Fyzická optika - Physical optics

Fyzická optika se používá k vysvětlení účinků, jako je difrakce

v fyzika, fyzikální optikanebo vlnová optika, je pobočkou společnosti optika že studie rušení, difrakce, polarizace a další jevy, pro které je aproximace paprsku z geometrická optika není platný. Toto použití obvykle nezahrnuje efekty jako kvantový šum v optická komunikace, který je studován v subsektoru teorie koherence.

Zásada

Fyzická optika je také název souboru přiblížení běžně používaný v optice, elektrotechnika a aplikovaná fyzika. V této souvislosti jde o přechodnou metodu mezi geometrická optika, který ignoruje mávat efekty a plná vlna elektromagnetismus, což je přesné teorie. Slovo „fyzický“ znamená, že je fyzičtější než geometrický nebo paprsek optika a ne to, že se jedná o přesnou fyzikální teorii.[1]:11–13

Tato aproximace spočívá v použití paprskové optiky k odhadu pole na povrchu a poté integrace toto pole nad povrchem pro výpočet přenášeného nebo rozptýleného pole. To se podobá Narozená aproximace, protože s podrobnostmi o problému se zachází jako s rozrušení.

V optice se jedná o standardní způsob odhadu difrakčních efektů. v rádio, tato aproximace se používá k odhadu některých efektů, které se podobají optickým efektům. Modeluje několik interferenčních, difrakčních a polarizačních efektů, ale nikoli závislost difrakce na polarizaci. Jelikož se jedná o vysokofrekvenční aproximaci, je často přesnější v optice než v rádiu.

V optice se obvykle skládá z integrace pole odhadovaného paprsku přes čočku, zrcadlo nebo clonu pro výpočet přenášeného nebo rozptýleného pole.

v radar rozptyl obvykle to znamená vzít si proud který by byl nalezen na a tečna letadlo z podobného materiálu jako proud v každém bodě na přední straně, tj. E. geometricky osvětlená část, a rozptyl. Proud na zastíněných částech je považován za nulu. Přibližné rozptýlené pole se pak získá integrálem přes tyto přibližné proudy. To je užitečné pro těla s velkými hladkými konvexní tvary a pro ztrátové (s nízkým odrazem) povrchy.

Pole nebo proud paprskové optiky obecně není přesný blízko okrajů nebo hran stínů, pokud není doplněn difrakcí a plíživá vlna výpočty.

Standardní teorie fyzikální optiky má určité nedostatky ve vyhodnocení rozptýlených polí, což vede ke snížení přesnosti směrem od zrcadlového směru.[2][3] Vylepšená teorie zavedená v roce 2004 poskytuje přesná řešení problémů zahrnujících difrakci vln vedením rozptylovačů.[2]

Viz také

Reference

  • Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fyzika pro vědce a inženýry (6. vydání). Brooks / Cole. ISBN  0-534-40842-7.
  • Akhmanov, A; Nikitin, S. Yu (1997). Fyzická optika. Oxford University Press. ISBN  0-19-851795-5.
  • Hay, S.G. (srpen 2005). „Metoda Gaussovy řady s dvojitou difrakcí pro efektivní fyzikální optickou analýzu antén s dvojitým odrazem“. Transakce IEEE na anténách a šíření. 53: 2597. Bibcode:2005ITAP ... 53.2597H. doi:10.1109 / tap. 2005.851855.
  • Asvestas, J. S. (únor 1980). "Metoda fyzikální optiky v elektromagnetickém rozptylu". Journal of Mathematical Physics. 21 (2): 290–299. Bibcode:1980JMP .... 21..290A. doi:10.1063/1.524413.
  1. ^ Petr Ya. Ufimtsev (9. února 2007). Základy fyzikální teorie difrakce. John Wiley & Sons. ISBN  978-0-470-10900-7.
  2. ^ A b Umul, Y. Z. (říjen 2004). "Upravená teorie fyzikální optiky". Optika Express. 12 (20): 4959–4972. Bibcode:2004Oexpr..12.4959U. doi:10.1364 / OPEX.12.004959. PMID  19484050.
  3. ^ Shijo, T .; Rodriguez, L .; Ando, ​​M. (prosinec 2008). "Upravené povrchově normální vektory ve fyzikální optice". Transakce IEEE na anténách a šíření. 56 (12): 3714–3722. Bibcode:2008ITAP ... 56.3714S. doi:10.1109 / TAP.2008.2007276.

externí odkazy