izvcrao Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. Izv. Krymsk. Astrofiz. Observ. Известия Крымской астрофизической обсерватории Izvestiya Krymskoi Astrofizicheskoi Observatorii 0367-8466 3034-4107 Киселев Н.Н., пос. Московский, Москва, РФ RU 1073 10.34898/izcrao-vol118-iss2-pp13-19 Материалы конференции "Магнетизм и активность Солнца и звезд - 2021" Magnetism and activity of the Sun and stars – 2021 Conference proceedings Рассеивающие свойства ледяных частиц сферической формы Scattering properties of spherical ice particles Петров Дмитрий Petrov Dmitry Жужулина Елена Zhuzhulina Elena ФГБУН "Крымская астрофизическая обсерватория РАН", Научный, Крым, 298409 Crimean Astrophysical Observatory, Nauchny, 298409 ФГБУН "Крымская астрофизическая обсерватория РАН", Научный, Крым, 298409 Crimean Astrophysical Observatory, Nauchny, 298409 17 06 2022 118 2 13 19 27 10 2021 Copyright (c) 2022 Петров Д., Жужулина Е. Copyright (c) 2022 Petrov D., Zhuzhulina E. 2022 Петров Д., Жужулина Е. Petrov D., Zhuzhulina E. Метаданные этой статьи доступны по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. Авторское право и право на публикацию текстов, представленных в журнале  "Известия Крымской астрофизической обсерватории", сохраняются за авторами, при этом право первой публикации предоставляется журналу. Тексты могут свободно использоваться при условии правильного цитирования с указанием авторства в соответствии с лицензией Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. The metadata for this submission is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License. Copyright and publishing rights for texts published in Izvestiya Krymskoi Astrofizicheskoi Observatorii is retained by the authors, with first publication rights granted to the journal.Texts are free to use with proper attribution and link to the licensing (Creative Commons Attribution 4.0 International).

Водяной лед широко распространен в Солнечной системе. Зачастую частицы водяного льда имеют достаточно большие размеры. Однако компьютерное моделирование рассеяния света достаточно большими частицами льда на современном этапе развития компьютерной техники нереализуемо. Ввиду этого, для качественного изучения рассеивающих свойств ледяных частиц была использована теория Ми, описывающая рассеяние света идеальной сферой. В данной работе мы исследовали особенности характеристик рассеяния света, таких как интенсивность и поляризация, а также фотометрический цвет, большими частицами водяного льда размером порядка 0.7 мм. Изучено влияние размера рассеивающей частицы, а также фазового угла, на рассеивающие свойства ледяных частиц.

Water ice is widespread in the solar system. The sizes of water ice particles are distributed over a fairly wide range. However, computer simulation of light scattering by sufficiently large ice particles at the present stage of development of computer technology can only be realized in the approximation of geometrical optics. The question of the limiting size remains open, starting from which geometric optics begins to describe scattering properties well. In view of this, for a qualitative study of the scattering properties of ice particles, the Mie theory was used, which describes the scattering of light by an ideal sphere. In this work, we investigated the features of light scattering characteristics, such as intensity and polarization, as well as photometric color, by large particles of water ice with a size of about 0.7 mm. The effect of the scattering particle size, as well as the phase angle, on the scattering properties of ice particles is studied. The minimum size of an ice spherical particle is determined, at which scattering can be described by the laws of geometric optics.

водяной лед рассеяние света теория Ми поляризация фотометрический цвет water ice light scattering Mie theory polarization photometric color Bohren C., Huffman D., 1986. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. M.: Mir. (In Russ.) Arfken G., 1985. Legendre Functions, Ch. 12 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 637–711. Cantrell C.D., 1988. Numerical methods for the accurate calculation of spherical Bessel functions and the location of Mie resonances. Richardson, TX: University of Texas at Dallas. Dave J.V., 1969. IBM J. Res. Dev., vol. 13, pp. 302–313. Deirmendjian D., Clasen R., Viezee W., 1961. J. Opt. Soc. Am., vol. 51, pp. 620–633. Infeld L., 1947. Q. Appl. Math., vol. 5, pp. 113–132. Kolokolova L., Das H.S., Dubovik O., Lapyonok T., Yang P., 2015. Planetary and Space Science, vol. 116, pp. 30–38, doi:10.1016/j.pss.2015.03.006. Lentz W.J., 1976. Appl. Opt., vol. 15, pp. 668–671. Mie G. 1908. Annalen der Physik, vol. 330, no. 3, pp. 377–445. Mishchenko M., Travis L.D., 1998. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, vol. 60, pp. 309–324. Mishchenko M.I., 2006. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Trans., vol. 100, pp. 268–276. Petrov D., Savushkin A., Zhuzhulina E., 2020. Research Notes of the AAS, vol. 4, no. 9, p. 161. Petrov D., Zhuzhulina, E., 2020a. In Romanyuk I.I. et al. (Ed.), Ground-Based Astronomy in Russia. 21st Century, Proceedings of the All-Russian Conference. Nizhnii Arkhyz: SAO RAN, pp. 320–321. Petrov D., Zhuzhulina E., 2020b. Spectroscopy and Spectral Analysis, vol. 40, no. 1, pp. 324–327. Petrov D., Zhuzhulina E., 2020c. J. Quant. Spectr. Radiat. Trans., vol. 242, p. 106806. Tishkovets V.P., Petrova E.V., 2020. J. Quant. Spectr. Radiat. Trans., vol. 255, p. 107252, doi:10.1016/j.jqsrt.2020.107252. van de Hulst H.C., 1957. Light Scattering by Small Particles. Wiley, New York. Warren S.G., Brandt R.E., 2008. J. Geophys. Res., vol. 113, p. D14220. Wiscombe W.J., 1980. Appl. Opt., vol. 19, pp. 1505–1509. Zubko E., Petrov, D., Shkuratov, Y., Videen, G. 2005. Appl. Opt., vol. 44, pp. 6479–6485. Zubko E., Videen G., Arnold J.A., MacCall B., Weinberger A.J., Kim S.S., 2020. Astrophys. J., vol. 895, no. 2, p. 110.