Рассеивание Ми
Решение Ми уравнений Максвелла ( также известное как решение Лоренца-Ми , решение Лоренца-Ми-Дебая или рассеяние Ми ) описывает рассеяние плоской электромагнитной волны однородной сферой . Решение принимает форму бесконечного ряда сферических мультипольных парциальных волн . Он назван в честь Густава Ми .
Термин решение Ми также используется для решений уравнений Максвелла для рассеяния на стратифицированных сферах или бесконечных цилиндрах или других геометриях, где можно написать отдельные уравнения для радиальной и угловой зависимости решений. Для этого набора решений и методов иногда используется термин теория Ми ; это не относится к независимой физической теории или закону. В более широком смысле формулы «рассеяния Ми» наиболее полезны в ситуациях, когда размер рассеивающих частиц сравним с длиной волны света, а не намного меньше или намного больше.
Рассеяние Ми (иногда называемое немолекулярным рассеянием или рассеянием аэрозольных частиц ) происходит в нижних слоях атмосферы на высоте 4500 м (15 000 футов), где могут быть рассеяны многие по существу сферические частицы с диаметрами, примерно равными длине волны падающего луча . настоящее время. Теория рассеяния Ми не имеет ограничения на верхний размер и сходится к пределу геометрической оптики для больших частиц. [1]
Современную формулировку решения Ми задачи рассеяния на сфере можно найти во многих книгах, например, в « Электромагнитной теории » Дж. А. Стрэттона . [2] В этой формулировке падающая плоская волна, как и поле рассеяния, разлагается в излучающие сферические векторные сферические гармоники . Внутреннее поле разлагается в регулярные векторные сферические гармоники. Применяя граничное условие на сферической поверхности, можно вычислить коэффициенты расширения рассеянного поля.
Для частиц, намного больших или много меньших, чем длина волны рассеянного света, существуют простые и точные приближения, достаточные для описания поведения системы. Но для объектов, размер которых находится в пределах нескольких порядков длины волны, например, капель воды в атмосфере, частиц латекса в краске, капель в эмульсиях, в том числе в молоке, биологических клетках и клеточных компонентах, необходим более детальный подход. [3]
Решение Ми [4] названо в честь его разработчика, немецкого физика Густава Ми . Датский физик Людвиг Лоренц и другие независимо друг от друга разработали теорию рассеяния плоской электромагнитной волны диэлектрической сферой.
