Расчет оптических свойств двухслойных сфероидов с несофокусными границами оболочки
Российский научный фонд, 20-72-10052
Министерство образования и науки Российской Федерации, FSRF-2023-0003
Фарафонов В.Г.
1, Ильин В.Б.
1,2,3, Лазневой С.И.
2, Туричина Д.Г.
31Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: far@aanet.ru, v.b.ilin@spbu.ru
Поступила в редакцию: 14 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 26 июня 2024 г.
Принята к печати: 26 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 14 августа 2024 г.
Получено точное решение проблемы рассеяния света сфероидальной частицей с несофокусными границами слоев. Приведен алгоритм решения, который включил основные достижения теории, полученные в последние годы. Используя недавно созданные van Buren процедуры вычисления сфероидальных функций, написана программа, реализующая предложенный алгоритм в случае двухслойных сфероидов. Исследована сходимость и точность решения для сфероидальных частиц с ядрами четырех видов: софокусных оболочке, подобных ей, наиболее шарообразных и наиболее вытянутых/сплюснутых при заданных форме частицы и отношении объемов ядра и оболочки. Рассмотрены данные расчетов сечений двухслойных сфероидов указанных видов при больших значениях дифракционного параметра (до xa = 2π a/λ =120). Проведено сравнение подобных численных результатов для слоистых сфероидов с предсказаниями приближенной теории аномальной дифракции. Приведены также результаты вычислений элементов матрицы рассеяния, показывающие, что обычно рассматриваемые слоистые сфероиды с софокусными границами слоев хорошо описывают оптические свойства лишь частиц с близкими по форме ядром и оболочкой. Ключевые слова: рассеяние света, T-матрица, сфероидальные слоистые рассеиватели, оптические свойства рассеивателей.
- К. Борен, Д. Хаффмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами (Мир, М., 1986)
- M.I. Mishchenko, J.W. Hovenier, L.D. Travis. Light scattering by nonspherical particles (Academic Press, San Diego, 2000). DOI: 10.1088/0957-0233/11/12/705
- M.I. Mishchenko, L.D. Travis, A.A. Lacis. Scattering, absorption and emission of light by small particles (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2002)
- В.В. Климов. Наноплазмоника (Физматлит, М., 2010)
- H.C. van de Hulst. Light scattering by small particles (Dover Publ., New York, 1957)
- A.A. Kokhanovsky. Light scattering media optics: problems and solutions (Wiley-Praxis, Chichester, 1999)
- F.M. Kahnert. JQSRT, 79--80, 775 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00321-7
- V.G. Farafonov, V.B. Il'in, M.S. Prokopjeva. JQSRT, 79--80, 599 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00310-2
- V.G. Farafonov, V.B. Il'in. Light Scattering Reviews (Springer-Praxis, Berlin, 2006), p. 125. DOI: 10.1007/3-540-37672-0_4
- A.A. Vinokurov, V.G. Farafonov, V.B. Il'in. JQSRT, 110, 1356 (2009). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2009.02.031
- В.Г. Фарафонов, В.И. Устимов, М.В. Соколовская. Опт. и спектр., 120, 124 (2016)
- В.Г. Фарафонов. Опт. и спектр., 117, 949 (2014)
- В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин. Опт. и спектр., 115, 836 (2013)
- В.Г. Фарафонов, А.А. Винокуров. Опт. и спектр., 105, 318 (2008)
- T. Onaka. Ann. Tokyo Astron. Observ., 18, 1 (1980)
- V. Farafonov, N. Voshchinnikov, V. Somsikov. Appl. Opt., 35, 5412 (1996). DOI: 10.1364/AO.35.005412
- I. Gurwich, M. Kleiman, N. Shiloah, В. Oaknin. JQSRT, 79--80, 649 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00312-6
- V.G. Farafonov, N.V. Voshchinnikov. Appl. Opt., 51, 1586 (2012). DOI: 10.1364/AO.51.001586
- V.G. Farafonov. J. Math. Sci., 175, 698 (2011). DOI: 10.1007/s10958-011-0384-9
- Y. Han, H. Zhang, X. Sun. Appl. Phys., B 84, 485 (2006). DOI: 10.1007/s00340-006-2298-7
- В.Г. Фарафонов. Опт. и спектр., 114, 462 (2013)
- В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин, Д.Г. Туричина. Опт. и спектр., 130, 273 (2022)
- M. Kerker. The scattering of light and other electromagnetic radiation (Academic Press, New York, 1969). DOI: 10.1016/C2013-0-06195-6
- N.V. Voshchinnikov, V.G. Farafonov. Astrophys. \& Space Sci., 204, 19 (1993). DOI: 10.1007/BF00658095
- V.B. Il'in, D.G. Turichina, V.G. Farafonov et al. JQSRT, 311, 108759 (2023). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2023.108759
- В.И. Комаров, Л.И. Пономарев, С.Ю. Славянов. Сфероидальные и кулоновские сфероидальные функции (Наука, М., 1976).
- C. Flammer. Spheroidal wave functions (Stanford Univ. Press, Stanford, 1957)
- J. Meixner, F.W. Schafke. Mathieusche Funktionen and Spharoidfunktionen (Springer, Berlin, 1954)
- A.L. van Buren. arXiv-preprints, math/2009.01618 (2020). DOI: 10.48550/arXiv.2009.01618
- J. Ding, P. Yang. Opt. Express, 31, 40937 (2023). DOI: 10.1364/OE.505416
- В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин, Д.Г. Туричина. Опт. и спектр., 131, 36 (2023). DOI: 10.21883/OS.2023.01.54535.2894-22
- V.G. Farafonov, N.V. Voshchinnikov, E.G. Semenova. J. Math. Sci., 214, 382 (2016). DOI: 10.1007/s10958-016-2784-3
- P.W. Barber, S.C. Hill. Light scattering by particles: computational methods (World Scientific, Singapore, 1990). DOI: 10.1142/0784
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.