Физическая оптика - Physical optics

Физическая оптика используется для объяснения таких эффектов, как дифракция

В физика, физическая оптика, или же волновая оптика, это ветвь оптика что изучает вмешательство, дифракция, поляризация, и другие явления, для которых лучевое приближение геометрическая оптика не действует. Это использование обычно не включает такие эффекты, как квантовый шум в оптическая связь, который изучается в подразделе теория согласованности.

Принцип

Физическая оптика это также имя приближение обычно используется в оптике, электротехника и Прикладная физика. В данном контексте это промежуточный метод между геометрическая оптика, который игнорирует волна эффекты и полная волна электромагнетизм, что является точным теория. Слово «физический» означает, что он более физический, чем геометрический или же луч оптика, а не то, что это точная физическая теория.[1]:11–13

Это приближение состоит из использования лучевой оптики для оценки поля на поверхности, а затем интеграция это поле над поверхностью для расчета передаваемого или рассеянного поля. Это похоже на Борновское приближение, в том, что детали проблемы рассматриваются как возмущение.

В оптике это стандартный способ оценки дифракционных эффектов. В радио, это приближение используется для оценки некоторых эффектов, похожих на оптические. Он моделирует несколько эффектов интерференции, дифракции и поляризации, но не зависимость дифракции от поляризации. Поскольку это высокочастотное приближение, оно часто бывает более точным в оптике, чем в радио.

В оптике он обычно состоит из интегрирования оцененного лучами поля над линзой, зеркалом или апертурой для расчета прошедшего или рассеянного поля.

В радар рассеяние обычно это означает принятие Текущий что можно было бы найти на касательная самолет материала, подобного текущему в каждой точке на передней панели, т.е. е. геометрически освещенная часть рассеиватель. Ток на затененных участках принимается равным нулю. Приблизительное рассеянное поле затем получается интегралом по этим приближенным токам. Это полезно для тел с большими гладкими выпуклый формы и для поверхностей с потерями (с низким уровнем отражения).

Поле или ток лучевой оптики обычно неточны вблизи краев или границ тени, если они не дополнены дифракцией и бегущая волна расчеты.

Стандартная теория физической оптики имеет некоторые недостатки в оценке рассеянных полей, приводящие к снижению точности вдали от зеркального направления.[2][3] Усовершенствованная теория, представленная в 2004 году, дает точные решения проблем, связанных с дифракцией волн на проводящих рассеивателях.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  • Serway, Raymond A .; Джуэтт, Джон В. (2004). Физика для ученых и инженеров (6-е изд.). Брукс / Коул. ISBN  0-534-40842-7.
  • Ахманов А; Никитин, С. Ю. (1997). Физическая оптика. Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-851795-5.
  • Хэй, С.Г. (август 2005 г.). «Метод двойного дифракционного ряда Гаусса для эффективного анализа физической оптики антенн с двойным отражателем». Транзакции IEEE по антеннам и распространению. 53: 2597. Bibcode:2005ITAP ... 53.2597H. Дои:10.1109 / тап.2005.851855.
  • Асвестас, Дж. С. (февраль 1980 г.). «Метод физической оптики в электромагнитном рассеянии». Журнал математической физики. 21 (2): 290–299. Bibcode:1980JMP .... 21..290A. Дои:10.1063/1.524413.
  1. ^ Петр Я. Уфимцева (9 февраля 2007 г.). Основы физической теории дифракции. Джон Вили и сыновья. ISBN  978-0-470-10900-7.
  2. ^ а б Умуль, Ю. З. (октябрь 2004 г.). «Модифицированная теория физической оптики». Оптика Экспресс. 12 (20): 4959–4972. Bibcode:2004OExpr..12.4959U. Дои:10.1364 / OPEX.12.004959. PMID  19484050.
  3. ^ Shijo, T .; Rodriguez, L .; Андо, М. (декабрь 2008 г.). «Модифицированные векторы нормали к поверхности в физической оптике». Транзакции IEEE по антеннам и распространению. 56 (12): 3714–3722. Bibcode:2008ITAP ... 56.3714S. Дои:10.1109 / TAP.2008.2007276.

внешняя ссылка