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[交流]
粒子尺度(半径)比入射光波长较大时,光和粒子的相互作用问题用什么理论来讨论
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粒子较大时光和粒子相互作用是分两种情况吗?一种是用Mie理论来讨论的,这是和粒子内的介质有关(比如折射率等),相互作用包括散射和吸收, 另一种是用衍射理论来讨论,主要用惠更斯原理来解释,这种衍射理论讨论的是衍射,衍射的结果与粒子的大小以及形状有关? 还是说散射,吸收和衍射都是可以用Mie理论来解释,也都可以用衍射理论来解释? 谢谢。 |
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8楼2014-09-26 15:03:58
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粒子一般指构成物质的基本微粒,原子,分子等等。所以,你的意思应该是颗粒吧?假设颗粒的尺度为a,则一般有如下几种情况: (1)a>>光波长,这时光表现出明显的光线特征,可以很好地使用几何光学解决; (2)a>波长,且a~波长(与波长同量级可比拟),此时光表现出较为明显的波动性,习惯上使用波动光学的衍射理论解决,但也可以使用散射理论,只是求解精度的问题。 (3)a<波长,且a~波长(与波长同量级可比拟),此时光同样表现出波显著动性,只是习惯是使用散射理论解决,但同样可以用衍射理论,也是求解精度的问题。 (4)a<<波长,这就是当前非常热门的亚波长光学,如果将颗粒排列成准周期或周期的阵列或构形,将出现与传统理论区别较大的现象,比如反常吸收,反常反射等等,人们现在通常用等离激元光子学或者扩展后的衍射理论进行处理。 |
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12楼2014-09-27 20:50:46
13楼2014-09-29 10:09:14
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谈谈我个人的理解:波动光学其实适用范围是很广的,散射理论以及经典衍射理论都能从中进行推导。因此,虽然侧重的尺度不一样,但其实也没有严格的界定,它们本质上都来自麦克斯韦方程和边界条件,只是在处理物体和近似上不同。所以,只要经过合适的假定及扩展,能得出同样结论并不稀奇。 [ 发自手机版 http://muchong.com/3g ] |
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14楼2014-09-29 13:50:23
15楼2014-09-29 16:42:47
16楼2017-12-29 12:06:52
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2014-09-26 14:52
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2014-09-26 15:23
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