Е.В. Петрова (отд. 53)

Цикл работ по исследованию механизмов рассеяния света плотноупакованными ансамблями частиц в приложении к реголиту поверхностей небесных тел

Данный цикл из четырех работ продолжает начатые автором (в сотрудничестве с коллегами из Украины и Германии) в 2000 г. исследования оптических свойств частиц сложной структуры в приложении к интерпретации измерений интенсивности и поляризации света, рассеянного реголитом безатмосферных небесных тел и кометной пылью. Представленные работы выполнены совместно с коллегами из Украины, США и Японии. Соавторов из ИКИ РАН нет.

Аннотация

За последнее десятилетие в разработке теории рассеяния света морфологически сложными объектами достигнут значительный прогресс, что расширяет возможности корректной интерпретации фотометрических и поляриметрических наблюдений. Особенно это касается области обратного рассеяния, где наблюдаются оппозиционные эффекты в яркости и поляризации. Хотя уравнения переноса излучения и слабой локализации (когерентного обратного рассеяния) строго выполняются только для разреженных сред, результаты численно точных компьютерных решений уравнений Максвелла для макроскопического объема, заполненного случайно расположенными частицами, показывают, что область их применения может быть шире. В частности, корректная интерпретация наблюдений возможна при плотности упаковки частиц в среде, достигающей 20-30%. Предложенное недавно приближенное решение проблемы когерентного обратного рассеяния позволило объяснить интересные эффекты в спектрах спутников Сатурна. В плотноупакованных средах могут наблюдаться эффекты, невозможные в разреженных средах и обусловленные вкладом ближнего поля. Для вычисления характеристик отраженного излучения такой средой не достаточно решить уравнения переноса и слабой локализации, даже записанные без ограничения дальней зоны. Исследование влияния взаимодействия частиц в ближнем поле пока возможно только для ограниченных ансамблей частиц. Оно показывает, что значительное увеличение плотности упаковки существенным образом изменяет фазовые функции интенсивности и поляризации в области обратного рассеяния. Это позволяет по форме измеренных фазовых кривых судить о плотности упаковки частиц среды и их поглощательных свойствах. Однако задача количественной интерпретации измерений излучения, отраженного плотноупакованной средой, в терминах размеров частиц, их показателя преломления и плотности упаковки пока не решена.

(1)

Е. В. Петрова, В. П. Тишковец

Рассеяние света морфологически сложными объектами и оппозиционные эффекты (обзор)

Астрономический вестник, 2011, т. 45(4), с. 315–333

(2)

V.P. Tishkovets, E.V. Petrova, and M.I. Mishchenko

Scattering of electromagnetic waves by ensembles of particles and discrete random media

Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2011, v. 112, pp. 2095-2127

(3)

E.V. Petrova and V.P. Tishkovets

Light scattering by aggregates of varying porosity and the opposition phenomena observed in the low-albedo particulate media

Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 2011, v. 112, pp. 2226–2233

(4)

L. Kolokolova, E. Petrova, and H. Kimura

Effects of Interaction of Electromagnetic Waves in Complex Particles,

In Electromagnetic Waves, V. Zhurbenko (Ed.), InTech, 2011, ISBN: 978-953-307-304-0, Available from: http://www.intechopen.com/articles/show/title/effects-of-interaction-of-electromagnetic-waves-in-complex-particles