Оглавление
- 1 Мое рассеяние
- 1.1 Решение Ми для уравнений Максвелла
- 1.2 Теория Ми
- 1.3 Приближения
- 1.4 Математика
- 1.5 Условия взаимодействия
- 1.6 Асимптотика рассеянного поля
- 1.7 Рассеянные поля
- 1.8 Поперечные сечения рассеяния и затухания
- 1.9 Нанесение на более крупные частицы
- 1.10 Эффект Керкера
- 1.11 Диадическая функция Грина
- 1.12 Вычислительные коды
- 1.13 Теория Ми и её применение
- 1.14 Рассеяние Ми в атмосфере
- 1.15 Выявление и скрининг рака
- 1.16 Клинический лабораторный анализ
- 1.17 Магнитные частицы
- 1.18 Метаматериалы
- 1.19 Определение размера частиц
- 1.20 Паразитология
- 1.21 Расширения и современные исследования
- 1.22 Внешние ссылки и ресурсы
- 1.23 Полный текст статьи:
- 2 Рассеяние Ми
Мое рассеяние
-
Решение Ми для уравнений Максвелла
- Описывает рассеяние плоской электромагнитной волны однородной сферой
- Названо в честь Густава Ми
- Используется для стратифицированных сфер и бесконечных цилиндров
-
Теория Ми
- Не является независимой физической теорией
- Применяется для частиц, сопоставимых с длиной волны света
- Используется в нижних слоях атмосферы
-
Приближения
- Приближение Рэлея: для частиц меньше длины волны
- Приближение Рэлея-Ганса: для частиц с показателем преломления, близким к показателю среды
- Аномальная дифракционная аппроксимация Ван де Хюльста: для больших и оптически мягких сфер
-
Математика
- Решение задачи о рассеянии на сферической наночастице
- Используются векторные сферические гармоники
- Коэффициенты разложения получаются путем вычисления интегралов
-
Условия взаимодействия
- Условия на границе между сферой и окружающей средой
- Условие ограниченности решения в начале координат
-
Асимптотика рассеянного поля
- Рассеянное поле на бесконечности соответствует расходящейся сферической волне.
- Производящие функции выбраны сферические функции Ханкеля первого рода.
-
Рассеянные поля
- Записываются в терминах векторного гармонического разложения.
- Верхний индекс (3) означает сферические функции Ханкеля первого рода.
- Внутренние поля зависят от волнового вектора и показателей преломления среды и частицы.
-
Поперечные сечения рассеяния и затухания
- Включают коэффициенты эффективности для подавления, рассеяния и поглощения.
- Коэффициенты эффективности выражаются через поперечные сечения и радиус частицы.
-
Нанесение на более крупные частицы
- Рассеянные поля имеют особенности при размере частицы в несколько длин волн.
- Форма электрического поля важна, магнитное поле получается из него.
- Максимумы коэффициентов рассеяния называются мультипольными резонансами.
-
Эффект Керкера
- Эффект связан с направленностью рассеяния и мультипольными откликами.
- Для частиц с μ ≠ 1 обратное рассеяние полностью подавляется.
- Поперечные сечения рассеяния выражаются через коэффициенты Ми.
-
Диадическая функция Грина
- Функция Грина является решением уравнения для полей.
- Разлагается на векторные сферические гармоники.
- Внешний вид зависит от среды и расположения точек.
-
Вычислительные коды
- Решения Mie реализованы в различных программах.
- Аппроксимируют бесконечный ряд и предоставляют фазовую функцию рассеяния и другие параметры.
- Известны решения для сфер, концентрических сфер, бесконечных цилиндров и эллипсоидальных частиц.
-
Теория Ми и её применение
- Теория Ми важна в метеорологической оптике для рассеяния дымки и облаков.
- Используется для определения характеристик частиц и понимания внешнего вида материалов.
-
Рассеяние Ми в атмосфере
- Рассеяние Ми происходит при диаметрах частиц, равных или больше длины волны света.
- Пыль, пыльца, дым и облака являются распространенными причинами рассеяния Ми.
-
Выявление и скрининг рака
- Теория Ми используется для определения ядер здоровых или раковых клеток с помощью низкокогерентной интерферометрии.
-
Клинический лабораторный анализ
- Теория Ми применяется в нефелометрических анализах для измерения белков плазмы.
-
Магнитные частицы
- Для магнитных сфер характерны необычные эффекты электромагнитного рассеяния.
- В пределе малых частиц возможны полная поляризация и асимметрия между прямым и обратным рассеянием.
-
Метаматериалы
- Теория Ми используется для разработки метаматериалов с отрицательными определяющими параметрами.
- Частицы обычно имеют сферическую форму, но могут быть изготовлены в виде кубов или цилиндров.
-
Определение размера частиц
- Теория Ми применяется в лазерном дифракционном анализе для проверки размеров частиц.
- Используется для определения концентрации нефти в загрязненной воде и размеров пузырьков воздуха в воде.
-
Паразитология
- Теория Ми использовалась для изучения структуры Plasmodium falciparum.
-
Расширения и современные исследования
- Модель Бобберта-Влигера расширила модель Ми для расчета рассеяния сферой на плоской поверхности.
- Современные исследования опираются на исследования Рэлея.
-
Внешние ссылки и ресурсы
- SCATTERLIB и scattport.org предоставляют наборы кодов для рассеяния света.
- JMIE, СкатЛаб, СТРАТИФИЦИРУЙТЕ MATLAB, Scattnlay, phpMie, PyMieScatt и pyMieForAll являются популярными пакетами решений для Mie.