几何光学区随机取向凸多面体集合的单次散射特性
大气与海洋物理
2026-04-13 v2
摘要
为研究几何形状如何影响随机取向粒子群的光散射特性，我们在几何光学近似方法下，对一组具有随机几何形状的晶体和一组具有不同长宽比的六棱柱进行了单次散射矩阵的统计计算，包括完整的偏振信息。作为对比，也给出了单个随机不规则晶体和单个六棱柱的单次散射矩阵。需要注意的是，本研究中所有统计模拟实验均受限于以下条件：忽略衍射和吸收效应，在单一固定波长下进行计算，假设粒子随机取向，且模拟仅限于几何光学近似适用的区域。利用凸多面体散射矩阵的统一计算框架，我们进行了一系列统计数值模拟。该框架在修改粒子几何形状方面的灵活性使得对形状依赖的散射特征进行系统性研究成为可能。结果表明规则和不规则粒子表现出明显不同的散射矩阵特征，而不规则粒子集合产生平滑且无特征的非零矩阵元素。相比之下，具有不同长宽比的规则六边形粒子集合保留了共同的几何散射特征。
引用
@article{arxiv.2604.06760,
title = {Single Scattering Properties for an Ensemble of Randomly Oriented Convex Polyhedra in Geometrical Optics Regime},
author = {Quan Mu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06760},
year = {2026}
}