Física computacional: ¿Cuál es la aproximación dipolo discreta?

La aproximación dipolar discreta (DDA) es un método numérico para resolver las ecuaciones de Maxwell.

Encontrar la respuesta óptica de los dispersores es un problema importante en física. La respuesta electromagnética se puede encontrar usando las ecuaciones de Maxwell en el límite clásico. Desafortunadamente, las ecuaciones de Maxwell tienen soluciones analíticas solo para las geometrías más simples. Entonces tenemos que usar métodos numéricos.

DDA es uno de esos métodos. Lo que debe hacer aquí es subdividir su dispersor en una gran cantidad de piezas de manera que cada pieza sea mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz en consideración. Se supone que cada una de estas piezas tiene una polarización que depende de las ecuaciones constitutivas del material del que está hecho. Es decir, el campo eléctrico en la pieza (debido al campo incidente así como a todas las piezas) da como resultado un momento dipolar inducido allí. Este momento dipolar, a su vez, causa variación en el campo eléctrico en otras piezas, etc. Es posible resolver de manera autoconsistente todos estos dipolos inducidos, lo que nos permite comprender la respuesta óptica completa del objeto.

La DDA se usa generalmente en casos en los que el campo incidente es una onda armónica monocromática. En cierto sentido, solo estamos interesados ​​en la respuesta de estado estable del sistema y no en ningún comportamiento transitorio.

Si está interesado en aprender más, lea el documento de Draine y Flatau: aproximación de dipolo discreto para cálculos de dispersión. También puede intentar simular estructuras físicas utilizando su programa DDSCAT.

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