Teoría de la difracción anómala - Anomalous diffraction theory
La teoría de la difracción anómala (también aproximación de van de Hulst , aproximación eikonal , aproximación de alta energía, aproximación de partículas blandas) es una aproximación desarrollada por el astrónomo holandés van de Hulst que describe la dispersión de la luz para esferas ópticamente blandas.
La aproximación de difracción anómala para la eficiencia de extinción es válida para partículas ópticamente blandas y parámetro de gran tamaño , x = 2π a / λ:
- ,
donde en esta derivación ya que se supone que el índice de refracción es real y, por lo tanto, no hay absorción ( ). es el factor de eficiencia de extinción, que se define como la relación entre la sección transversal de extinción y la sección transversal geométrica π a 2 . p = 4π a ( n - 1) / λ tiene un significado físico del retardo de fase de la onda que pasa por el centro de la esfera; a es el radio de la esfera, n es la relación de los índices de refracción dentro y fuera de la esfera y λ la longitud de onda de la luz.
Este conjunto de ecuaciones fue descrito por primera vez por van de Hulst. Hay extensiones para geometrías más complicadas de objetivos de dispersión.
La aproximación de difracción anómala ofrece una técnica muy aproximada pero computacionalmente rápida para calcular la dispersión de luz por partículas . La relación de los índices de refracción debe ser cercana a 1 y el parámetro de tamaño debe ser grande. Sin embargo, son posibles extensiones semi-empíricas a parámetros de tamaño pequeño e índices de refracción mayores. La principal ventaja del ADT es que se pueden (a) calcular, en forma cerrada, las eficiencias de extinción, dispersión y absorción para muchas distribuciones de tamaño típicas; (b) encuentre una solución al problema inverso de predecir la distribución del tamaño a partir de experimentos de dispersión de luz (varias longitudes de onda); (c) con fines de parametrización de propiedades ópticas de dispersión simple (inherentes) en códigos de transferencia radiativa.
Otra aproximación limitante para partículas ópticamente blandas es la dispersión de Rayleigh , que es válida para parámetros de tamaño pequeño.