射強度遵循瑞利散射(小粒子)或米氏散射(大粒子)理論:
$$ I propto frac{1}{lambda} $$
適用于粒子尺寸遠小于波長(如大氣分子對藍光的散射)。
分類依據 | 類型 | 實例 |
---|---|---|
尺寸 vs 波長 | 瑞利散射體(尺寸≪λ) | 空氣分子、納米顆粒 |
米氏散射體(尺寸≈λ) | 雲霧粒子、細胞組織 | |
物理形态 | 離散散射體(單個物體) | 雨滴、金屬目标 |
連續散射體(非均勻介質) | 湍流大氣、生物組織 | |
散射方向性 | 各向同性散射體 | 理想球體 |
各向異性散射體 | 晶體、纖維結構 |
散射體是雷達目标檢測的基礎(如飛機、艦船),後向散射強度決定雷達回波信號(來源:IEEE《雷達手冊》)。
生物組織中的紅細胞、膠原纖維作為散射體,用于光學相幹斷層掃描(OCT)和超聲成像。
無線信道中的建築物、植被構成多徑散射體,影響信號傳播模型(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.
散射體是物理學中描述波或粒子與物質相互作用的重要概念,其定義和特性可綜合如下:
散射體指能夠改變傳播中輻射(如光波、聲波、電磁波或粒子)直線路徑的局部性位勢或物體。當這些波或粒子遇到散射體時,因相互作用導緻運動軌迹偏離原方向,形成散射現象。例如,光線通過渾濁液體或大氣中的微粒時,路徑發生偏折,即由散射體引發。
散射體的存在會使波的能量在空間重新分布。例如,陽光經大氣散射後,天空呈現藍色(短波散射強),而直視太陽時因長波穿透性強呈白色。
通過上述分類和實例,散射體的核心特征是能夠通過物理相互作用改變波的傳播方向,其具體形式多樣,需結合具體場景分析。
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