![]() |
![]() |
![]() |
С качественной стороны роль длины волны и размера частицы можно оценить из того факта, что именно эти два параметра определяют распределение фазы вокруг частицы. Частицы предполагаются сферическими, что является хорошим приближением для частиц дымок, туманов и облаков. Выразим отношение размера частиц к длине волны через безразмерный параметр ρ, определяемый как:
ρ = 2πa/λ (6)
где λ - длина волны в среде, окружающей частицу. Видно, что ρ представлет собой произведение радиуса частицы на волновой вектор k=2π/λ используемый в волновой теории.
Необходимо помнить, что самым важным определяющим фактором в рассеянии Ми является не размер частиц и не длина волны, а именно их отношение, или относительный размер (6). Эффект увеличения длины волны эквивалентен уменьшению размера частиц. Частицы дымки, имеющие радиус до 1 мкм, могут выступать как «большие», если они облучаются зелёным светом, который приблизительно соответствует длине волны 0,55 мкм, но становятся «малыми» для ИК-излучения с длиной волны 10 мкм. Аналогично, капли дождя, имеющие радиус 1 мм (1000 мкм) оказываются "большими" для ИК-излучения с указанной длиной волны и «малыми» для радиолокационных импульсов в сантиметровом диапазоне.
В соответствии с таким большим разнообразием относительных размеров существует еще большее разнообразие характеристик рассеяния. В области малых относительных размеров рассеяние объясняется теорией Релея, к которой сводится и теория Ми, когда параметр ρ становится достаточно малым. В области большого относительного размера, примером которого могут служить капли дождя в оптическом диапазоне длин волн, рассеяние хорошо объясняется законами дифракции, отражения и преломления. В средней области размеров единственной адекватной теорией является сама теория Ми. Отличительная черта этой теории заключается в ее способности описывать точно и исчерпывающе рассеяние на частицах любых размеров. Поэтому теория Ми является критерием для любой другой теории или приближения.
![]() |
![]() |
![]() |