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Concept
Diffusion des ondes
Résumé
La diffusion est le phénomène par lequel un rayonnement, comme la lumière, le son ou un faisceau de particules, est dévié dans diverses directions par une interaction avec d'autres objets. La diffusion peut être isotrope, c'est-à-dire répartie uniformément dans toutes les directions, ou anisotrope. En particulier, la fraction de l'onde incidente qui est retournée dans la direction d'où elle provient est appelée rétrodiffusion (backscatter en anglais). La diffusion peut s'effectuer avec ou sans variation de fréquence. On parle de diffusion inélastique dans le premier cas, élastique dans le second. La polarisation du rayonnement incident peut être modifiée par la diffusion.
Historiquement, le développement de la compréhension des phénomènes et de leur modélisation est le fait de nombreux physiciens.
La diffusion d'une onde sur un centre diffuseur est définie par la section efficace donnant la variation de fréquence et de direction du rayonnement incident.
P est la fonction de phase qui dans la plupart des cas respecte la symétrie cylindrique : la déviation est indépendante de la direction d'arrivée . Elle représente la distribution angulaire de pour donné et est donc normée
Le rayonnement est caractérisé par la luminance donnant la quantité d'énergie pour un intervalle de fréquence donnée, dans un angle solide donné autour de la direction , éventuellement pour un intervalle de polarisation donné. La luminance obéit à l'équation de transfert radiatif qui est une équation intégro-différentielle linéaire. On peut donc homogénéiser simplement le milieu de la façon suivante :
Plusieurs types de centres diffuseurs positionnés aléatoirement.
Soit le nombre de diffuseurs de type i par unité de volume, chacun associé à la section efficace , la section efficace moyenne du milieu est
Distribution aléatoire de position, forme et taille des centres diffuseurs.
La section efficace est alors le produit de convolution
où f est la densité de probabilité d'avoir une particule d'espèce n d'orientation donnée.
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