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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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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 ] |
ouyangmeme14楼2014-09-29 13:50:23
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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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