Przybliżenie dyskretnych dipoli

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Przybliżenie dyskretnych dipoli – metoda dokładnego rozwiązania problemu rozpraszania światła na niesferycznych i niejednorodnych cząstkach oraz na periodycznych układach cząstek.

Przybliżenie dyskretnych dipoli (ang. discrete dipole approximation, w skrócie DDA) opiera się na założeniu, że cząstkę rozpraszającą można przybliżyć przez układ mniejszych elementów oddziaływających z falą elektromagnetyczna jak pojedynczy dipol. Metoda polega na uwzględnieniu jednoczesnych oddziaływań pomiędzy wszystkimi dipolami w układzie i daje dokładne rozwiązanie równań rozpraszania światła na cząstkach o dowolnym kształcie i rozkładzie niejednorodności materiału (współczynnika refrakcji). Została zaproponowana przez Purcella i Pennypackera[1] i istotnie rozwinięta w latach 1980-2000 przez Drainea i Flataua [2]. Obecnie istnieją inne implementacje [3] i rozszerzenia do problemów rozpraszania na periodycznych strukturach [4]

DDA jest dokładnym rozwiązaniem równań Maxwella na niesferycznych cząstkach i uzupełnia rozwiązanie Mie, które są ważne tylko dla cząstek sferycznych. Ograniczeniem metody jest zakres parametru wielkości  x = {2 \pi r} / {\lambda} i wielkość współczynnika refrakcji. Metoda dyskretnych dipoli jest ogólniejsza niż przybliżenie Rayleigha, które jest ważne dla jednego dipola i sprowadza się do rozwiązania Rayleigha dla małych parametrów wielkości. Metoda jest wykorzystywana w szerokim zakresie problemów fizycznych, m.in. w zagadnieniach nanotechnologii, rozpraszaniu na pyle międzyplanetarnym, rozpraszaniu fal mikrofalowych (radar) przez kryształy lodu, ekstynkcji na cząstkach aerozoli atmosferycznych, detekcji zanieczyszczeń na powierzchni.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. E. M. Purcell and C. R. Pennypacker. Scattering and absorption of light by nonspherical dielectric grains. Astrophysical Journal, 186:705, 1973.
  2. Draine, B.T., and P.J. Flatau. Discrete dipole approximation for scattering calculations. J. Opt. Soc. Am. A, 11:1491-1499, 1994. [1]
  3. MA Yurkin & AG Hoekstra. „Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer”. 106, s. 558-589, 2007. doi:10.1016/j.jqsrt.2007.01.034. 
  4. B. T. Draine and P. J. Flatau, The discrete dipole approximation for periodic targets I. theory and tests. Vol. 25, November 2008, J. Opt. Soc. Am. A, http://arxiv.org/abs/0809.0338