Волковская И.И.
Семёнов В.Е.
 Статья на сайте eLibrary

Проведено сравнение решения задачи о рассеянии и поглощении плоской электромагнитной волны на малой сферической частице в квазистатическом дипольном приближении с общим решением этой задачи, построенным Густавом Ми. Показано, что в определённых случаях условие малости радиуса частицы по сравнению с длиной волны снаружи является недостаточным для обоснования использования квазистатического дипольного приближения и квазистатические выражения для наведённых дипольных моментов, поглощённой мощности и мощности рассеяния становятся некорректными. Получены уточнённые неравенства, описывающие применимость квазистатического дипольного приближения для сферической частицы как в вакууме, так и в однородной среде, и проверена применимость этого приближения в различных случаях. Приведены результаты решения задачи, касающиеся величин поглощаемой и рассеиваемой мощности при дипольных резонансах различных типов при различных параметрах рассеивающего объекта и окружающей среды. Указаны выражения для параметров лоренцевой кривой вблизи магнитодипольного резонанса малой диэлектрической частицы с большим показателем преломления и малыми потерями.

На английском языке
On scattering and absorption of electromagnetic waves in the process of excitation of dipole modes of a spherical particle
Volkovskaya I.I. and Semenov V.E.

We compare the solution of the problem about scattering and absorption of a plane electromagnetic wave at a small spherical particle within the quasistatic dipole approximation and the general solution of this problem developed by Gustav Mie. It is shown that in certain cases the condition of smallness of the particle radius as compared with the wavelength on the outside is insufficient for justification of the use of the quasistatic dipole approximation, and the quasistatic formulas for induced dipole moments, absorbed power, and scattering power become incorrect. Refined inequalities are found, which describe applicability of the quasi-static approximation to a spherical particles both in vacuum, and applicability of this approximation is tested in various scenarios. The results of problem solution are presented, which yield the values of the absorbed and scattered power at dipole resonances of various types and various parameters of the scattering object and its environment. The expressions for the parameters of the Lorentz curve near the magnetodipole resonance of a small dielectric particle with a high refraction ratio and low losses are presented.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2021_64_01_41