Alteração anômala do disco Airy com mudança de tamanho de partículas esféricas
O uso da difração a laser é considerado como um método de princípio confiável e técnica madura nas medições de distribuições de tamanho de partículas. É geralmente aceito que para um certo índice de refração relativo, o tamanho do padrão de dispersão (também chamado de disco Airy) de partículas esféricas diminui monotonicamente com o aumento do tamanho da partícula. Esta estrutura fina forma a base do método de difração a laser. Aqui mostramos que o tamanho do disco Airy de partículas esféricas não absorvente torna-se maior com o aumento do tamanho da partícula em certas faixas de tamanho. Para saber mais sobre esta mudança anômala do disco Airy (ACAD), apresentamos imagens do disco Airy e curvas do tamanho do disco Airy versus tamanho da partícula para partículas esféricas de diferentes índices de refração relativa usando a teoria de Mie. Essas cifras revelam que o ACAD ocorre periodicamente para partículas não absorventes e desaparece quando a eficiência de absorção é superior a um determinado valor. Em seguida, usando a aproximação de óptica geométrica (GO), derivamos as fórmulas analíticas para os limites das faixas de tamanho onde ocorre o ACAD. A partir das fórmulas, obtemos as leis do ACAD da seguinte forma: (1) para partículas não absorventes, o ACAD ocorre periodicamente, e quando o tamanho da partícula tende ao infinito, o período tende a um certo valor. À medida que o índice de refração relativo aumenta, (2) as faixas de tamanho das partículas onde ocorre ACAD mudam para valores menores, (3) o período de ACAD torna-se menor e (4) a largura das faixas de tamanho onde ocorre ACAD torna-se mais estreita. Além disso, podemos prever a partir das fórmulas que ACAD também existe para partículas cujo índice de refração relativo é menor que 1.