Pengamatan optik atmosferik telah lama menjadi minat bagi para ilmuwan dan astronomer. Dalam penelitian ini, kita akan membahas tentang teori Mie dan Debye yang digunakan untuk memprediksi perilaku cahaya yang dipantulkan oleh partikel sferis homogen.

Teori Mie

Teori Mie, yang dikembangkan oleh Gustav Mie pada tahun 1908, adalah teori yang sangat rigors dalam memprediksi perilaku cahaya yang dipantulkan oleh partikel sferis homogen. Teori ini berbasis pada Maxwell's electromagnetic theory of light dan memberikan solusi akurat untuk masalah cahaya yang dipantulkan oleh sphere yang tidak magnetik dan isotropic.

Debye Series

Dalam teori Mie, cahaya yang dipantulkan oleh partikel sferis dapat dihitung dengan menggunakan seri Debye. Seri Debye adalah suatu metode yang digunakan untuk membagi kontribusi dari sinar-sinar cahaya yang berbeda dalam proses pengamatan optik atmosferik.

Rainbows

Rainbows adalah salah satu contoh aplikasi teori Mie dan Debye dalam pengamatan optik atmosferik. Fig. 3 menunjukkan simulasi teori Mie dari berbagai rainbows yang terjadi karena adanya sinar matahari yang dipantulkan oleh sphere air dengan radius r antara 10-500μm.

Coronas

Coronas adalah fenomena lainnya dalam pengamatan optik atmosferik. Fig. 11 menunjukkan perbandingan antara model difraksi dengan teori Mie untuk menghitung cahaya yang dipantulkan oleh sphere air dengan radius r antara 0,1-10μm.

Glories

Glories adalah fenomena lainnya dalam pengamatan optik atmosferik. Fig. 2 menunjukkan simulasi teori Mie dari berbagai glories yang terjadi karena adanya sinar matahari yang dipantulkan oleh sphere air dengan radius r antara 10-500μm.

Konklusi

Pengamatan optik atmosferik menggunakan teori Mie dan Debye telah membantu kita dalam memahami perilaku cahaya yang dipantulkan oleh partikel sferis homogen. Aplikasi teori ini dapat diterapkan pada berbagai bidang, termasuk meteorology and atmosphere studies, marine research, aerosols, emulsions, environmental studies, dan astronomy and space research.

Referensi

1. Mie, G. (1908). Beitrage zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallosungen. Ann Phys Leipzig.
2. Debye, P. (1908). Das elektromagnetische feld um einen zylinder und die theorie des Regenbogens. Phys Z.
3. Lee, S.-Y., & Yang, F. (1992). Assessing the contributions of surface waves and complex rays to far-field Mie scattering by use of the Debye series. J Opt Soc Am A.
4. Grandy, W.T. (2001). Scattering of waves from large spheres.