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物理学 > 经典物理

arXiv:1702.05883 (physics)
[提交于 2017年2月20日 ]

标题: 均匀介质球的共振散射特性

标题: Resonant Scattering Characteristics of Homogeneous Dielectric Sphere

Authors:Dimitrios C. Tzarouchis, Pasi Ylä-Oijala, Ari Sihvola
摘要: 在本文中,重新研究了单个均匀球体的电磁散射的经典问题。 主要关注的是研究散射行为作为材料对比度和尺寸参数的函数,针对介质球的所有电和磁共振。 具体而言,引入并利用了Padé近似作为Mie系数的替代系统展开。 低阶Padé近似可以给出散射系统及其所启用的动态机制的简洁且具有物理意义的表达式。 高阶近似用于准确预测共振极点谱。 这些结果总结为一般的极点公式,涵盖了小介质球的五阶磁共振和四阶电共振。 此外,研究了辐射阻尼过程与共振线宽之间的关系。 所得结果揭示了辐射阻尼机制与每个共振出现的最大宽度之间的基本联系。 最后,使用所建议的系统假设通过电路启发的视角来研究共振吸收最大值。
摘要: In the present article the classical problem of electromagnetic scattering by a single homogeneous sphere is revisited. Main focus is the study of the scattering behavior as a function of the material contrast and the size parameters for all electric and magnetic resonances of a dielectric sphere. Specifically, the Pad\'e approximants are introduced and utilized as an alternative system expansion of the Mie coefficients. Low order Pad\'e approximants can give compact and physically insightful expressions for the scattering system and the enabled dynamic mechanisms. Higher order approximants are used for predicting accurately the resonant pole spectrum. These results are summarized into general pole formulae, covering up to fifth order magnetic and forth order electric resonances of a small dielectric sphere. Additionally, the connection between the radiative damping process and the resonant linewidth is investigated. The results obtained reveal the fundamental connection of the radiative damping mechanism with the maximum width occurring for each resonance. Finally, the suggested system ansatz is used for studying the resonant absorption maximum through a circuit-inspired perspective.
评论: 8页,4图
主题: 经典物理 (physics.class-ph)
引用方式: arXiv:1702.05883 [physics.class-ph]
  (或者 arXiv:1702.05883v1 [physics.class-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.05883
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2690312
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来自: Dimitrios Tzarouchis C. [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2017 年 2 月 20 日 07:34:46 UTC (739 KB)
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