Dispersión de esferas: una nueva mirada a un viejo problema
Autores: Ruello, Giuseppe; Lattanzi, Riccardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Dispersión de esferas: una nueva mirada a un viejo problema
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Marco teórico
Dispersión
Esferas
Campos electromagnéticos
Armónicos esféricos
Coeficiente de reflexión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, presentamos un marco teórico para describir la dispersión de esferas. En nuestro marco propuesto, el campo total en el medio exterior se descompone en términos de campos electromagnéticos hacia adentro y hacia afuera, en lugar de en términos de campos incidentes y dispersos, como en la formulación clásica de Lorenz-Mie. Los campos se expresan como series de armónicos esféricos, cuyos pesos de combinación pueden interpretarse como coeficientes de reflexión y transmisión, lo que proporciona una comprensión intuitiva de los fenómenos de propagación y dispersión. Nuestra formulación extiende la teoría previamente propuesta de líneas de transmisión no uniformes al introducir una expresión para la transferencia de impedancia, que produce una solución en forma cerrada para los campos dentro y fuera de la esfera. La potencia transmitida y dispersada por la esfera también se puede evaluar con una expresión simple en forma cerrada y relacionarse con el módulo del coeficiente de reflexión. Mostramos que nuestro método es totalmente coherente con la teoría clásica de dispersión de Mie. También demostramos que nuestro método puede proporcionar una interpretación física intuitiva de la dispersión electromagnética en términos de coincidencia de impedancias y resonancias, y que es especialmente útil para el caso de ondas esféricas viajando hacia adentro generadas por fuentes que rodean al dispersor.
Descripción
En este trabajo, presentamos un marco teórico para describir la dispersión de esferas. En nuestro marco propuesto, el campo total en el medio exterior se descompone en términos de campos electromagnéticos hacia adentro y hacia afuera, en lugar de en términos de campos incidentes y dispersos, como en la formulación clásica de Lorenz-Mie. Los campos se expresan como series de armónicos esféricos, cuyos pesos de combinación pueden interpretarse como coeficientes de reflexión y transmisión, lo que proporciona una comprensión intuitiva de los fenómenos de propagación y dispersión. Nuestra formulación extiende la teoría previamente propuesta de líneas de transmisión no uniformes al introducir una expresión para la transferencia de impedancia, que produce una solución en forma cerrada para los campos dentro y fuera de la esfera. La potencia transmitida y dispersada por la esfera también se puede evaluar con una expresión simple en forma cerrada y relacionarse con el módulo del coeficiente de reflexión. Mostramos que nuestro método es totalmente coherente con la teoría clásica de dispersión de Mie. También demostramos que nuestro método puede proporcionar una interpretación física intuitiva de la dispersión electromagnética en términos de coincidencia de impedancias y resonancias, y que es especialmente útil para el caso de ondas esféricas viajando hacia adentro generadas por fuentes que rodean al dispersor.