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米氏散射理論是通過麥克斯韋電磁理論嚴格推導出的、用來描述表面光滑的球體對光的散射規律的解析解。它考慮了散射體（顆粒）的光學特性（折射率和吸收系數）以及介質的光學特性。

由于米氏理論考慮了樣品的折射率、吸收率、反射率，考慮了介質的折射率等因素，因此它對具有不同光學特性的樣品都能得到解析解，由此得到的粒度測試結果更準確，并且適用于從超細的亞微米級顆粒到較粗的毫米級顆粒，是現代激光粒度儀普遍采用的理論基礎。雖然米氏散射理論運算起來更復雜，但在計算機技術如此發達的今天，這已經不是什么缺點了。

現在幾乎所有品牌的激光粒度儀都用米氏散射理論。弗朗和弗衍射理論是早期激光粒度儀采用的一種光學理論，它是米氏散射理論的簡化版，它不考慮樣品和介質的折射率、吸收率和反射率等因素，因此計算簡便，所以為早期激光粒度儀所采用。它描述大于 25 微米（激光波長的 40 倍）的顆粒的衍射規律是的，對小于 25um 的顆粒誤差較大，并且顆粒越小誤差越大。為了與以前的激光粒度儀進行數據對比，大部分的激光粒度儀還保留弗朗和弗衍射理論這一選項。