本書全面闡述了微粒對(duì)電磁波散射、吸收和發(fā)射方面的最新理論和方法，主要包括對(duì)任意形狀、任意取向粒子的光或其它電磁輻射的散射、吸收和發(fā)射的理論研究；輻射傳輸理論與麥克斯韋方程單次散射解之間的關(guān)系；任意形狀粒子的散射、吸收和發(fā)射特性的精確理論計(jì)算方法及程序代碼；微粒的散射、吸收特性與粒子尺寸、折射率、形狀、取向之間的依賴關(guān)系，以及在物理學(xué)上如何廣泛應(yīng)用已有的高效、高精度理論和試驗(yàn)方法。本書反映了微粒的光散射、吸收和發(fā)射研究的重要進(jìn)展，可以作為光學(xué)和電磁傳播及相關(guān)研究的教材和有益參考書。
米先科、特拉維斯和拉齊斯專著的《微粒的光散射吸收和發(fā)射(精)》的讀者對(duì)象主要包括光學(xué)、電磁學(xué)、光電工程、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)、大氣輻射和遙感、氣候研究、雷達(dá)氣象學(xué)、行星物理、海洋學(xué)以及天體物理學(xué)等相關(guān)研究領(lǐng)域的廣大科技工作者、工程師和研究生。
第一部分 電磁散射、吸收和發(fā)射的基礎(chǔ)理論
第1章 電磁輻射的偏振特征
1．1 麥克斯韋方程、時(shí)諧場(chǎng)和坡印廷矢量
1．2 平面波的解
1．3 相干矩陣和斯托克斯參量
1．4 斯托克斯參量的橢圓偏振描述
1．5 斯托克斯參量的旋轉(zhuǎn)變換
1．6 準(zhǔn)單色光和不連續(xù)增加的斯托克斯參量
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第2章 任意有限粒子電磁輻射的散射、吸收和發(fā)射
2．1 體積積分方程
2．2 遠(yuǎn)場(chǎng)散射
2．3 互易性
2．4 坐標(biāo)系和粒子取向
2．5 總場(chǎng)的坡印廷矢量
第一部分 電磁散射、吸收和發(fā)射的基礎(chǔ)理論
第1章 電磁輻射的偏振特征
1．1 麥克斯韋方程、時(shí)諧場(chǎng)和坡印廷矢量
1．2 平面波的解
1．3 相干矩陣和斯托克斯參量
1．4 斯托克斯參量的橢圓偏振描述
1．5 斯托克斯參量的旋轉(zhuǎn)變換
1．6 準(zhǔn)單色光和不連續(xù)增加的斯托克斯參量
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第2章 任意有限粒子電磁輻射的散射、吸收和發(fā)射
2．1 體積積分方程
2．2 遠(yuǎn)場(chǎng)散射
2．3 互易性
2．4 坐標(biāo)系和粒子取向
2．5 總場(chǎng)的坡印廷矢量
2．6 相位矩陣
2．7 消光矩陣
2．8 消光截面、散射截面和吸收截面
2．9 輻射壓力和輻射轉(zhuǎn)矩
2．10 熱發(fā)射
2．11源點(diǎn)轉(zhuǎn)移
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第3章 獨(dú)立粒子集合的散射、吸收和輻射
3．1 由隨機(jī)和稀疏分布的粒子構(gòu)成的小體積元素的單一散射、吸收和輻射
3．2 系統(tǒng)平均
3．3 獨(dú)立散射的條件
3．4 輻射傳輸方程和相關(guān)后向散射
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第4章 散射矩陣以及宏觀各向同性和鏡面對(duì)稱散射介質(zhì)
4．1 斯托克斯散射矩陣的對(duì)稱性
4．2 宏觀各向同性和鏡面對(duì)稱散射介質(zhì)
4．3 相位矩陣
4．4 前向散射和消光矩陣
4．5 后向散射
4．6 散射截面、不對(duì)稱參數(shù)和輻射壓力
4．7 熱發(fā)射
4．8 球?qū)ΨQ粒子
4．9 非球形和方位的影響
4．10 歸一化散射和相位矩陣
4．11 一般球函數(shù)的展開式
4．12 圓偏振表示
4．13 輻射傳輸方程
第二部分 微小粒子散射和吸收特性的計(jì)算和測(cè)量
第5章 T矩陣方法和L0renz—Mie理論
5．1 T矩陣的定義
5．2 T矩陣的基本特征
5．2．1 旋轉(zhuǎn)變換規(guī)則
5．2．2 對(duì)稱關(guān)系
5．2．3 幺正性
5．2．4 平移變換規(guī)則
5．3 軸向粒子的消光矩陣
5．4 任意取向粒子的消光截面
5．5 任意取向粒子的散射矩陣
5．6 任意取向粒子的散射截面
5．7 球形對(duì)稱散射體fLorenz—Mie理論)
5．8 擴(kuò)展邊界條件方法
5．8．1 通用公式
5．8．2 比例不變定理
5．8．3 轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱粒子群
5．8．4收斂性
5．8．5 Lorenz．Mie系數(shù)
5．9 復(fù)合粒子及粒子群
5．10 對(duì)于均勻多分散球體的Lorenz—Mie代碼
5．10．1 實(shí)用所要考慮的事項(xiàng)
5．10．2 Lorenz—Mie代碼的輸入變量
5．10．3 輸出信息
5．10．4 附加說明及例子
5．11 均勻隨機(jī)方向多分散旋轉(zhuǎn)體粒子群T矩陣程序
5．11．1 單個(gè)粒子T矩陣計(jì)算
5．11．2 粒子形狀和尺寸
5．11．3 平均朝向和尺寸
5．11．4 代碼輸入?yún)?shù)
5．11．5 輸出信息
5．11．6 附加注釋
5．11．7 示例
5．12 任意取向的均勻流動(dòng)對(duì)稱粒子的T矩陣代碼
5．13 隨機(jī)取向雙球體簇的重疊T矩陣代碼
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第6章 各種精確計(jì)算技術(shù)
6．1 球體的變量分離法
6．2 有限元法
6．3 時(shí)域有限差分法
6．4 點(diǎn)匹配算法
6．5 積分方程法
6．6 復(fù)合球體的疊加法
6．7 方法比較、測(cè)試結(jié)果和計(jì)算機(jī)編碼
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第7章 近似算法
7．1 瑞利近似
7．2 瑞利高斯近似
7．3 不規(guī)則衍射近似
7．4 幾何光學(xué)近似
7．5 擾動(dòng)理論
7．6 其它近似方法
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第8章 測(cè)量技術(shù)
8．1 對(duì)可見光以及紅外光散射的測(cè)量
8．2 微波測(cè)量
第三部分 小粒子的散射和吸收特性及應(yīng)用舉例
第9章 球狀顆粒的吸收和散射特性
9．1 單分散球體
9．2 尺寸平均值的影響
9．3 光學(xué)橫截面，單散射反照率，以及非對(duì)稱參數(shù)
9．4 相函數(shù)a1(θ)
9．5 后向散射
9．6 散射矩陣的其它元素
9．7 球狀顆粒的光學(xué)特征
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第10章 非球形粒子的散射和吸收特性
10．1 固定方位非球形粒子干涉和共振結(jié)構(gòu)的散射圖樣：方位和尺度平均的影響
10．2 隨機(jī)方位多分散性中等縱橫比的橢球體
10．3 形狀比率中等的任意取向多分散的圓柱體
10．4 形狀比率極端的任意取向的橢球體和圓柱體
10．5 切比雪夫粒子
10．6 規(guī)則多面體粒子
10．7 不規(guī)則粒子
10．8 統(tǒng)計(jì)方法
10．9 球體(粒子)群
10．10 多種摻雜物隨機(jī)粒子
10．11 非球形粒子的光學(xué)特征
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附錄A 球面波遠(yuǎn)場(chǎng)擴(kuò)展
附錄B Wigner函數(shù)、Jacobi多項(xiàng)式和廣義球面方程
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附錄C 標(biāo)量及矢量球面波動(dòng)方程
附錄D Clebsch—Gordan系數(shù)和Wigner 3j符號(hào)
附錄E 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位
參考文獻(xiàn)
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