異常回折理論

異常回折理論（ファン・デ・フルスト近似、アイコナール近似、高エネルギー近似、ソフト粒子近似とも呼ばれる）は、オランダの天文学者ファン・デ・フルストによって開発された、光学的に柔らかい球体による光の散乱を記述する近似である。

異常回折近似による消光効率は、光学的に柔らかい粒子と大きなサイズパラメータ、x = 2π a /λに対して有効です。

${\displaystyle Q_{ext}=2-{\frac {4}{p}}\sin {p}+{\frac {4}{p^{2}}}(1-\cos {p})}$、

ここで、この導出では屈折率が実数であると仮定されているため、吸収はありません ( )。は消光効率係数で、消光断面積と幾何学的断面積 π a ²の比として定義されます。p = 4π a ( n – 1)/λ は、球の中心を通過する波の位相遅延の物理的な意味を持ちます。a は球の半径、n は球の内側と外側の屈折率の比、λ は光の波長です。 ${\displaystyle Q_{ext}=Q_{abs}+Q_{sca}=Q_{sca}}$${\displaystyle Q_{abs}=0}$${\displaystyle Q_{ext}}$

この方程式のセットは、van de Hulstによって最初に記述されました。^[1]散乱ターゲットのより複雑な形状への拡張があります。

異常回折近似は、粒子による光散乱を計算するための非常に近似的ではあるが計算速度が速い手法である。屈折率の比は 1 に近く、サイズ パラメータは大きくなければならない。しかし、小さなサイズ パラメータと大きな屈折率への半経験的拡張は可能である。ADT の主な利点は、(a) 多くの一般的なサイズ分布の消衰、散乱、吸収効率を閉形式で計算できること、(b) 光散乱実験 (複数の波長) からサイズ分布を予測する逆問題の解を見つけられること、(c) 放射伝達コードで単一散乱 (固有) 光学特性をパラメータ化できることである。

光学的に柔らかい粒子のもう一つの限界近似はレイリー散乱であり、これは小さなサイズパラメータに対して有効です。