Fix saving lists of arrays with recent versions of numpy
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1 #LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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100 \begin_inset FormulaMacro
101 \newcommand{\vect}[1]{\mathbf{#1}}
102 \end_inset
105 \begin_inset FormulaMacro
106 \newcommand{\ud}{\mathrm{d}}
107 \end_inset
110 \end_layout
112 \begin_layout Title
113 Electromagnetic multiple scattering, spherical waves and conventions
114 \end_layout
116 \begin_layout Author
117 Marek Nečada
118 \end_layout
120 \begin_layout Chapter
121 Zillion conventions for spherical vector waves
122 \end_layout
124 \begin_layout Section
125 Legendre polynomials and spherical harmonics: messy from the very beginning
126 \end_layout
128 \begin_layout Standard
129 \begin_inset Marginal
130 status open
132 \begin_layout Plain Layout
133 FIXME check the Condon-Shortley phases.
134 \end_layout
136 \end_inset
139 \end_layout
141 \begin_layout Standard
142 Associated Legendre polynomial of degree 
143 \begin_inset Formula $l\ge0$
144 \end_inset
146  and order 
147 \begin_inset Formula $m,$
148 \end_inset
151 \begin_inset Formula $l\ge m\ge-l$
152 \end_inset
154 , is given by the recursive relation
155 \begin_inset Formula 
157 P_{l}^{-m}=\underbrace{\left(-1\right)^{m}}_{\mbox{Condon-Shortley phase}}\frac{1}{2^{l}l!}\left(1-x^{2}\right)^{m/2}\frac{\ud^{l+m}}{\ud x^{l+m}}\left(x^{2}-1\right)^{l}.
160 \end_inset
162 There is a relation between the positive and negative orders,
163 \end_layout
165 \begin_layout Standard
166 \begin_inset Formula 
168 P_{l}^{-m}=\underbrace{\left(-1\right)^{m}}_{\mbox{C.-S. p.}}\frac{\left(l-m\right)!}{\left(l+m\right)!}P_{l}^{m}\left(\cos\theta\right),\quad m\ge0.
171 \end_inset
173 The index 
174 \begin_inset Formula $l$
175 \end_inset
177  (in certain notations, it is often 
178 \begin_inset Formula $n$
179 \end_inset
181 ) is called 
182 \emph on
183 degree
184 \emph default
185 , index 
186 \begin_inset Formula $m$
187 \end_inset
189  is the 
190 \emph on
191 order
192 \emph default
194  These two terms are then transitively used for all the object which build
195  on the associated Legendre polynomials, i.e.
196  spherical harmonics, vector spherical harmonics, spherical waves etc.
197 \end_layout
199 \begin_layout Subsection
200 Kristensson 
201 \end_layout
203 \begin_layout Standard
204 Kristensson uses the Condon-Shortley phase, so (sect.
205  [K]D.2)
206 \end_layout
208 \begin_layout Standard
209 \begin_inset Formula 
211 Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)=\left(-1\right)^{m}\sqrt{\frac{2l+1}{4\pi}\frac{\left(l-m\right)!}{\left(l+m\right)!}}P_{l}^{m}\left(\cos\theta\right)e^{im\phi}
214 \end_inset
217 \begin_inset Formula 
219 Y_{lm}^{\dagger}\left(\hat{\vect r}\right)=Y_{lm}^{*}\left(\hat{\vect r}\right)
222 \end_inset
225 \begin_inset Formula 
227 Y_{l,-m}\left(\hat{\vect r}\right)=\left(-1\right)^{m}Y_{lm}^{\dagger}\left(\hat{\vect r}\right)
230 \end_inset
233 \end_layout
235 \begin_layout Standard
236 Orthonormality:
237 \begin_inset Formula 
239 \int Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)Y_{l'm'}^{\dagger}\left(\hat{\vect r}\right)\,\ud\Omega=\delta_{ll'}\delta_{mm'}
242 \end_inset
245 \end_layout
247 \begin_layout Section
248 Pi and tau
249 \end_layout
251 \begin_layout Subsection
253 \begin_inset CommandInset label
254 LatexCommand label
255 name "subsec:Xu pitau"
257 \end_inset
260 \end_layout
262 \begin_layout Standard
263 As in (37)
264 \end_layout
266 \begin_layout Standard
267 \begin_inset Formula 
268 \begin{eqnarray*}
269 \pi_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & \frac{m}{\sin\theta}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)\\
270 \tau_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & \frac{\ud}{\ud\theta}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)=-\left(\sin\theta\right)\frac{\ud P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)}{\ud\left(\cos\theta\right)}
271 \end{eqnarray*}
273 \end_inset
276 \end_layout
278 \begin_layout Standard
279 The expressions 
280 \begin_inset Formula $\left(\sin\theta\right)^{-1}$
281 \end_inset
283  and 
284 \begin_inset Formula $\frac{\ud P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)}{\ud\left(\cos\theta\right)}$
285 \end_inset
287  are singular for 
288 \begin_inset Formula $\cos\theta=\pm1$
289 \end_inset
291 , the limits 
292 \begin_inset Formula $\tau_{mn}\left(\pm1\right),\pi_{mn}\left(\pm1\right)$
293 \end_inset
295  however exist.
296  Labeling 
297 \begin_inset Formula $x\equiv\cos\theta$
298 \end_inset
301 \begin_inset Formula $\sqrt{\left(1+x\right)\left(1-x\right)}=\sqrt{1-x^{2}}\equiv\sin\theta$
302 \end_inset
304  and using the asymptotic expression (DLMF 14.8.2) we obtain that the limits
305  are nonzero only for 
306 \begin_inset Formula $m=\pm1$
307 \end_inset
309  and
310 \begin_inset Formula 
311 \begin{eqnarray*}
312 \pi_{1\nu}(+1-) & = & CS\frac{\nu\left(\nu+1\right)}{2}\\
313 \tau_{1\nu}(+1-) & = & CS\frac{\nu\left(\nu+1\right)}{2}
314 \end{eqnarray*}
316 \end_inset
318 and using the parity property 
319 \begin_inset Formula $P_{n}^{m}\left(-x\right)=\left(-1\right)^{m+n}P_{n}^{m}\left(x\right)$
320 \end_inset
323 \begin_inset Formula 
324 \begin{eqnarray*}
325 \pi_{1\nu}(-1+) & = & -CS\left(-1\right)^{\nu}\frac{\nu\left(\nu+1\right)}{2}\\
326 \tau_{1\nu}(-1+) & = & CS\left(-1\right)^{\nu}\frac{\nu\left(\nu+1\right)}{2}
327 \end{eqnarray*}
329 \end_inset
331 For 
332 \begin_inset Formula $m=1$
333 \end_inset
335 , we simply use the relation 
336 \begin_inset Formula $P_{n}^{-m}=\left(CS\right)^{m}P_{n}^{m}\frac{\left(n-m\right)!}{\left(n+m\right)!}$
337 \end_inset
339  to get
340 \begin_inset Formula 
341 \begin{eqnarray*}
342 \pi_{-1\nu}(+1-) & = & \frac{CS}{2}\\
343 \tau_{-1\nu}(+1-) & = & -\frac{CS}{2}\\
344 \pi_{-1\nu}(-1+) & = & -\left(-1\right)^{\nu}\frac{CS}{2}\\
345 \tau_{-1\nu}(-1+) & = & -\left(-1\right)^{\nu}\frac{CS}{2}
346 \end{eqnarray*}
348 \end_inset
350 where 
351 \begin_inset Formula $CS$
352 \end_inset
354  is 
355 \begin_inset Formula $-1$
356 \end_inset
358  if the Condon-Shortley phase is employed on the level of Legendre polynomials,
359  1 otherwise.
360 \end_layout
362 \begin_layout Subsection
363 Taylor
364 \end_layout
366 \begin_layout Standard
367 \begin_inset Formula 
368 \begin{eqnarray*}
369 \tilde{\pi}_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & \sqrt{\frac{2n+1}{4\pi}\frac{\left(n-m\right)!}{\left(n+m\right)!}}\frac{m}{\sin\theta}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)\\
370 \tilde{\tau}_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & \sqrt{\frac{2n+1}{4\pi}\frac{\left(n-m\right)!}{\left(n+m\right)!}}\frac{\ud}{\ud\theta}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)
371 \end{eqnarray*}
373 \end_inset
376 \end_layout
378 \begin_layout Standard
379 The limiting expressions are obtained simply by multiplying the expressions
380  from sec.
382 \begin_inset CommandInset ref
383 LatexCommand ref
384 reference "subsec:Xu pitau"
386 \end_inset
388  by the normalisation factor,
389 \begin_inset Formula 
390 \begin{eqnarray*}
391 \tilde{\pi}_{1\nu}(+1-) & = & CS\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}\\
392 \tilde{\tau}_{1\nu}(+1-) & = & CS\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}\\
393 \tilde{\pi}_{1\nu}(-1+) & = & -CS\left(-1\right)^{\nu}\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}\\
394 \tilde{\tau}_{1\nu}(-1+) & = & CS\left(-1\right)^{\nu}\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}
395 \end{eqnarray*}
397 \end_inset
400 \begin_inset Formula 
401 \begin{eqnarray*}
402 \tilde{\pi}_{-1\nu}(+1-) & = & CS\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}\\
403 \tilde{\tau}_{-1\nu}(+1-) & = & -CS\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}}{2}\\
404 \tilde{\pi}_{-1\nu}(-1+) & = & -CS\left(-1\right)^{\nu}\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}\left(\nu+2\right)}{2}\\
405 \tilde{\tau}_{-1\nu}(-1+) & = & -CS\left(-1\right)^{\nu}\sqrt{\frac{2\nu+1}{4\pi}}\frac{\sqrt{\nu\left(\nu+1\right)}\left(\nu+2\right)}{2}
406 \end{eqnarray*}
408 \end_inset
410 i.e.
411  the expressions for 
412 \begin_inset Formula $m=-1$
413 \end_inset
415  are the same as for 
416 \begin_inset Formula $m=1$
417 \end_inset
419  except for the sign if Condon-Shortley phase is used on the Legendre polynomial
420  level.
421 \end_layout
423 \begin_layout Section
424 Vector spherical harmonics (?)
425 \end_layout
427 \begin_layout Subsection
428 Kristensson
429 \end_layout
431 \begin_layout Standard
432 Original formulation, sect.
433  [K]D.3.3
434 \end_layout
436 \begin_layout Standard
437 \begin_inset Formula 
438 \begin{eqnarray}
439 \vect A_{1lm}\left(\hat{\vect r}\right) & = & \frac{1}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}\left(\hat{\vect{\theta}}\frac{1}{\sin\theta}\frac{\partial}{\partial\phi}Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)-\hat{\vect{\phi}}\frac{\partial}{\partial\theta}Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)\right)\nonumber \\
440  & = & \frac{1}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}\nabla\times\left(\vect rY_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)\right)\nonumber \\
441 \vect A_{2lm}\left(\hat{\vect r}\right) & = & \frac{1}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}\left(\hat{\vect{\theta}}\frac{\partial}{\partial\phi}Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)-\hat{\vect{\phi}}\frac{1}{\sin\theta}\frac{\partial}{\partial\theta}Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)\right)\label{eq:vector spherical harmonics Kristensson}\\
442  & = & \frac{1}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}r\nabla Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)\nonumber \\
443 \vect A_{3lm}\left(\hat{\vect r}\right) & = & \hat{\vect r}Y_{lm}\left(\hat{\vect r}\right)\nonumber 
444 \end{eqnarray}
446 \end_inset
448 Normalisation:
449 \begin_inset Formula 
451 \int\vect A_{n}\left(\hat{\vect r}\right)\cdot\vect A_{n'}^{\dagger}\left(\hat{\vect r}\right)\,\ud\Omega=\delta_{nn'}
454 \end_inset
456 Here 
457 \begin_inset Formula $\mbox{ }^{\dagger}$
458 \end_inset
460  means just complex conjugate, apparently (see footnote on p.
461  89).
462 \end_layout
464 \begin_layout Subsection
465 Jackson
466 \end_layout
468 \begin_layout Standard
469 \begin_inset CommandInset citation
470 LatexCommand cite
471 after "(9.101)"
472 key "jackson_classical_1998"
473 literal "true"
475 \end_inset
478 \begin_inset Formula 
480 \vect X_{lm}(\theta,\phi)=\frac{1}{\sqrt{l(l+1)}}\vect LY_{lm}(\theta,\phi)
483 \end_inset
485 where 
486 \begin_inset CommandInset citation
487 LatexCommand cite
488 after "(9.119)"
489 key "jackson_classical_1998"
490 literal "true"
492 \end_inset
495 \begin_inset Formula 
497 \vect L=\frac{1}{i}\left(\vect r\times\vect{\nabla}\right)
500 \end_inset
502 for its expression in spherical coordinates and other properties check Jackson's
503  book around the definitions.
504 \end_layout
506 \begin_layout Standard
507 Normalisation 
508 \begin_inset CommandInset citation
509 LatexCommand cite
510 after "(9.120)"
511 key "jackson_classical_1998"
512 literal "true"
514 \end_inset
517 \begin_inset Formula 
519 \int\vect X_{l'm'}^{*}\cdot\vect X_{lm}\,\ud\Omega=\delta_{ll'}\delta_{mm'}
522 \end_inset
525 \end_layout
527 \begin_layout Standard
528 Local sum rule 
529 \begin_inset CommandInset citation
530 LatexCommand cite
531 after "(9.153)"
532 key "jackson_classical_1998"
533 literal "true"
535 \end_inset
538 \begin_inset Formula 
540 \sum_{m=-l}^{l}\left|\vect X_{lm}(\theta,\phi)^{2}\right|=\frac{2l+1}{4\pi}
543 \end_inset
546 \end_layout
548 \begin_layout Section
549 Spherical Bessel functions
550 \begin_inset CommandInset label
551 LatexCommand label
552 name "sec:Spherical-Bessel-functions"
554 \end_inset
557 \end_layout
559 \begin_layout Standard
561  [DLMF] §10.47–60.
562 \end_layout
564 \begin_layout Standard
565 The radial dependence of spherical vector waves is given by the spherical
566  Bessel functions and their first derivatives.
567  Commonly, the following notation is adopted
568 \begin_inset Formula 
569 \begin{eqnarray*}
570 z_{n}^{(1)}(x) & = & j_{n}(x),\\
571 z_{n}^{(2)}(x) & = & y_{n}(x),\\
572 z_{n}^{(3)}(x) & = & h_{n}^{(1)}(x)=j_{n}(x)+iy_{n}(x),\\
573 z_{n}^{(4)}(x) & = & h_{n}^{(2)}(x)=j_{n}(x)-iy_{n}(x).
574 \end{eqnarray*}
576 \end_inset
578 Here, 
579 \begin_inset Formula $j_{n}$
580 \end_inset
582  is the spherical Bessel function of first kind (regular), 
583 \begin_inset Formula $y_{j}$
584 \end_inset
586  is the spherical Bessel function of second kind (singular), and 
587 \begin_inset Formula $h_{n}^{(1)},h_{n}^{(2)}$
588 \end_inset
590  are the Hankel functions a.k.a.
591  spherical Bessel functions of third kind.
592  In spherical vector waves, 
593 \begin_inset Formula $j_{n}$
594 \end_inset
596  corresponds to regular waves, 
597 \begin_inset Formula $h^{(1)}$
598 \end_inset
600  corresponds (by the usual convention) to outgoing waves, and 
601 \begin_inset Formula $h^{(2)}$
602 \end_inset
604  corresponds to incoming waves.
605  To describe scattering, we need two sets of waves with two different types
606  of spherical Bessel functions 
607 \begin_inset Formula $z_{n}^{(J)}$
608 \end_inset
611  Most common choice is 
612 \begin_inset Formula $J=1,3$
613 \end_inset
615 , because if we decompose the field into spherical waves centered at 
616 \begin_inset Formula $\vect r_{0}$
617 \end_inset
619 , the field produced by other sources (e.g.
620  spherical waves from other scatterers or a plane wave) is always regular
621  at 
622 \begin_inset Formula $\vect r_{0}$
623 \end_inset
626  Second choice which makes a bit of sense is 
627 \begin_inset Formula $J=3,4$
628 \end_inset
630  as it leads to a nice expression for the energy transport.
631 \end_layout
633 \begin_layout Subsection
634 Limiting Forms
635 \end_layout
637 \begin_layout Standard
638 [DLMF] §10.52:
639 \end_layout
641 \begin_layout Subsection
642 \begin_inset Formula $z\to0$
643 \end_inset
646 \end_layout
648 \begin_layout Standard
649 \begin_inset Formula 
650 \begin{eqnarray*}
651 j_{n}(z) & \sim & z^{n}/(2n+1)!!\\
652 h_{n}^{(1)}(z)\sim iy(z) & \sim & -i\left(2n+1\right)!!/z^{n+1}
653 \end{eqnarray*}
655 \end_inset
658 \end_layout
660 \begin_layout Section
661 Spherical vector waves
662 \end_layout
664 \begin_layout Standard
665 TODO 
666 \begin_inset Formula $M,N,\psi,\chi,\widetilde{M},\widetilde{N},u,v,w,\dots$
667 \end_inset
669 , sine/cosine convention (B&H), ...
670 \end_layout
672 \begin_layout Standard
673 There are two mutually orthogonal types of divergence-free (everywhere except
674  in the origin for singular waves) spherical vector waves, which I call
675  electric and magnetic, given by the type of multipole source to which they
676  correspond.
677  This is another distinction than the regular/singular/ingoing/outgoing
678  waves given by the type of the radial dependence (cf.
679  section 
680 \begin_inset CommandInset ref
681 LatexCommand ref
682 reference "sec:Spherical-Bessel-functions"
684 \end_inset
687  Oscillating electric current in a tiny rod parallel to its axis will generate
688  electric dipole waves (net dipole moment of magnetic current is zero) moment
689  , whereas oscillating electric current in a tiny circular loop will generate
690  magnetic dipole waves (net dipole moment of electric current is zero).
691 \end_layout
693 \begin_layout Standard
694 In the usual cases we encounter, the part described by the magnetic waves
695  is pretty small.
696 \end_layout
698 \begin_layout Standard
699 The expression with Bessel function derivatives appearing below in the electric
700  waves can be rewritten using (DLMF 10.51.2)
701 \begin_inset Formula 
703 \frac{1}{kr}\frac{\ud\left(kr\,z_{n}^{j}\left(kr\right)\right)}{\ud(kr)}=\frac{\ud z_{n}^{j}\left(kr\right)}{\ud(kr)}+\frac{z_{n}^{j}\left(kr\right)}{kr}=z_{n-1}^{j}\left(kr\right)-n\frac{z_{n}^{j}\left(kr\right)}{kr}.
706 \end_inset
709 \end_layout
711 \begin_layout Subsection
712 Taylor
713 \end_layout
715 \begin_layout Standard
716 Definition [T](2.40); 
717 \begin_inset Formula $\widetilde{\vect N}_{mn}^{(j)},\widetilde{\vect M}_{mn}^{(j)}$
718 \end_inset
720  are the electric and magnetic waves, respectively:
721 \end_layout
723 \begin_layout Standard
724 \begin_inset Formula 
725 \begin{eqnarray*}
726 \widetilde{\vect N}_{mn}^{(j)} & = & \frac{n(n+1)}{kr}\sqrt{\frac{2n+1}{4\pi}\frac{\left(n-m\right)!}{\left(n+m\right)!}}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)e^{im\phi}z_{n}^{j}\left(kr\right)\hat{\vect r}\\
727  &  & +\left[\tilde{\tau}_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\theta}}+i\tilde{\pi}_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\phi}}\right]e^{im\phi}\frac{1}{kr}\frac{\ud\left(kr\,z_{n}^{j}\left(kr\right)\right)}{\ud(kr)}\\
728 \widetilde{\vect M}_{mn}^{(j)} & = & \left[i\tilde{\pi}_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\theta}}-\tilde{\tau}_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\phi}}\right]e^{im\phi}z_{n}^{j}\left(kr\right)
729 \end{eqnarray*}
731 \end_inset
734 \end_layout
736 \begin_layout Subsection
738 \end_layout
740 \begin_layout Standard
741 are the electric and magnetic waves, respectively:
742 \end_layout
744 \begin_layout Standard
745 \begin_inset Formula 
746 \begin{eqnarray*}
747 \vect N_{mn}^{(j)} & = & \frac{n(n+1)}{kr}P_{n}^{m}\left(\cos\theta\right)e^{im\phi}z_{n}^{j}\left(kr\right)\hat{\vect r}\\
748  &  & +\left[\tau_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\theta}}+i\pi_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\phi}}\right]e^{im\phi}\frac{1}{kr}\frac{\ud\left(kr\,z_{n}^{j}\left(kr\right)\right)}{\ud(kr)}\\
749 \vect M_{mn}^{(j)} & = & \left[i\pi_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\theta}}-\tau_{mn}\left(\cos\theta\right)\hat{\vect{\phi}}\right]e^{im\phi}z_{n}^{j}\left(kr\right)
750 \end{eqnarray*}
752 \end_inset
755 \end_layout
757 \begin_layout Subsection
758 Kristensson
759 \end_layout
761 \begin_layout Standard
762 Definition [K](2.4.6); 
763 \begin_inset Formula $\vect u_{\tau lm},\vect v_{\tau lm},\vect w_{\tau lm}$
764 \end_inset
766  are the waves with 
767 \begin_inset Formula $j=3,1,4$
768 \end_inset
770  respectively, i.e.
771  outgoing, regular and incoming waves.
772  The first index distinguishes between the electric (
773 \begin_inset Formula $\tau=2$
774 \end_inset
776 ) and magnetic (
777 \begin_inset Formula $\tau=1$
778 \end_inset
781  Kristensson uses a multiindex 
782 \begin_inset Formula $n\equiv(\tau,l,m)$
783 \end_inset
785  to simlify the notation.
786 \begin_inset Formula 
787 \begin{eqnarray*}
788 \left(\vect{u/v/w}\right)_{2lm} & = & \frac{1}{kr}\frac{\ud\left(kr\,z_{l}^{(j)}\left(kr\right)\right)}{\ud\,kr}\vect A_{2lm}\left(\hat{\vect r}\right)+\sqrt{l\left(l+1\right)}\frac{z_{l}^{(j)}(kr)}{kr}\vect A_{3lm}\left(\hat{\vect r}\right)\\
789 \left(\vect{u/v/w}\right)_{1lm} & = & z_{l}^{(j)}\left(kr\right)\vect A_{1lm}\left(\hat{\vect r}\right)
790 \end{eqnarray*}
792 \end_inset
795 \end_layout
797 \begin_layout Subsection
798 Kristensson vs.
799  Xu
800 \end_layout
802 \begin_layout Standard
803 As in 
804 \begin_inset CommandInset citation
805 LatexCommand cite
806 after "eq. (36)"
807 key "xu_calculation_1996"
808 literal "true"
810 \end_inset
812  with unnormalised Legendre polynomials:
813 \begin_inset Formula 
814 \begin{eqnarray*}
815 \left(\vect{u/v/w}\right)_{1lm} & = & \left(\mbox{CS}\right)^{m}\sqrt{\frac{2l+1}{4\pi}\frac{\left(l-m\right)!}{\left(l+m\right)!}}\frac{\vect N_{ml}^{(3/1/4)}}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}\\
816 \left(\vect{u/v/w}\right)_{1lm} & = & \left(\mbox{CS}\right)^{m}\sqrt{\frac{2l+1}{4\pi}\frac{\left(l-m\right)!}{\left(l+m\right)!}}\frac{\vect M_{ml}^{(3/1/4)}}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}
817 \end{eqnarray*}
819 \end_inset
821 where CS is 
822 \begin_inset Formula $-1$
823 \end_inset
825  in Kristensson's text.
826  N.B.
827  be careful about the translation coefficients and 
828 \begin_inset CommandInset citation
829 LatexCommand cite
830 after "eq. (81)"
831 key "xu_calculation_1996"
832 literal "true"
834 \end_inset
836 , Xu's text is a bit confusing.
837 \end_layout
839 \begin_layout Subsection
840 Relation between Kristensson and Taylor
841 \begin_inset CommandInset label
842 LatexCommand label
843 name "subsec:Kristensson-v-Taylor"
845 \end_inset
848 \end_layout
850 \begin_layout Standard
851 Kristensson's and Taylor's VSWFs seem to differ only by an 
852 \begin_inset Formula $l$
853 \end_inset
855 -dependent normalization factor, and notation of course (n.b.
856  the inverse index order)
857 \begin_inset Formula 
858 \begin{eqnarray*}
859 \left(\vect{u/v/w}\right)_{2lm} & = & \frac{\widetilde{\vect N}_{ml}^{(3/1/4)}}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}\\
860 \left(\vect{u/v/w}\right)_{1lm} & = & \frac{\widetilde{\vect M}_{ml}^{(3/1/4)}}{\sqrt{l\left(l+1\right)}}
861 \end{eqnarray*}
863 \end_inset
866 \end_layout
868 \begin_layout Section
869 Plane wave expansion
870 \end_layout
872 \begin_layout Subsection
873 Taylor
874 \end_layout
876 \begin_layout Standard
877 \begin_inset Formula $x$
878 \end_inset
880 -polarised, 
881 \begin_inset Formula $z$
882 \end_inset
884 -propagating plane wave, 
885 \begin_inset Formula $\vect E=E_{0}\hat{\vect x}e^{i\vect k\cdot\hat{\vect z}}$
886 \end_inset
888  (CHECK):
889 \begin_inset Formula 
890 \begin{eqnarray*}
891 \vect E & = & -i\left(p_{mn}\widetilde{\vect N}_{mn}^{(1)}+q_{mn}\widetilde{\vect M}_{mn}^{(1)}\right)\\
892 p_{mn} & = & E_{0}\frac{4\pi i^{n}}{n(n+1)}\tilde{\tau}_{mn}(1)\\
893 q_{mn} & = & E_{0}\frac{4\pi i^{n}}{n(n+1)}\tilde{\pi}_{mn}(1)
894 \end{eqnarray*}
896 \end_inset
898 while it can be shown that
899 \begin_inset Formula 
900 \begin{eqnarray*}
901 \tilde{\pi}_{mn}(1) & = & -\frac{1}{2}\sqrt{\frac{\left(2n+1\right)\left(n\left(n+1\right)\right)}{4\pi}}\left(\delta_{m,1}+\delta_{m,-1}\right)\\
902 \tilde{\tau}_{mn}(1) & = & -\frac{1}{2}\sqrt{\frac{\left(2n+1\right)\left(n\left(n+1\right)\right)}{4\pi}}\left(\delta_{m,1}-\delta_{m,-1}\right)
903 \end{eqnarray*}
905 \end_inset
908 \end_layout
910 \begin_layout Subsection
911 Kristensson
912 \end_layout
914 \begin_layout Standard
915 \begin_inset Formula $x$
916 \end_inset
918 -polarised, 
919 \begin_inset Formula $z$
920 \end_inset
922 -propagating plane wave, 
923 \begin_inset Formula $\vect E=E_{0}\hat{\vect x}e^{i\vect k\cdot\hat{\vect z}}$
924 \end_inset
926  (CHECK, ):
927 \begin_inset Formula 
929 \vect E=\sum_{n}a_{n}\vect v_{n}
932 \end_inset
935 \begin_inset Formula 
936 \begin{eqnarray*}
937 a_{1lm} & = & E_{0}i^{l+1}\sqrt{\left(2l+1\right)\pi}\left(\delta_{m,1}+\delta_{m,-1}\right)\\
938 a_{2lm} & = & E_{0}i^{l+1}\sqrt{\left(2l+1\right)\pi}\left(\delta_{m,1}+\delta_{m,-1}\right)
939 \end{eqnarray*}
941 \end_inset
944 \end_layout
946 \begin_layout Section
947 Radiated energy
948 \end_layout
950 \begin_layout Standard
951 In this section I summarize the formulae for power 
952 \begin_inset Formula $P$
953 \end_inset
955  radiated from the system.
956  For an absorbing scatterer, this should be negative (n.b.
957  sign conventions can be sometimes confusing).
958  If the system is excited by a plane wave with intensity 
959 \begin_inset Formula $E_{0}$
960 \end_inset
962 , this can be used to calculate the absorption cross section (TODO check
963  if it should be multiplied by the 2),
964 \begin_inset Formula 
966 \sigma_{\mathrm{abs}}=-\frac{2P}{\varepsilon\varepsilon_{0}\left|E_{0}\right|^{2}}.
969 \end_inset
972 \end_layout
974 \begin_layout Subsection
975 Kristensson
976 \begin_inset CommandInset label
977 LatexCommand label
978 name "subsec:Radiated enenergy-Kristensson"
980 \end_inset
983 \end_layout
985 \begin_layout Standard
986 Sect.
987  [K]2.6.2; here this form of expansion is assumed:
988 \begin_inset Formula 
989 \begin{equation}
990 \vect E\left(\vect r,\omega\right)=k\sqrt{\eta_{0}\eta}\sum_{n}\left(a_{n}\vect v_{n}\left(k\vect r\right)+f_{n}\vect u_{n}\left(k\vect r\right)\right).\label{eq:power-Kristensson-E}
991 \end{equation}
993 \end_inset
995 Here 
996 \begin_inset Formula $\eta_{0}=\sqrt{\mu_{0}/\varepsilon_{0}}$
997 \end_inset
999  is the wave impedance of free space and 
1000 \begin_inset Formula $\eta=\sqrt{\mu/\varepsilon}$
1001 \end_inset
1003  is the relative wave impedance of the medium.
1005 \end_layout
1007 \begin_layout Standard
1008 The radiated power is then (2.28): 
1009 \begin_inset Formula 
1011 P=\frac{1}{2}\sum_{n}\left(\left|f_{n}\right|^{2}+\Re\left(f_{n}a_{n}^{*}\right)\right).
1014 \end_inset
1016 The first term is obviously the power radiated away by the outgoing waves.
1017  The second term must then be minus the power sucked by the scatterer from
1018  the exciting wave.
1019  If the exciting wave is plane, it gives us the extinction cross section
1020 \begin_inset Formula 
1022 \sigma_{\mathrm{tot}}=-\frac{\sum_{n}\Re\left(f_{n}a_{n}^{*}\right)}{\varepsilon\varepsilon_{0}\left|E_{0}\right|^{2}}
1025 \end_inset
1028 \end_layout
1030 \begin_layout Subsection
1031 Taylor
1032 \end_layout
1034 \begin_layout Standard
1035 Here I derive the radiated power in Taylor's convention by applying the
1036  relations from subsection 
1037 \begin_inset CommandInset ref
1038 LatexCommand ref
1039 reference "subsec:Kristensson-v-Taylor"
1041 \end_inset
1043  to the Kristensson's formulae (sect.
1045 \begin_inset CommandInset ref
1046 LatexCommand ref
1047 reference "subsec:Radiated enenergy-Kristensson"
1049 \end_inset
1052 \end_layout
1054 \begin_layout Standard
1055 Assume the external field decomposed as (here I use tildes even for the
1056  expansion coefficients in order to avoid confusion with the 
1057 \begin_inset Formula $a_{n}$
1058 \end_inset
1060  in 
1061 \begin_inset CommandInset ref
1062 LatexCommand eqref
1063 reference "eq:power-Kristensson-E"
1065 \end_inset
1068 \begin_inset Formula 
1070 \vect E\left(\vect r,\omega\right)=\sum_{mn}\left[-i\left(\tilde{p}_{mn}\vect{\widetilde{N}}_{mn}^{(1)}+\tilde{q}_{mn}\widetilde{\vect M}_{mn}^{(1)}\right)+i\left(\tilde{a}_{mn}\widetilde{\vect N}_{mn}^{(3)}+\tilde{b}_{mn}\widetilde{\vect M}_{mn}^{(3)}\right)\right]
1073 \end_inset
1075 (there is minus between the regular and outgoing part!).
1076  The coefficients are related to those from 
1077 \begin_inset CommandInset ref
1078 LatexCommand eqref
1079 reference "eq:power-Kristensson-E"
1081 \end_inset
1083  as 
1084 \begin_inset Formula 
1086 \tilde{p}_{mn}=\frac{k\sqrt{\eta_{0}\eta}}{-i\sqrt{n(n+1)}}a_{2nm},\quad\tilde{q}_{mn}=\frac{k\sqrt{\eta_{0}\eta}}{-i\sqrt{n(n+1)}}a_{1nm},
1089 \end_inset
1092 \begin_inset Formula 
1094 \tilde{a}_{mn}=\frac{k\sqrt{\eta_{0}\eta}}{i\sqrt{n(n+1)}}f_{2nm},\quad\tilde{b}_{mn}=\frac{k\sqrt{\eta_{0}\eta}}{i\sqrt{n(n+1)}}f_{1nm}.
1097 \end_inset
1099 The radiated power is then
1100 \begin_inset Formula 
1102 P=\frac{1}{2}\sum_{m,n}\frac{n\left(n+1\right)}{k^{2}\eta_{0}\eta}\left(\left|a_{mn}\right|^{2}+\left|b_{mn}\right|^{2}-\Re\left(a_{mn}p_{mn}^{*}\right)-\Re\left(b_{mn}q_{mn}^{*}\right)\right).
1105 \end_inset
1107 If the exciting wave is a plane wave, the extinction cross section is
1108 \begin_inset Formula 
1110 \sigma_{\mathrm{tot}}=\frac{1}{\varepsilon\varepsilon_{0}\left|E_{0}\right|^{2}k^{2}\eta_{0}\eta}\sum_{m,n}n(n+1)\left(\Re\left(a_{mn}p_{mn}^{*}\right)+\Re\left(b_{mn}q_{mn}^{*}\right)\right)
1113 \end_inset
1116 \end_layout
1118 \begin_layout Subsection
1119 Jackson
1120 \end_layout
1122 \begin_layout Standard
1123 \begin_inset CommandInset citation
1124 LatexCommand cite
1125 after "(9.155)"
1126 key "jackson_classical_1998"
1127 literal "true"
1129 \end_inset
1132 \begin_inset Formula 
1134 P=\frac{Z_{0}}{2k^{2}}\sum_{l,m}\left[\left|a_{E}(l,m)\right|^{2}+\left|a_{M}(l,m)\right|^{2}\right]
1137 \end_inset
1140 \end_layout
1142 \begin_layout Section
1143 Limit solutions
1144 \end_layout
1146 \begin_layout Subsection
1147 Far-field asymptotic solution
1148 \end_layout
1150 \begin_layout Standard
1151 TODO start from 
1152 \begin_inset CommandInset citation
1153 LatexCommand cite
1154 after "(A7)"
1155 key "pustovit_plasmon-mediated_2010"
1156 literal "true"
1158 \end_inset
1160  and Jackson (9.169) and around.
1161 \end_layout
1163 \begin_layout Subsection
1164 Near field limit
1165 \end_layout
1167 \begin_layout Chapter
1168 Single particle scattering and Mie theory
1169 \end_layout
1171 \begin_layout Standard
1172 The basic idea is simple.
1173  For an exciting spherical wave (usually the regular wave in whatever convention
1174 ) of a given frequency 
1175 \begin_inset Formula $\omega$
1176 \end_inset
1178 , type 
1179 \begin_inset Formula $\zeta'$
1180 \end_inset
1182  (electric or magnetic), degree 
1183 \begin_inset Formula $l'$
1184 \end_inset
1186  and order 
1187 \begin_inset Formula $m'$
1188 \end_inset
1190 , the particle responds with waves from the complementary set (e.g.
1191  outgoing waves), with the same frequency 
1192 \begin_inset Formula $\omega$
1193 \end_inset
1195 , but any type 
1196 \begin_inset Formula $\zeta$
1197 \end_inset
1199 , degree 
1200 \begin_inset Formula $l$
1201 \end_inset
1203  and order 
1204 \begin_inset Formula $m$
1205 \end_inset
1207 , in a way that the Maxwell's equations are satisfied, with the coefficients
1209 \begin_inset Formula $T_{l,m;l',m'}^{\zeta,\zeta'}(\omega)$
1210 \end_inset
1213  This yields one row in the scattering matrix (often called the 
1214 \begin_inset Formula $T$
1215 \end_inset
1217 -matrix) 
1218 \begin_inset Formula $T(\omega)$
1219 \end_inset
1221 , which fully characterizes the scattering properties of the particle (in
1222  the linear regime, of course).
1223  Analytical expression for the matrix is known for spherical scatterer,
1224  otherwise it is computed numerically (using DDA, BEM or whatever).
1225  So if we have the two sets of spherical wave functions 
1226 \begin_inset Formula $\vect f_{lm}^{J_{1},\zeta}$
1227 \end_inset
1230 \begin_inset Formula $\vect f_{lm}^{J_{2},\zeta}$
1231 \end_inset
1233  and the full 
1234 \begin_inset Quotes sld
1235 \end_inset
1237 exciting
1238 \begin_inset Quotes srd
1239 \end_inset
1241  wave has electric field given as
1242 \begin_inset Formula 
1244 \vect E_{\mathrm{inc}}=\sum_{\zeta'=\mathrm{E,M}}\sum_{l',m'}c_{l'm'}^{\zeta'}\vect f_{l'm'}^{\zeta'},
1247 \end_inset
1249 the 
1250 \begin_inset Quotes sld
1251 \end_inset
1253 scattered
1254 \begin_inset Quotes srd
1255 \end_inset
1257  field will be
1258 \begin_inset Formula 
1260 \vect E_{\mathrm{scat}}=\sum_{\zeta',l',m'}\sum_{\zeta,l,m}T_{l,m;l',m'}^{\zeta,\zeta'}c_{l'm'}^{\zeta'}\vect f_{lm}^{\zeta},
1263 \end_inset
1265 and the total field around the scaterer is 
1266 \begin_inset Formula $\vect E=\vect E_{\mathrm{ext}}+\vect E_{\mathrm{scat}}$
1267 \end_inset
1270 \end_layout
1272 \begin_layout Section
1273 Mie theory – full version
1274 \end_layout
1276 \begin_layout Standard
1277 \begin_inset Formula $T$
1278 \end_inset
1280 -matrix for a spherical particle is type-, degree- and order- diagonal,
1281  that is, 
1282 \begin_inset Formula $T_{l',m';l,m}^{\zeta',\zeta}(\omega)=0$
1283 \end_inset
1285  if 
1286 \begin_inset Formula $l\ne l'$
1287 \end_inset
1290 \begin_inset Formula $m\ne m'$
1291 \end_inset
1293  or 
1294 \begin_inset Formula $\zeta\ne\zeta'$
1295 \end_inset
1298  Moreover, it does not depend on 
1299 \begin_inset Formula $m$
1300 \end_inset
1302 , so
1303 \begin_inset Formula 
1305 T_{l,m;l',m'}^{\zeta,\zeta'}(\omega)=T_{l}^{\zeta}\left(\omega\right)\delta_{\zeta'\zeta}\delta_{l'l}\delta_{m'm}
1308 \end_inset
1310 where for the usual choice 
1311 \begin_inset Formula $J_{1}=1,J_{2}=3$
1312 \end_inset
1315 \begin_inset Formula 
1316 \begin{eqnarray*}
1317 T_{l}^{E}\left(\omega\right) & = & TODO,\\
1318 T_{l}^{M}(\omega) & = & TODO.
1319 \end{eqnarray*}
1321 \end_inset
1324 \end_layout
1326 \begin_layout Section
1327 Long wave approximation for spherical nanoparticle
1328 \end_layout
1330 \begin_layout Standard
1331 TODO start from 
1332 \begin_inset CommandInset citation
1333 LatexCommand cite
1334 after "(A11)"
1335 key "pustovit_plasmon-mediated_2010"
1336 literal "true"
1338 \end_inset
1340  and around.
1341 \end_layout
1343 \begin_layout Section
1344 Note on transforming T-matrix conventions
1345 \end_layout
1347 \begin_layout Standard
1348 T-matrix depends on the used conventions as well.
1349  This is not apparent for the Mie case as the T-matrix for a sphere is 
1350 \begin_inset Quotes sld
1351 \end_inset
1353 diagonal
1354 \begin_inset Quotes srd
1355 \end_inset
1358  But for other shapes, dipole incoming field can induce also higher-order
1359  multipoles in the nanoparticle, etc.
1360  The easiest way to determine the transformation properties is to write
1361  down the total scattered electric field for both conventions in the form
1362 \begin_inset Formula 
1364 \vect E_{\mathrm{scat}}=\sum_{n'}\sum_{n}T_{n'}^{n}c^{n'}\vect f_{n}=\sum_{n'}\sum_{n}\widetilde{T}_{n'}^{n}\widetilde{c}^{n'}\widetilde{\vect f}_{n}
1367 \end_inset
1369 where we merged all the indices into single multiindex 
1370 \begin_inset Formula $n$
1371 \end_inset
1373  or 
1374 \begin_inset Formula $n'$
1375 \end_inset
1378  This way of writing immediately suggest how to transform the T-matrix into
1379  the new convention if we know the transformation properties of the base
1380  waves and expansion coefficients, as it reminds the notation used in geometry
1381  – 
1382 \begin_inset Formula $c^{\alpha}$
1383 \end_inset
1385  are 
1386 \begin_inset Quotes sld
1387 \end_inset
1389 vector coordinates
1390 \begin_inset Quotes srd
1391 \end_inset
1394 \begin_inset Formula $\vect f_{\alpha}$
1395 \end_inset
1397  are 
1398 \begin_inset Quotes sld
1399 \end_inset
1401 base vectors
1402 \begin_inset Quotes srd
1403 \end_inset
1406  Obviously, T-matrix is then 
1407 \begin_inset Quotes sld
1408 \end_inset
1410 tensor of type (1,1)
1411 \begin_inset Quotes srd
1412 \end_inset
1414 , and it transforms as vector coordinates (i.e.
1415  wave expansion coefficients) in the 
1416 \begin_inset Formula $n$
1417 \end_inset
1419  (outgoing wave) indices and as form coordinates in the 
1420 \begin_inset Formula $n'$
1421 \end_inset
1423  (regular/illuminating wave) indices.
1424  Form coordinates change in the same waves as base vectors
1425 \end_layout
1427 \begin_layout Subsection
1428 Kristensson to Taylor
1429 \end_layout
1431 \begin_layout Standard
1432 For instance, let us transform between from the Kristensson's to Taylor's
1433  convention.
1434  We know that the Taylor's base vectors are 
1435 \begin_inset Quotes sld
1436 \end_inset
1438 larger
1439 \begin_inset Quotes srd
1440 \end_inset
1443 \begin_inset Formula $\widetilde{\vect N}_{ml}^{(3/1/4)}=\sqrt{l(l+1)}\left(\vect{u/v/w}\right)_{2lm}$
1444 \end_inset
1446  etc, so the coefficients must be smaller by the reciprocal factor, e.g.
1448 \begin_inset Formula $\tilde{a}_{ml}=f_{2lm}/\sqrt{l(l+1)}$
1449 \end_inset
1451  (now we assume that there are no other prefactors in the expansion of the
1452  field, they are already included in the coefficients).
1453  Then the T-matrix in the Taylor's convention (tilded) can be calculated
1454  from the T-matrix in the Kristensson's convention as
1455 \begin_inset Formula 
1457 \underbrace{\widetilde{T}_{\zeta'l'm'}^{\zeta lm}}_{\mbox{Taylor}}=\frac{\sqrt{l'(l'+1)}}{\sqrt{l(l+1)}}\underbrace{T_{\zeta'l'm'}^{\zeta lm}}_{\mbox{Krist.}}\,_{\leftarrow\mbox{illuminating}}^{\leftarrow\mbox{outgoing}}.
1460 \end_inset
1463 \end_layout
1465 \begin_layout Subsubsection
1466 scuff-tmatrix output
1467 \end_layout
1469 \begin_layout Standard
1470 Indices of the outgoing wave (without primes) come first, illuminating regular
1471  wave (with primes) second in the output files of scuff-tmatrix.
1472  It seems that it at least in the electric part, the output of scuff-tmatrix
1473  is equivalent to the Kristensson's convention.
1474  Not sure whether it is also true for the E-M cross terms.
1475 \end_layout
1477 \begin_layout Chapter
1478 Green's functions
1479 \end_layout
1481 \begin_layout Section
1482 xyz pure free-space dipole waves in terms of SVWF
1483 \end_layout
1485 \begin_layout Section
1486 Mie decomposition of Green's function for single nanoparticle
1487 \end_layout
1489 \begin_layout Chapter
1490 Translation of spherical waves: getting insane
1491 \end_layout
1493 \begin_layout Standard
1494 Cruzan's formulation, Xu's normalisation 
1495 \begin_inset CommandInset citation
1496 LatexCommand cite
1497 after "(59)"
1498 key "xu_efficient_1998"
1499 literal "true"
1501 \end_inset
1504 \begin_inset Formula 
1506 B_{m,n,\mu,\nu}=\underbrace{\left(-1\right)^{-m}\frac{\left(2\nu+1\right)\left(n+m\right)!\left(\nu-\mu\right)!}{2n\left(n+1\right)\left(n-m\right)!\left(\nu+\mu\right)!}\sum_{q=1}^{Q_{max}^{-m,n,\mu,\nu}}i^{p+1}\sqrt{\left(\left(p+1\right)^{2}-\left(n-\nu\right)^{2}\right)\left(\left(n+\nu+1\right)^{2}-\left(p+1\right)^{2}\right)}b_{-m,n,\mu,\nu}^{p,p+1}}_{\mbox{(without the \ensuremath{\sum})}\equiv B_{m,n,\mu,\nu}^{q}}z_{p+1}P_{p+1}e^{i\left(\mu-m\right)\phi},
1509 \end_inset
1511 where 
1512 \begin_inset CommandInset citation
1513 LatexCommand cite
1514 after "(28,5,60,61)"
1515 key "xu_efficient_1998"
1516 literal "true"
1518 \end_inset
1521 \begin_inset Formula $p\equiv n+\nu-2q$
1522 \end_inset
1525 \begin_inset Formula $Q_{max}^{-m,n,\mu,\nu}\equiv\min\left(n,\nu,\frac{n+\nu+1-\left|\mu-m\right|}{2}\right)$
1526 \end_inset
1529 \begin_inset Formula 
1531 b_{-m,n,\mu,\nu}^{p,p+1}\equiv\left(-1\right)^{\mu-m}\left(2p+3\right)\sqrt{\frac{\left(n-m\right)!\left(\nu+\mu\right)!\left(p+m-\mu+1\right)!}{\left(n+m\right)!\left(\nu-\mu\right)!\left(p-m+\mu+1\right)!}}\begin{pmatrix}n & \nu & p+1\\
1532 -m & \mu & m-\mu
1533 \end{pmatrix}\begin{pmatrix}n & \nu & p\\
1534 0 & 0 & 0
1535 \end{pmatrix}.
1538 \end_inset
1541 \end_layout
1543 \begin_layout Chapter
1544 Multiple scattering: nice linear algebra born from all the mess
1545 \end_layout
1547 \begin_layout Chapter
1548 Quantisation of quasistatic modes of a sphere
1549 \end_layout
1551 \begin_layout Standard
1552 \begin_inset CommandInset bibtex
1553 LatexCommand bibtex
1554 bibfiles "Electrodynamics"
1555 options "plain"
1557 \end_inset
1560 \end_layout
1562 \end_body
1563 \end_document