Том 34, номер 08, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты исследования эффекта Умова для крупных по сравнению с длиной волны падающего излучения несферических частиц. Исследование проводилось для частиц с максимальным размером 100, 140, 170 и 200 мкм. Результаты получены для 210 различных показателей преломления, вещественная часть которых менялась от 1,3 до 1,6 с шагом 0,5, мнимая – в диапазоне от 0 до 0,1344. Установлено, что эффект Умова выполняется для всех указанных частиц при условии, что мнимая часть показателя преломления < 0,001.

Ключевые слова:

рассеяние света, поглощение, эффект Умова, физическая оптика, геометрическая оптика, несферические частицы

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Provostaye F., Desains P. Mémoire sur la diffusion de la chaleur // Annal. Chim. Phys. 1852. V. 3, N 34. P. 192–225.
2. Umov N.A. Chromatische depolarisation durch lichtzerstreuung // Phis. Zeits. 1905. V. 6. P. 674–676.
3. Топорец А.С. Об эффекте Умова // ЖЭТФ. 1950. Т. 20, № 6. С. 390–394.
4. Wolff M. Theory and application of the polarization-albedo rules // Icarus. 1980. V. 44, N 3. P. 780–792.
5. Shkuratov Yu.G., Opanasenko N.V., Kreslavsky M.A. Polarimetric and photometric properties of the Moon: Telescope observation and laboratory simulation. 1. The negative polarization // Icarus. 1992. V. 95, N 2. P. 283–299.
6. Mishchenko M.I., Liu L., Hovenier J.W. Effects of absorption on multiple scattering by random particulate media: Exact results // Opt. Exppress. 2007. V. 15, N 20. P. 13182–13187.
7. Zubko E., Videen G., Shkuratov Y., Muinonen K., Yamamoto T. The Umov effect for single irregularly shaped particles with sizes comparable with wavelength // Icarus. 2011. V. 212, N 1. P. 403–415. DOI: 10. 1016/j.icarus.2010.12.012.
8. Zubko E., Videen G., Zubko N., Shkuratov Y. Reflectance of micron-sized dust particles retrieved with the Umov law // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 190. P. 1–6. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017.01.003.
9. Lyot B. Recherches sur la polarisation de la lumière des planètes et de quelques substances terrestres. Orléans: H. Tessier, 1929. 161 p.
10. Киселев Н.Н., Лупишко Д.Ф., Чернова Г.П., Шкуратов Ю.Г. Поляриметрия астероида 1685 Торо // Кинематика и физика небесных тел. 1990. T. 6, № 2. С. 77–82.
11. Ishiguro M., Nakayama H., Kogachi M., Mukai T., Nakamura R., Hirata R., Okazak A. Maximum visible polarization of 4179 toutatis in the apparition of 1996 // Publ. Astron. Soc. Jpn. 1997. V. 49, N 5. P. L31–L34. DOI: 10.1093/pasj/49.5.L31.
12. Kiselev N.N., Rosenbush V.K., Jockers K., Velichko F.P., Shakhovskoj N.M., Efimov Yu.S., Lupishko D.F., Rumyantsev V.V. Polarimetry of near-Earth asteroid 33342 Synthetic phase angle dependence of polarization for the E-type asteroids The Netherlands, WT24 // Proc. Conf. Asteroids, Comets. 1998. P. 887–890.
13. Бурнашов А.В., Коношонкин А.В. Матрица рассеяния света на усеченном пластинчатом дроксталле, ориентированном преимущественно в горизонтальной плоскости // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 12. С. 1043–1050; Burnashov A.V., Konoshonkin A.V. Matrix of light scattering on a truncated plate-like droxtal preferably oriented in a horizontal plane // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 3. P. 194–200.
14. ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Иностранная литература, 1961. 537 с.
15. Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Боровой А.Г., Rei­chardt J. Восстановление доли ориентированных атмосферных кристаллов по данным рамановского лидара и облакомера // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 7. С. 552–557. DOI: 10.15372/AOO20170702.
16. Shishko V.A., Konoshonkin A.V., Kustova N.V., Bo­rovoi A.G. Light scattering by large particles with the arbitrary shape within the geometrical optics approximation // Proc. SPIE. 2019. V. 11208. P. 1120867.
17. Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Осипов В.А., Боровой А.Г., Masuda К., Ishimoto H., Okamoto H. Метод физической оптики для решения задачи рассеяния света на кристаллических ледяных частицах: сравнение дифракционных формул // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 9. С. 830–843. DOI: 10. 15372/AOO20150909.
18. Borovoi A., Konoshonkin A., Kustova N. The physical-optics approximation and its application to light backscattering by hexagonal ice crystals // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 146. P. 181–189.
19. Shishko V., Konoshonkin A., Kustova N., Timofeev D., Borovoi A. Coherent and incoherent backscattering by a single large particle of irregular shape // Opt. Express. 2019. V. 27, N 23. P. 32984–32993.
20. Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Шишко В.А., Боровой А.Г. Методика решения задачи рассеяния света на ледяных кристаллах перистых облаков в направлении рассеяния назад методом физической оптики для лидара с зенитным сканированием // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 1. С. 40–50; Konoshonkin A.V., Kustova N.V., Shishko V.A., Borovoi A.G. The technique for solving the problem of light backscattering by ice crystals of cirrus clouds by the physical optics method for a lidar with zenith scanning // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 3. P. 252–262. DOI: 10.15372/AOO20160105.
21. Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Боровой А.Г. Граница применимости приближения геометрической оптики для решения задачи обратного рассеяния света на квазигоризонтально ориентированных гексагональных ледяных пластинках // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 8. С. 705–712; Konoshonkin A.V., Kustova N.V., Borovoi A.G. Limits to applicability of geometrical optics approximation to light backscattering by quasihorizontally oriented hexagonal ice plates // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 1. P. 74–81.
22. Попов А.А. О когерентном сложении рассеянного и дифракционного полей в задачах светорассеяния на крупных кристаллах // Докл. АН СССР. 1988. Т. 303, № 3. C. 594–597.
23. Borovoi A.G., Grishin I.A. Scattering matrices for large ice crystal particles // J. Opt. Soc. Am. A. 2003. V. 20, N 11. P. 2071–2080.
24. Bi L., Yang P., Kattawar G.W., Hu Y, Baum B.A. Scattering and absorption of light by ice particles: Solution by a new physical-geometric optics hybrid method // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2011. V. 112, N 9. P. 1492–1508.
25. Yang P., Liou K.N. Geometric-optics–integral-equation method for light scattering by nonspherical ice crystals // Appl. Opt. 1996. V. 35, N 33. P. 6568–6584.