Теоретическая и математическая физика

Баланс энергии при когерентном рассеянии излучения системой многих частиц

Л. А. Апресян, В. И. Красовский, С. И. Расмагин

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия

Аннотация: С использованием единообразного описания полей падающей и рассеянных волн рассмотрены условия энергетического баланса для средних по времени потоков энергии при рассеянии монохроматической волны, создаваемой произвольным источником излучения на системе взаимодействующих через рассеянные поля частиц. Получена “лемма дуальности” для локальных значений энергетических потоков, аналогичная лемме Лоренца для полей от двух источников и определяющая перераспределение потоков энергии поля между рассеивателями и источником. Полный поток энергии разделяется на “энергетические” и “интерференционные” части, каждой из которых отвечает своя локализованная на частицах функция источников, и которые сохраняются в процессе распространения в свободном пространстве. Описаны варианты оптической теоремы, отвечающие различным выборам подсистем (кластеров), а также их соотношение с фактором Перселла. Показано, в частности, что для произвольного кластера из когерентно взаимодействующих частиц можно записать обычную форму оптической теоремы, выразив мощность экстинкции в виде суммы мощностей поглощения каждой частицей и мощности рассеяния, однако при этом экстинкция и рассеяние становятся зависящими от интерференционных слагаемых, связанных с выбором конкретного кластера внутри рассматриваемой системы. Конечным результатом является детальная картина энергообмена для произвольно выбранных кластеров из взаимодействующих частиц.

Ключевые слова: многократное рассеяние, когерентный источник излучения, сохранение энергии, оптическая теорема, эффект Перселла, радиационные потери.

Поступила в редакцию: 08.11.2024
Исправленный вариант: 21.02.2025
Принята в печать: 24.02.2025

DOI: 10.61011/JTF.2025.08.60893.412-24

Реферативные базы данных:

•