Теория аномальной дифракции

This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources. Find sources: "Anomalous diffraction theory" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (July 2012)

Теория аномальной дифракции (также приближение Ван де Хюлста , эйкональное приближение , высокоэнергетическое приближение, приближение мягких частиц) — приближение, разработанное голландским астрономом Ван де Хюлстом, описывающее рассеяние света оптически мягкими сферами.

Приближение аномальной дифракции для эффективности затухания справедливо для оптически мягких частиц и большого параметра размера , x = 2π a /λ:

${\displaystyle Q_{ext}=2-{\frac {4}{p}}\sin {p}+{\frac {4}{p^{2}}}(1-\cos {p})}$,

где в этом выводе, поскольку показатель преломления предполагается действительным, и, таким образом, поглощения нет ( ). - коэффициент эффективности поглощения, который определяется как отношение поперечного сечения поглощения к геометрическому поперечному сечению π a ² . p = 4π a ( n – 1)/λ имеет физический смысл фазовой задержки волны, проходящей через центр сферы; a - радиус сферы, n - отношение показателей преломления внутри и снаружи сферы, а λ - длина волны света.${\displaystyle Q_{ext}=Q_{abs}+Q_{sca}=Q_{sca}}$${\displaystyle Q_{abs}=0}$${\displaystyle Q_{ext}}$

Этот набор уравнений был впервые описан ван де Хюльстом. ^[1] Существуют расширения для более сложных геометрий рассеивающих целей.

Приближение аномальной дифракции предлагает очень приблизительный, но вычислительно быстрый метод расчета рассеяния света частицами . Отношение показателей преломления должно быть близко к 1, а параметр размера должен быть большим. Однако возможны полуэмпирические расширения для малых параметров размера и больших показателей преломления. Главное преимущество ADT заключается в том, что можно (a) вычислить в замкнутой форме эффективность затухания, рассеяния и поглощения для многих типичных распределений размеров; (b) найти решение обратной задачи прогнозирования распределения размеров из экспериментов по рассеянию света (несколько длин волн); (c) для целей параметризации оптических свойств однократного рассеяния (собственных) в кодах переноса излучения.

Другим предельным приближением для оптически мягких частиц является рэлеевское рассеяние , которое справедливо для малых размерных параметров.