Неправомерность формул теории Ми при малых параметрах дифракции

1. В своем докладе на конференции ИКИ РАН в 2007 году «К вопросу о правомерности применения теории Ми при проведении атмосферной коррекции спутниковых многозональных изображений» авторами были показаны методические ошибки традиционных решений задач дифракции плоской волны на бесконечном цилиндре и шаре. Поэтому результаты расчетов рассеяния излучения сферическими частицами по теории Ми могут быть неверными. Доклад (в виде статьи) вошел в сборник статей ИКИ РАН 2008 года.
2. В настоящее время исследования по рассеянию излучения сферическими частицами в атмосфере ведутся именно на основе теории Ми путем суммирования бесконечных рядов, содержащих быстро осциллирующие сферические функции Бесселя в общем случае с комплексными аргументами, при этом количество членов рядов может достигать несколько десятков тысяч. Результаты расчетов вводятся в базы данных и используются при проведении атмосферной коррекции спутниковых изображений во всех известных пакетах программ атмосферной коррекции (ATCOR2 и ATCOR3 для ERDAS Imagine и FLAASH для ENVI). Модули атмосферной коррекции основаны на программах LOWTRAN-7, MODTRAN-4, которые, как известно, используют результаты расчетов по теории Ми. Происходит заполнение «многомерных таблиц поиска» - Look-up Tables (LUT). К аналогичным модулям атмосферной коррекции можно отнести пакеты ATREM, ACORN, FASCODE.
3. Потребители космической информации должны быть заинтересованы в правильном проведении атмосферной коррекции спутниковых изображений. Если ошибки заложены в программы атмосферной коррекции, то в конечном итоге они влияют на качество исследований Земли из космоса.
4. Выступить против общепринятых «проверенных временем» решений, которым более ста лет?!!! трудно. Поэтому, большинство слушателей и читателей скептически относится к показанным ошибкам и не хотят глубоко вникать в полученные результаты расчетов. В тоже время, все доказательство ошибочности традиционных решений было построено на одной простой, прозрачной формуле для расчета рассеянного на цилиндре Е-поля, которая приводится практически в любом учебнике по электродинамике и при желании может быть получена самостоятельно.
5. Особенность результатов расчета при больших параметрах дифракции – вытянутость «вперед» диаграммы направленности. Вера в правильность полученных решений настолько велика, что вопреки здравому смыслу допускается максимум излучения рассеянного поля «вперед» вместо тени за непрозрачным телом. Заметим, что диаграммы направленности рассеянного поля для цилиндра и шара схожи. Для решения задачи дифракции поля на цилиндре характерна та же вытянутость диаграммы направленности «вперед», но при этом существуют еще более бессмысленные результаты расчетов, дающие огромные по величине (в пределе до бесконечности) магнитные поля и токи на поверхности металлического проводника, которые нельзя интерпретировать с точки зрения физики. Можно только констатировать, что они ошибочны. До сих пор показать ошибочность теории Ми напрямую было трудно из-за сложности наглядного восприятия этого решения. Таким образом, «лакмусовой бумажкой» была задача дифракции плоской волны на бесконечном идеальном цилиндрическом проводнике, с помощью которой ранее были показаны места в построении решений, где кроются методические ошибки.
6. Авторами получено доказательство того, что решение задачи дифракции на шаре при малых параметрах дифракции противоречит законам физики. По традиционному решению получается, что отраженное магнитное поле отличается от падающего магнитного поля на множитель, равный параметру дифракции (напомним – параметр дифракции безразмерная величина). Если параметр дифракции стремится к нулю (за счет уменьшения размеров сферы или частоты электромагнитного поля), то отраженное магнитное поле просто исчезает.
Это уже прямое, а не косвенное доказательство ошибочности теории Ми.