Физика рассеяния света

Содержание

Слайд 2

Диэлектрические шары без поглощения

Только последние годы расчеты по теории Mie стали делом заурядным

области,

Диэлектрические шары без поглощения Только последние годы расчеты по теории Mie стали
отмеченные одной циф-рой, определяются одним, ярко выраженным эффектом
области, отмеченные двумя цифрами, занимают промежу-точное положение, где имеют место эффекты обоих областей

Слайд 3

6 – Rayleigh рассеяние

σ=ε~1/λ4 – сильная зависимость от длины волны, max поляризации

6 – Rayleigh рассеяние σ=ε~1/λ4 – сильная зависимость от длины волны, max
под 90º, доли рассеяния вперед и назад равны

x << 1, nx << 1 – частица не вносит существенных искажений в поле
соответствует первому члену a1 в формулах теории Mie – диполь

Слайд 4

56 – Рост размеров частиц

вперед/назад > 1 – рост доли рассеянного вперед

56 – Рост размеров частиц вперед/назад > 1 – рост доли рассеянного
– эффект Mie
максимум поляризации смещается в область углов θ>90º и уменьшается (<1)
остаточный голубой свет при 90º - i1 и i2 неодинаково зависят от длины волны

С ростом размеров частиц необходимо учитывать все большее число членов ряда. что приводит:

Релеевское рассеяние не чувствительно ни к форме, ни к размерам частиц

Слайд 5

5 – оптический резонанс

На кривой ослабления пики, индикатриса рассеяния и кривая поляризации

5 – оптический резонанс На кривой ослабления пики, индикатриса рассеяния и кривая
приобретает крайне сложный, капризный вид

с дальнейшим ростом оптических размеров частицы наиболее существенными становятся члены с большими номерами
периодически возникают стоячие волны в частице, для которых наблюдается оптический резонанс – стоячие волны, удерживаемые на шаре

Слайд 6

4 – Полностью отражающие шары

Решающую роль играет острый пик дифракции

с дальнейшем ростом

4 – Полностью отражающие шары Решающую роль играет острый пик дифракции с
размеров частиц появляются отчетливо выраженные отраженная и дифрагировавшая составляющие:
x < 0.4 – только теория Mie, x > 3 – две компоненты

Слайд 7

3 – область геометрической оптики

Радуги, глории не могут быть вычисленны в приближении

3 – область геометрической оптики Радуги, глории не могут быть вычисленны в
ГО

с уменьшением показателя преломления n появляется все более выраженная преломленная компонента
геометрическая оптика (отражение+преломление) + дифракция
отраженная и преломленная компоненты сильно поляризованы
Qe = 2 – парадокс рассеяния

Слайд 8

2 – область аномальной дифракции

Индикатриса рассеяния имеет крайне сложный для описания вид -

2 – область аномальной дифракции Индикатриса рассеяния имеет крайне сложный для описания
венцы

с дальнейшим уменьшением показателя преломления
возрастает доля преломленной компоненты
сосредотачивается в области малых углов
мало отличается от дифракции и с ней интерферирует

Слайд 9

1 – область Rayleigh-Hans

Расчет возможен для частиц произвольной формы

уменьшение размеров приводит
к уменьшению

1 – область Rayleigh-Hans Расчет возможен для частиц произвольной формы уменьшение размеров
фазового сдвига между преломленной и отраженной компонентами
уменьшает дифракцию
компоненты становятся неразличимы
каждый элемент объема рассеивает по Rayleigh, а суммарная волна – интерференция волн от этих элементов