matlab代码实现MIE散射仿真

以下是一个用MATLAB实现Mie散射的简单代码示例：

% Mie散射仿真

% 参数设置
lambda = 0.5; % 波长（单位：微米）
n_med = 1; % 媒介折射率
n_particle = 1.5; % 颗粒折射率
diameter = 2; % 颗粒直径（单位：微米）
theta = linspace(0, pi, 100); % 角度范围

% 计算参数
k = 2 * pi * n_med / lambda; % 波数
x = k * diameter / 2; % 尺寸参数

% 计算Mie散射
[Qext, Qsca, Qback, g] = MieScattering(x, n_med, n_particle);

% 计算散射强度
I = (2 * pi / k^2) * (Qsca / diameter^2) * (sin(theta).^2) * sin(theta);

% 绘制散射强度图像
plot(theta, I);
xlabel('散射角度 (rad)');
ylabel('散射强度');

% Mie散射函数
function [Qext, Qsca, Qback, g] = MieScattering(x, n_med, n_particle)
    % 计算Mie系数
    n_max = ceil(x + 4 * x^(1/3) + 2);
    an = zeros(1, n_max);
    bn = zeros(1, n_max);
    
    for n = 1:n_max
        an(n) = (2*n_particle*jn(n, n_particle) - jn(n, x) * (n_particle^2 - n_med^2)) / ...
            (2*n_particle*h1n(n, n_particle) - h1n(n, x) * (n_particle^2 - n_med^2));
        bn(n) = (2*n_particle*jn(n, x) - jn(n, n_particle) * (n_particle^2 - n_med^2)) / ...
            (2*n_particle*h1n(n, x) - h1n(n, n_particle) * (n_particle^2 - n_med^2));
    end
    
    % 计算散射系数
    Qext = 2 * sum((2 * (1:n_max) + 1) .* real(an + bn));
    Qsca = 2 * sum((2 * (1:n_max) + 1) .* (abs(an).^2 + abs(bn).^2));
    Qback = abs(an(1))^2 + abs(bn(1))^2;
    
    % 计算散射相函数
    g = sum((2 * (1:n_max) + 1) .* (real(an) + real(bn))) / sum((2 * (1:n_max) + 1) .* (abs(an).^2 + abs(bn).^2));
end

% 第一类球贝塞尔函数
function J = jn(n, x)
    J = sqrt(pi / (2 * x)) * besselj(n + 0.5, x);
end

% 第一类球贝塞尔函数导数
function H = h1n(n, x)
    H = sqrt(pi / (2 * x)) * besselh(n + 0.5, 1, x);
end

此代码通过调用MieScattering函数来计算Mie散射的相关参数，包括散射、吸收和反射系数，以及散射相函数。然后，通过计算散射强度并绘制散射强度图像，展示了散射的角度分布。

请注意，此代码仅提供了一个简单的实现，可能无法处理更复杂的情况。对于更精确的模拟和扩展，可能需要更详细的Mie散射理论和更复杂的算法。