Вышедшие номера
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. 3
1Санкт-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.
  1. К. Борен, Д. Хаффмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами (Мир, М., 1986)
  2. 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
  3. M.I. Mishchenko, L.D. Travis, A.A. Lacis. Scattering, absorption and emission of light by small particles (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2002)
  4. В.В. Климов. Наноплазмоника (Физматлит, М., 2010)
  5. H.C. van de Hulst. Light scattering by small particles (Dover Publ., New York, 1957)
  6. A.A. Kokhanovsky. Light scattering media optics: problems and solutions (Wiley-Praxis, Chichester, 1999)
  7. F.M. Kahnert. JQSRT, 79--80, 775 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00321-7
  8. V.G. Farafonov, V.B. Il'in, M.S. Prokopjeva. JQSRT, 79--80, 599 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00310-2
  9. V.G. Farafonov, V.B. Il'in. Light Scattering Reviews (Springer-Praxis, Berlin, 2006), p. 125. DOI: 10.1007/3-540-37672-0_4
  10. A.A. Vinokurov, V.G. Farafonov, V.B. Il'in. JQSRT, 110, 1356 (2009). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2009.02.031
  11. В.Г. Фарафонов, В.И. Устимов, М.В. Соколовская. Опт. и спектр., 120, 124 (2016)
  12. В.Г. Фарафонов. Опт. и спектр., 117, 949 (2014)
  13. В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин. Опт. и спектр., 115, 836 (2013)
  14. В.Г. Фарафонов, А.А. Винокуров. Опт. и спектр., 105, 318 (2008)
  15. T. Onaka. Ann. Tokyo Astron. Observ., 18, 1 (1980)
  16. V. Farafonov, N. Voshchinnikov, V. Somsikov. Appl. Opt., 35, 5412 (1996). DOI: 10.1364/AO.35.005412
  17. I. Gurwich, M. Kleiman, N. Shiloah, В. Oaknin. JQSRT, 79--80, 649 (2003). DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00312-6
  18. V.G. Farafonov, N.V. Voshchinnikov. Appl. Opt., 51, 1586 (2012). DOI: 10.1364/AO.51.001586
  19. V.G. Farafonov. J. Math. Sci. 175, 698 (2011). DOI: 10.1007/s10958-011-0384-9
  20. Y. Han, H. Zhang, X. Sun. Appl. Phys., B 84, 485 (2006). DOI: 10.1007/s00340-006-2298-7
  21. В.Г. Фарафонов. Опт. и спектр., 114, 462 (2013)
  22. В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин, Д.Г. Туричина. Опт. и спектр., 130, 273 (2022)
  23. M. Kerker. The scattering of light and other electromagnetic radiation (Academic Press, New York, 1969). DOI: 10.1016/C2013-0-06195-6
  24. N.V. Voshchinnikov, V.G. Farafonov. Astrophys. \& Space Sci., 204, 19 (1993). DOI: 10.1007/BF00658095
  25. V.B. Il'in, D.G. Turichina, V.G. Farafonov et al. JQSRT, 311, 108759 (2023). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2023.108759
  26. В.И. Комаров, Л.И. Пономарев, С.Ю. Славянов. Сфероидальные и кулоновские сфероидальные функции (Наука, М., 1976).
  27. C. Flammer. Spheroidal wave functions (Stanford Univ. Press, Stanford, 1957)
  28. J. Meixner, F.W. Schafke. Mathieusche Funktionen and Spharoidfunktionen (Springer, Berlin, 1954)
  29. A.L. van Buren. arXiv-preprints, math/2009.01618 (2020). DOI: 10.48550/arXiv.2009.01618
  30. J. Ding, P. Yang. Opt. Express, 31, 40937 (2023). DOI: 10.1364/OE.505416
  31. В.Г. Фарафонов, В.Б. Ильин, Д.Г. Туричина. Опт. и спектр., 131, 36 (2023). DOI: 10.21883/OS.2023.01.54535.2894-22
  32. V.G. Farafonov, N.V. Voshchinnikov, E.G. Semenova. J. Math. Sci., 214, 382 (2016). DOI: 10.1007/s10958-016-2784-3
  33. 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.