Диффузия фотона - Photon diffusion

Диффузия фотона это ситуация, когда фотоны путешествовать через материал, не впитываясь, а скорее подвергаясь повторяющимся рассеяние события, которые меняют направление своего пути. Тогда путь любого данного фотона фактически равен случайная прогулка. Большой ансамбль таких фотонов можно сказать, что они распространение в материале, и может быть описана уравнение диффузии.

Астрофизика

В астрофизика диффузия фотона происходит внутри звездная атмосфера. Чтобы описать это явление, необходимо разработать уравнение переноса по моментам и использовать приближение Эддингтона для перенос излучения (т.е. диффузионное приближение). В 3D результаты представляют собой два уравнения для потока энергии фотонов:

${\displaystyle {\vec {F}}=-{\frac {c}{12\pi \sigma }}{\vec {\nabla }}U,}$

${\displaystyle {\vec {\nabla }}\cdot {\vec {F}}=0,}$

куда ${\displaystyle \sigma }$ это непрозрачность. Подставляя первое уравнение во второе, получаем уравнение диффузии для плотности энергии фотона:

${\displaystyle \nabla ^{2}U-{\frac {1}{\sigma }}{\vec {\nabla }}U\cdot {\vec {\nabla }}\sigma =0.}$

Медицинская наука

В лекарство диффузия фотонов может быть использована для создания изображений тела (в основном мозга и груди) и внесла большой вклад в развитие некоторых областей исследований, таких как нейробиология. Этот метод известен как диффузное оптическое изображение.

Смотрите также

• Диффузное отражение
• Демпфирование диффузии
• Глобальное затемнение
• Уравнение переноса излучения и теория диффузии для переноса фотонов в биологической ткани