سمت چپ این معادله را به راحتی میتوان به صورت زیر نوشت:
که در این رابطه بردار قطبش افقی میباشد. بنابراین با مقایسه روابط (۴-۱۹۱) و (۴-۱۹۲) به رابطه زیر میرسیم:
با گرفتن کرل از دو طرف رابطه (۴-۱۹۳) نیز به رابطه زیر میرسیم:
که در این رابطه نیز بردار قطبش عمودی می باشد. حال با بهره گرفتن از روابط (۴-۱۹۳) و (۴-۱۹۴) به راحتی میتوان یک موج تخت کلی را بر حسب هارمونیکهای استوانهای به صورت زیر بسط داد:
۴-۶-۳- پراکندگی از استوانه محدود با بهره گرفتن از تقریب استوانه نامحدود
در این قسمت به دنبال حل مساله پراکندگی برای یک استوانه با طول L، شعاع a و گذردهی میباشیم. تقریب استوانه نامحدود فرض می کند که استوانه به موج برخوردی همانند یک استوانه نامحدود پاسخ میدهد. به هر حال، زمانی که استوانه براساس اصل هویگنس تابش می کند، می تواند تابش یک استوانه محدود در نظر گرفته شود [۸۶]. بنابراین، ابتدا مساله برای یک استوانه نامحدود حل و سپس با بهره گرفتن از اصل هویگنس، میدان پراکنده شده از یک استوانه محدود به دست می آید.
در رابطه ۲۰ میدان تخت برخوردی را بر حسب هارمونیکهای استوانهای بسط دادیم. میدانهای الکتریکی داخل استوانه و بیرون را به صورت زیر در نظر میگیریم:
که در آن:
با اعمال شرایط مرزی بر روی میدانها میتوان ضرایب بسطهای (۴-۱۹۶) و (۴-۱۹۷) را به دست آورد. چون در اصل هویگنس میدانهای داخل را لازم داریم پس به دنبال پیدا کردن ضرایب و میباشیم. پس از انجام محاسبات این ضرایب در روابط زیر صدق می کنند:
که در این روابط ضرایب جفت شده به صورت زیر تعریف شده اند:
با محاسبه و میدان داخل استوانه به طور کامل به دست آمده است. حال رابطه (۴-۱۷۳) را برای محاسبه میدان پراکنده شده از یک استوانه محدود، با انتگرالگیری روی سطح استوانه، به کار میبریم. با انجام این کار، به رابطه زیر میرسیم:
که در این رابطه و به ترتیب به صورت و میباشند.
حال با توجه به روابط انتگرالی زیر:
میتوان انتگرال رابطه (۴-۲۰۵) را حل و میدان پراکنده شده در میدان دور را به صورت زیر به دست آورد:
که در این روابط نیز منظور از Rg قرار دادن به جای در روابط (۴-۲۰۱) تا (۴-۲۰۳) میباشد و:
۴-۶-۵- محاسبه سطح مقطع خاموشی:
مطابق آنچه که در مورد میدان الکتریکی در فواصل دور از ذره بیان شد، (رابطه (۴-۲۷)) به راحتی میتوان بردار و متعاقبا بردار را با توجه به رابطه (۴-۲۰۹) به دست آورد. تنها کاری که باید انجام دهیم آن است که جمله را کنار گذاشته و به جای و مقادیر صفر و را قرار دهیم. با اعمال ضرب داخلی نتیجه به دست آمده برای در بردار که در رابطه (۴-۱۹۵) تعریف شده است نتیجه زیر را برای سطح مقطع خاموشی یک استوانه محدود به دست میآوریم:
فصل پنجم:
نتایج و بحث
نتایج و بحث
۵-۱:تاثیر ساختار نانوبلور بر طول موج تشدید پلاسمونی
مطالعه بررسی تاثیر ساختار نانوبلور در این پایان نامه به فلزات طلا و نقره محدود شده است. علت این امر نیز قرار گرفتن طول موج تشدید پلاسمونی این فلزات در محدوده مرئی طیف الکترومغناطیس میباشد که ناشی از ثابت دیالکتریک این فلزات میباشد. به این منظور نیازمند پارامترهای تعریف شده در مدل درود-سامرفلد و لحاظ کردن تاثیر ابعاد نانوبلور بر تابع دیالکتریک این دو فلز هستیم که به ترتیب در قسمتهای۲-۱-۲ و ۴-۱ مورد بررسی قرار گرفتهاند. جدول ۵-۱ این پارامترها را به طور کامل نشان میدهد.
فلز | ||||||
طلا | ۸۸۹۰/۶ | ۹۶۰۱/۸ | ۰۷۲۳/۰ | ۹۷۱۵/۲ | ۷۸۵۷/۱ | ۹۵۰۳/۰ |
نقره | ۷۱۸۰/۳ | ۲۰۹۳/۹ | ۰۲۰۰/۰ | ۲۸۴۰/۴ |