Cambio anómalo del disco Airy con el cambio del tamaño de las partículas esféricas
El uso de difracción láser se considera un método de principio fiable y técnica madura en las mediciones de las distribuciones de tamaño de partículas. Se acepta generalmente que para un cierto índice de refracción relativo, el tamaño del patrón de dispersión (también llamado disco Airy) de partículas esféricas disminuye monotónicamente con el aumento del tamaño de partícula. Esta estructura fina forma la base del método de difracción láser. Aquí mostramos que el tamaño del disco Airy de partículas esféricas no absorbentes se hace más grande con el aumento del tamaño de partícula en ciertos intervalos de tamaño. Para obtener más información sobre este cambio anómalo del disco Airy (ACAD), presentamos imágenes del disco Airy y curvas del tamaño del disco Airy frente al tamaño de partícula para partículas esféricas de diferentes índices de refracción relativa utilizando la teoría de Mie. Estas cifras revelan que el ACAD se produce periódicamente para partículas no absorbentes y desaparecerá cuando la eficiencia de absorción es superior a cierto valor. Luego, utilizando la aproximación óptica geométrica (GO), derivamos las fórmulas analíticas para los límites de los intervalos de tamaño donde ocurre ACAD. A partir de las fórmulas, obtenemos las leyes de ACAD de la siguiente manera: (1) para partículas no absorbentes, ACAD ocurre periódicamente, y cuando el tamaño de partícula tiende al infinito, el período tiende a un cierto valor. A medida que aumenta el índice de refracción relativo, (2) los intervalos de tamaño de partículas donde ocurre ACAD cambian a valores más pequeños, (3) el período de ACAD se vuelve más pequeño, y (4) la anchura de los intervalos de tamaño donde ocurre ACAD se vuelve más estrecha. Además, podemos predecir a partir de las fórmulas que ACAD también existe para partículas cuyo índice de refracción relativo es menor que 1.