Элементы теории дифракции

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИФРАКЦИИ [c.341]

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИФРАКЦИИ ГЛ. [c.344]

ЭЛЕМЕНТЫ теории ДИФРАКЦИИ [гл. 8 [c.350]

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИФРАКЦИЙ [c.358]

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИФРАКЦИИ [гЛ. 8 [c.372]

Полезно напомнить прежде всего идеи самого Гюйгенса (дополненные некоторыми гипотезами), которые были иопользованы Френелем при (построении теории дифракции. Для объяснения распространения света Гюйгенс представлял себе следующий механизм, навеянный, по-видимому, изучением распространения механических колебаний (например, рябь на воде). Рассмотрим возмущение, которое достигло в мом ент времени t некоторой поверхности 2 (волновой поверхности). Поскольку распространение вызывается действием каждой из точек на соседние, вполне естественно предположить, что мы в состоянии узнать поведение возмущения в дальнейшем, если нам известно его состояние в момент времени t, принятое за начальное состояние (волновая поверхность). Иначе говоря, можно ничего не знать об источнике возмущений, а вполне достаточно иметь сведения только о состоянии возмущения в начальный момент. Это приводит к рассмотрению каждого элемента поверхности Е как некоторого вторичного источника (в однородной среде), испускающего сферическую волну (фиг. 1). Заменим теперь единичный источник 5 множеством источников, расположенных на волновой поверхности S. Волновая поверхность Е, соответствующая времени должна всюду быть на одинаковом расстоянии от поверхности Е, т. е. должна являться огибающей всех сферических волн, исходящих из каждой точки Е. Гюйгенс и принимал за механизм распространения это последовательное воздействие на различные точки пространства. Глубокая содержательность этой точки зрения обнаружилась, однако, лишь когда Френель после некоторых уточнений использовал ее для вычисления дифракции. [c.17]

В скалярной теории дифракции комплексная амплитуда волны в плоскости оптического элемента Ш (и,у) = А и,у) екр 1(р (и, о) связана с комплексной амплитудой волны = В ехр в плоскости формирования треб.уемого распре- [c.50]

В первой главе метод оптических операторов излагается на примере теории светорассеяния полидисперсной системой сферических частиц с привлечением теории дифракции Ми. Вводя оптические операторы взаимного преобразования элементов матрицы рассеяния Мюллера полидисперсным аэрозолем, удается построить замкнутую теорию поляризационного зондирования локальных [c.8]

НАПРАВЛЕННОСТЬ акустических излучателей и приёмников — нек-рая пространственная избирательность излучателей и приёмников, т. е. способность излучать (принимать) звуковые волны в одних направлениях в большей степени, чем в других. В режиме излучения Н. обусловливается интерференцией звуковых колебаний, приходящих в данную точку среды от отд. участков излучателя (в случае многоэлементной акустич. антенны — от отд. элементов антенны). В режиме приёма Н. вызывается интерференцией давлений на поверхности приёмника, а в случае приёмной акустич. антенны — также и интерференцией развиваемых приёмными элементами электрич. напряжений при падении звука из нек-рой точки пространства. В нек-рых случаях, напр. у рефлекторных, рупорных и линзовых антенн, в создании Н. кроме интерференции существ, роль играет и дифракция волн. Аналогичные фнз. явления вызывают Н. эл.-магн. излучателей и приёмников (Н. эл.-магн. антенн), поэтому в теории направленности акустич. и эл.-магн. антенн много сходных понятий, определений и теорем. В зависимости от матем. модели, к-рой можно описать данный излучатель (см. Излучение звука), для расчёта его Н. пользуются разл. теоретич. методами. В случае наиб, простой модели, представляющей собой дискретную (или непрерывную) совокупность малых по сравнению с длиной волны X излучающих элементов, поле излучателя определяется суммированием (или интегрированием) сферич. волн, создаваемых отд. элементами. Для плоских излучателей, заключённых в бесконечные плоские экраны, применяется принцип Гюйгенса. Поле сложных цилиндрич. или сферич. излучателей определяется с помощью метода собств. ф-ций. Наиб, общие теоретич. методы основаны на использовании ф-ций Грина. [c.242]

Необходимо отметить, что все приведенные оценки получены без учета того обстоятельства, что граница между двумя ступенями профиля для световой волны, падаюш,ей на ДОЭ под углом, отличающимся от нормального, является областью с конечной шириной, а не линией, как предполагали при выводе всех соотношений для эффективности. Однако поскольку ширина ступени профиля, как правило, значительно превышает ее глубину, а углы падения света не слишком велики, то подобными краевыми эффектами можно пренебречь. Существен также вопрос о соизмеримости минимального элемента в структуре ДОЭ и длины волны дифрагирующего света. Для видимого диапазона размер указанного минимального элемента должен составлять, по крайней мере, 0,5—1 мкм, тогда достоверность результатов, полученных в настоящем параграфе на основе скалярной теории дифракции, будет гарантирована. [c.200]

Внешне такой оптический элемент представляет собой иропускающую или от-ражающую пластинку с тонким фазовым ж-шкрорельефом, рассчитанным в рамках теории дифракции. Первым представителем этого класса оптических элементов является дифракционная решетка, созданная более двухсот лет тому назад. Следующим по хронологии представителем указанного класса оптических элементов является зонная пластинка. Эти представители дифракционных оптических апементов (ДОЭ) имели бинарное амплитудное или фазовое иропускание. Если дифракционные решетки нашли широкое применение в приборостроении, то зонные пластинки, в основном, использовались в учебном лабораторном практикуме по оптике. [c.9]

Теория дифракции Кирхгофа. Интегральная теорема Кирхгофа базируется на основной идее принципа Гюйгенса — Френеля. Однако законы, уиравляющие вкла,вдми ог различных элементов поверхностн, значительно сложнее, чем предполагал Френель. Тем не мснсе Кирхгоф показал, что во многих случаях эту теорему можпо свести к приближенной, но более простой форме, эквивалентной формулировке Френеля, и, кроме того, определить точный вид коэффициента наклона, который в теории Френеля остается неопределенным. [c.348]

Однако вернемся к основному интегралу (28) теории дифракции. Когда точка ( , 1- ) пробегает область интегрирования, функции /(g, т]) изменяется на очень много длин волп поэтому вещественная и мнимая части подынтегрального выражения многократно изменяют знак. В общем случае вклады от различных элементов фактически уничтожают друг друга (деструктивная интерференция). По для элементарного участка, окружающего точку (назовем ее критинеской тошюй или полюсом), где /( , т ) постоянна, положение другое. Здесь подынтегральное выражение изменяется значительно медленнее, и можно ожидать, что его вклад станет заметным. Поэтому, если длина волны достаточно мала, величина интеграла, по существу, определяется поведением f вблизи точек, где f постоянно. Это является основой метода стационарной фазы, позволяющего определить асимптотическое поведение ннге1 рялов определенного класса (более подробно он разбирается в приложении 3). Ниже мы [c.355]

Пусть решетка рас-ноложена вдоль оси х и состоит из элементов, расположенных параллельно оси у. Предположим, что в плоскости т., 2 расположена труба (рис. 486), которая может поворачиваться в этой плоскости так, что ось трубы пересекает ось у. Пусть 0 — угол между осью трубы С и осью 2, т. е. нормалью к решетке. В трубе находится центрированная оптическая система, состоящая из объектива и окуляра , расположенных так, что плоскость Р является для обоих фокальной плоскостью. В этой плоскости расположен непрозрачный экран, в котором прорезана узкая щель, параллельная оси у (т. е. элементам решетки) середина щели находится на оси трубы. Из теории дифракции Фраунгофера (гл, IX, 3) следует, что через такую щель проходит только свет, дифрагированный решеткой под углом О к ее нормали. Окуляр превращает свет, прошедший через щель, снова в плоскую волну. [c.509]

В главе 9 было отмечено, что развитие теории дифракции привело к появлению таких направлений, как фурье-оптика и голография. Дифракционные принципы формирования оптического изображения использованы в ставших классическими экспериментах по пространственной фильтрации и распознаванию образов. Ниже поясняется суть разработок в области синтезируемых компьютером плоских дифракциотшх оптических элементов (ДОЭ). Исторически первыми элементами плоской оптики были зонные пластинки, френелевские линзы и регулярные дифракционные решетки. [c.313]

РАЗНОСТЬ ХОДА лучей, разность оптических длин путей двух световых лучей, имеюпщх общие нач. и конечную точки. Понятие Р. х. играет осн. роль в описании интерференции света и дифракции света. РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ ДИНАМИКА, см. Динамика разреженных газов. РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ (разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельное изображение двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное (или угловое) расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются и перестают быть различными, наз. линейным (или угловым) пределом разрешения. Обратная ему величина служит количеств, мерой Р. с. оптич. приборов. Идеальное изображение точки, как элемента предмета, может быть получено от волновой сферич. поверхности. Реальные оптич. системы имеют входные и выходные зрачки конечных размеров, ограничивающие волновую поверхность. Благодаря дифракции света даже при отсутствии аберраций и ошибок изготовления оптич. система изображает точку в монохроматич. свете в виде светлого пятна, окружённого попеременно тёмными и светлыми кольцами. Пользуясь теорией дифракции, можно вычислить наименьшее расстояние, разрешаемое оптич. системой, если известно, при каких распределениях освещённости приёмник (глаз, фотослой) воспринимает изображение раздельно. В соответствии с условием, введённым англ. учёным Дж. У. Рэлеем (1879), изображения двух точек можно видеть раздельно, если центр дифракц. пятна каждого из них пересекается с краем первого тёмного кольца другого (рис.). [c.615]

Имея своим истоком идеи древних философов, теория атомного или дискретного строения вещества получила всеобщее признание только в начале 20-го столетия. Это было связано с успехами в области рентгеноскопии, когда для изучения микроструктуры вещества последнее помещалось в пучок рентгеновского излучения и на фотопластинке фиксировалось отображение пучка после прохождения его через слой исследуемого вещества. Диапазон длин волн рентгеновского излучения был сопоставим с межатомным расстоянием, и, при условии абсолютного равенства этих параметров, дифракция у - лучей на отдельных атомах приводила к появлению интерференционной картины. Это было интерпретировано следующим образом вещество состоит из дискретных элементов (атомов), которые образуют строго упорядоченную пространственную решетку с определенным значением периода реше1ки, характерного для данного вещества. Подобные исследования были проведены для различных веществ. Практически все твердые тела обнаруживают при рентгеновском облучении наличие интерференционной картины, тогда как в газах, жидкостях и стеклах интерференционную картину обнаружить не удавалось. В связи с этим возникло разделение вещества па упорядоченное, или кристаллическое, и неупорядоченное, или аморфное. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...