Théorie de MieEn optique ondulatoire, la théorie de Mie, ou solution de Mie, est une solution particulière des équations de Maxwell décrivant la diffusion élastique – c'est-à-dire sans changement de longueur d'onde – d'une onde électromagnétique plane par une particule sphérique caractérisée par son diamètre et son indice de réfraction complexe. Elle tire son nom du physicien allemand Gustav Mie, qui la décrivit en détail en 1908. Le travail de son prédécesseur Ludvig Lorenz est aujourd'hui reconnu comme « empiriquement équivalent » et l'on parle parfois de la théorie de Lorenz-Mie.
Diffusion des ondesLa diffusion est le phénomène par lequel un rayonnement, comme la lumière, le son ou un faisceau de particules, est dévié dans diverses directions par une interaction avec d'autres objets. La diffusion peut être isotrope, c'est-à-dire répartie uniformément dans toutes les directions, ou anisotrope. En particulier, la fraction de l'onde incidente qui est retournée dans la direction d'où elle provient est appelée rétrodiffusion (backscatter en anglais). La diffusion peut s'effectuer avec ou sans variation de fréquence.
Diffusion RayleighLa diffusion Rayleigh est un mode de diffusion des ondes, par exemple électromagnétiques ou sonores. Elle opère lorsque la longueur d'onde est beaucoup plus grande que la taille des particules diffusantes. On parle de diffusion élastique, car cela se fait sans variation d'énergie, autrement dit l'onde conserve la même longueur d'onde. Elle est nommée d'après John William Strutt Rayleigh, qui en a fait la découverte.
Développement multipolaireEn Physique, le développement multipolaire correspond au développement en série d'un potentiel scalaire, comme le potentiel électrique ou gravitationnel, utilisant de manière habituelle des puissances (ou des puissances inverses) de la distance à l'origine, ainsi que de la dépendance angulaire, et dont les coefficients sont appelés moments multipolaire. En principe, un développement multipolaire procure une description exacte du potentiel et converge généralement sous deux conditions, si les sources (i.e.
Harmonique sphériqueEn mathématiques, les harmoniques sphériques sont des fonctions harmoniques particulières, c'est-à-dire des fonctions dont le laplacien est nul. Les harmoniques sphériques sont particulièrement utiles pour résoudre des problèmes invariants par rotation, car elles sont les vecteurs propres de certains opérateurs liés aux rotations. Les polynômes harmoniques P(x,y,z) de degré l forment un espace vectoriel de dimension 2 l + 1, et peuvent s'exprimer en coordonnées sphériques (r, θ, φ) comme des combinaisons linéaires des (2 l + 1) fonctions : avec .
Quadrupôle électrostatiquevignette|Quadrupôle électrique. En électrostatique, un quadrupôle est une distribution de charges telle que les barycentres des charges positives et des charges négatives soient confondus. Soit une distribution de charges aux points . Cette distribution à support compact crée à une grande distance des charges (pour , avec longueur caractéristique de la distribution) un potentiel .
Diffusion dynamique de la lumièreLa diffusion dynamique de la lumière (en anglais, dynamic light scattering ou DLS) est une technique d'analyse spectroscopique non destructive permettant d'accéder à la taille de particules en suspension dans un liquide ou de chaînes de polymère en solution de de diamètre environ. Lorsque la lumière d'un laser atteint des petites particules dans une microcuvette, la lumière diffuse dans toutes les directions. Ce phénomène est principalement de la diffusion de Rayleigh, diffusion élastique où les particules sont plus petites que la longueur d'onde considérée.
Spherical basisIn pure and applied mathematics, particularly quantum mechanics and computer graphics and their applications, a spherical basis is the basis used to express spherical tensors. The spherical basis closely relates to the description of angular momentum in quantum mechanics and spherical harmonic functions. While spherical polar coordinates are one orthogonal coordinate system for expressing vectors and tensors using polar and azimuthal angles and radial distance, the spherical basis are constructed from the standard basis and use complex numbers.
Diffusion statique de la lumièrealt=Exemple de diffusion statique de la lumière utilisant le système du goniomètre.|thumb|Exemple de diffusion statique de la lumière utilisant le système du goniomètre. La diffusion statique de la lumière est une technique utilisée en physique et en chimie pour mesurer l'intensité de la lumière dispersée pour obtenir le poids moléculaire moyen M d'une macromolécule, comme un polymère ou une protéine en solution. La mesure de l'intensité de diffusion à de nombreux angles permet le calcul de la racine carrée du rayon moyen, aussi appelé le rayon de giration.
DipoleIn physics, a dipole () is an electromagnetic phenomenon which occurs in two ways: An electric dipole deals with the separation of the positive and negative electric charges found in any electromagnetic system. A simple example of this system is a pair of charges of equal magnitude but opposite sign separated by some typically small distance. (A permanent electric dipole is called an electret.) A magnetic dipole is the closed circulation of an electric current system. A simple example is a single loop of wire with constant current through it.
Équations de Maxwellvignette|Plaque représentant les équations de Maxwell au pied de la statue en hommage à James Clerk Maxwell d'Edimbourg. Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent, avec l'expression de la force électromagnétique de Lorentz, les postulats de base de l'électromagnétisme. Ces équations traduisent sous forme locale différents théorèmes (Gauss, Ampère, Faraday) qui régissaient l'électromagnétisme avant que Maxwell ne les réunisse sous forme d'équations intégrales.
Codes for electromagnetic scattering by spheresCodes for electromagnetic scattering by spheres - this article list codes for electromagnetic scattering by a homogeneous sphere, layered sphere, and cluster of spheres. Majority of existing codes for calculation of electromagnetic scattering by a single sphere is based on Mie theory which is an analytical solution of Maxwell's equations in terms of infinite series. Other approximations to scattering by a single sphere include: Debye series, ray tracing (geometrical optics), ray tracing including the effects of interference between rays, Airy theory, Rayleigh scattering, diffraction approximation.
Spin-weighted spherical harmonicsIn special functions, a topic in mathematics, spin-weighted spherical harmonics are generalizations of the standard spherical harmonics and—like the usual spherical harmonics—are functions on the sphere. Unlike ordinary spherical harmonics, the spin-weighted harmonics are U(1) gauge fields rather than scalar fields: mathematically, they take values in a complex line bundle. The spin-weighted harmonics are organized by degree l, just like ordinary spherical harmonics, but have an additional spin weight s that reflects the additional U(1) symmetry.
Diffusion RamanLa diffusion Raman, ou effet Raman, est un phénomène optique découvert indépendamment en 1928 par les physiciens Chandrashekhara Venkata Râman et Leonid Mandelstam. Cet effet consiste en la diffusion inélastique d'un photon, c'est-à-dire le phénomène physique par lequel un milieu peut modifier légèrement la fréquence de la lumière qui y circule. Ce décalage en fréquence correspond à un échange d'énergie entre le rayon lumineux et le milieu. Cet effet physique fut prédit par Adolf Smekal en 1923.
Del in cylindrical and spherical coordinatesThis is a list of some vector calculus formulae for working with common curvilinear coordinate systems. This article uses the standard notation ISO 80000-2, which supersedes ISO 31-11, for spherical coordinates (other sources may reverse the definitions of θ and φ): The polar angle is denoted by : it is the angle between the z-axis and the radial vector connecting the origin to the point in question. The azimuthal angle is denoted by : it is the angle between the x-axis and the projection of the radial vector onto the xy-plane.
Coordonnées sphériquesvignette|Illustration de la convention de l'article. La position du point P est définie par la distance et par les angles (colatitude) et (longitude).|alt= On appelle coordonnées sphériques divers systèmes de coordonnées orthogonales de l'espace analogues aux coordonnées polaires du plan. Un point de l'espace est repéré dans ces systèmes par la distance à une origine (le pôle) et par deux angles. Ils sont d'emploi courant pour le repérage géographique : l'altitude, la latitude et la longitude sont une variante de ces coordonnées.
Tensor operatorIn pure and applied mathematics, quantum mechanics and computer graphics, a tensor operator generalizes the notion of operators which are scalars and vectors. A special class of these are spherical tensor operators which apply the notion of the spherical basis and spherical harmonics. The spherical basis closely relates to the description of angular momentum in quantum mechanics and spherical harmonic functions. The coordinate-free generalization of a tensor operator is known as a representation operator.
Dipôle magnétiquevignette|Dipôle magnétique de la Terre Un dipôle magnétique est l'équivalent pour le champ magnétique de ce qu'est un dipôle électrostatique pour le champ électrique. Il est entièrement caractérisé par le vecteur moment magnétique (ou moment dipolaire magnétique), l'équivalent pour le magnétisme de ce qu'est le moment dipolaire pour l'électrostatique. La représentation matérielle la plus simple d'un dipôle magnétique est une boucle de courant, c'est-à-dire un courant électrique circulaire.
Maxwell's equations in curved spacetimeIn physics, Maxwell's equations in curved spacetime govern the dynamics of the electromagnetic field in curved spacetime (where the metric may not be the Minkowski metric) or where one uses an arbitrary (not necessarily Cartesian) coordinate system. These equations can be viewed as a generalization of the vacuum Maxwell's equations which are normally formulated in the local coordinates of flat spacetime.
Light scattering by particlesLight scattering by particles is the process by which small particles (e.g. ice crystals, dust, atmospheric particulates, cosmic dust, and blood cells) scatter light causing optical phenomena such as the blue color of the sky, and halos. Maxwell's equations are the basis of theoretical and computational methods describing light scattering, but since exact solutions to Maxwell's equations are only known for selected particle geometries (such as spherical), light scattering by particles is a branch of computational electromagnetics dealing with electromagnetic radiation scattering and absorption by particles.
