Крупномасштабная структура и асимптотические закономерности индикатрисы рассеяния света каплями воды в видимом диапазоне
Н.П. РОМАНОВ, С.А. БОРОДИН, С.О. ДУБНИЧЕНКО, Л.Д. НОВИКОВА
ФГБУ «Научно-производственное объединение «Тайфун», 249038, г. Обнинск, Калужская обл., ул. Победы, 4
vernik@typhoon.obninsk.ru
Ключевые слова: индикатриса рассеяния, интерференция, дифракция, геометрическая оптика, теория Ми
Страницы: 734-748
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ
Аннотация
Проведен анализ механизмов рассеяния излучения на шаре в диапазоне углов рассеяния θ от 0 до 180° путем сопоставления точных индикатрис, рассчитанных по теории Ми, и интерференционных индикатрис с участием дифракционного и парциальных лучей геометрической оптики (ГО). При этом оказалось, что крупномасштабные осцилляционные закономерности точной индикатрисы при бóльших Ми параметрах х соответствуют интерференционной картине двух или трех лучей с уточненными амплитудой дифракционного и сдвигами фаз ГО лучей. Для интегральных характеристик погрешность расчета с использованием интерференционных формул в области углов θ = 0 ÷ 10° не превышает единиц процентов для х > 10 и стремится к нулю с ростом х. Для остальных областей в зависимости от сочетания четностей целых частей p полного угла рассеяния следует стремление с ростом параметра Ми периодов осцилляций по q к нулю по законам х–1, х–2/3 (радуга) и х–1/2, а период осцилляций по х начинает зависеть только от θ. Результаты расчета средних по интервалам Δθ = 10 ÷ 15° индикатрис для показателя m = 4/3 представлены в виде аппроксимационных соотношений с асимптотическим стремлением к индикатрисе ГО.
|
