ﻧﮕﺎرش ﻣﻘﺎﻟﻪ ﭘﮋوهشی در رابطه با برهمکنش پلاسمون-مولکول در نانوذره و نانومیله های فلزی- فایل ۹ |
![]() |
که در آن:
۴-۳-۸- تقریب دوقطبی برای مکعب:
برای مکعب، فوچز با بهره گرفتن از روشی نیمه تحلیلی و حل معادلات (۴-۳۹) و (۴-۴۳) به صورت عددی، نمودار زیر را برای مقادیر و را به دست آورد [۸۴]:
شکل ۴- ۴: نمودار مقادیر n و c برای مکعب [۸۴]
این شکل وجود ۶ مد سطحی را برای مکعب نشان میدهد که مقادیر و آن در جدول زیر داده شده است:
۱ | ۲ | ۳ | ۴ | ۵ | ۶ | |
۲۱۴/. | ۲۹۷/۰ | ۳۴۵/۰ | ۴۴۰/۰ | ۵۶۳/۰ | ۷۰۶/۰ | |
۴۴/۰ | ۲۴/۰ | ۰۴/۰ | ۰۵/۰ | ۱/۰ | ۰۹/۰ |
جدول ۴- ۱:مقادیر n و c برای مکعب
بنابراین روابط (۴-۶۲) و (۴-۶۸) برای سطح مقطع خاموشی و ثابت دیالکتریک متوسط یک مکعب با مقادیر داده شده در جدول بالا صادق میباشند.
۴-۴- تئوری می:
برای مطالعه برهمکنش پلاسمون-مولکول برای نانوذره کروی، میتوان از تئوری می استفاده کرد. در این تئوری، موج تخت برخوردی و موج پراکنده شده بر حسب توابع موج برداری کروی تابشی بسط داده میشوند. میدان داخل کره نیز بر حسب توابع موج برداری منظم بسط داده میشوند. با اعمال شرایط مرزی بر روی سطح کره، ضرایب بسط میدان پراکنده شده و با بهره گرفتن از آن، سطح مقطعهای جذب، پراکندگی و خاموشی محاسبه میشوند.
با بهره گرفتن از معادلات ماکسول به راحتی میتوان نتیجه گرفت که یک میدان الکترومغناطیسی در یک محیط همگن، همسانگرد و خطی باید در معادله موج برداری صدق کند:
همچنین E و H از طریق معادلات ماکسول به یکدیگر وابستهاند:
حال بردار M را به شکل در نظر میگیریم که در آن یک بردار دلخواه ثابت میباشد و یک تابع اسکالر است. به راحتی میتوان ثابت کرد که دیورژانس صفر می شود. از طرفی با بهره گرفتن از روابط برداری میتوان به رابطه زیر رسید:
از طرفی چون c یک بردار دلخواه است، طبق معادله (۴-۷۹) زمانی M در معادله موج برداری صدق می کند که نیز در معادله موج اسکالر صدق کند:
یک تابع برداری دیگر نیز به صورت زیر تعریف میکنیم:
که دیورژانس آن برابر صفر میباشد و در معادله موج برداری نیز صدق می کند. همچنین داریم:
بنابراین M و N تعریف شده تمامی خواص لازمه برای یک میدان الکترومغناطیسی را دارا میباشند: دیورژانس هر دو برابر صفر میباشد و کرل هر یک متناسب با دیگری میباشد. هر دو نیز در معادله موج برداری صدق می کنند. بنابراین، مسئله پیدا کردن میدانها به حل بسیار سادهتر معادله موج اسکالر تبدیل می شود. را تابع مولد برای هارمونیکهای برداری M و Nمینامیم و بردار ثابت c را بردار راهنما[۷۳] مینامیم.
انتخاب تابع مولد و بردار راهنما که یک بردار دلخواه است به دستگاه مختصات مورد استفاده بستگی دارد. در دستگاه مختصات کروی این بردار را برابر r، بردار شعاعی میگیریم و در نتیجه M را به صورت زیر تعریف میکنیم:
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1400-08-05] [ 04:45:00 ق.ظ ]
|