Optyka fizyczna - Physical optics

Optyka fizyczna służy do wyjaśniania efektów, takich jak dyfrakcja

W fizyki , optyki lub fala optyczny jest gałąź optyki że badania zakłóceń , dyfrakcja , polaryzacja i innych zjawisk w którym odpowiada aproksymacja promień optyki geometrycznej nie jest ważny. To zastosowanie zwykle nie obejmuje efektów, takich jak szum kwantowy w komunikacji optycznej , który jest badany w podgałęzi teorii koherencji .

Zasada

Optyka fizyczna to także nazwa przybliżenia powszechnie używanego w optyce, elektrotechnice i fizyce stosowanej . W tym kontekście jest to metoda pośrednia między optyką geometryczną , która ignoruje efekty falowe , a elektromagnetyzmem pełnofalowym , który jest precyzyjną teorią . Słowo „fizyczny” oznacza, że ​​jest bardziej fizyczny niż optyka geometryczna lub promienista, a nie, że jest dokładną teorią fizyczną.

To przybliżenie polega na wykorzystaniu optyki promieni do oszacowania pola na powierzchni, a następnie całkowaniu tego pola na powierzchni w celu obliczenia transmitowanego lub rozproszonego pola. Przypomina to przybliżenie Borna , w którym szczegóły problemu są traktowane jako zaburzenie .

W optyce jest to standardowy sposób szacowania efektów dyfrakcyjnych. W radiu to przybliżenie jest używane do oszacowania niektórych efektów, które przypominają efekty optyczne. Modeluje kilka efektów interferencji, dyfrakcji i polaryzacji, ale nie zależności dyfrakcji od polaryzacji. Ponieważ jest to przybliżenie wysokich częstotliwości, często jest to dokładniejsze w optyce niż w radiu.

W optyce zwykle polega na całkowaniu pola oszacowanego przez promień na soczewce, zwierciadle lub aperturze w celu obliczenia transmitowanego lub rozproszonego pola.

W przypadku rozpraszania radarowego oznacza to zwykle przyjmowanie prądu , który znajdowałby się na płaszczyźnie stycznej z materiału podobnego do prądu w każdym punkcie z przodu, czyli w geometrycznie oświetlonej części rozpraszacza . Prąd na zacienionych częściach przyjmuje się jako zero. Przybliżone rozproszone pole jest następnie uzyskiwane przez całkę po tych przybliżonych prądach. Jest to przydatne w przypadku korpusów o dużych, gładkich wypukłych kształtach i powierzchni stratnych (słabo odbijających).

Pole lub prąd optyki promienia generalnie nie są dokładne w pobliżu krawędzi lub granic cienia, chyba że zostaną uzupełnione obliczeniami dyfrakcji i fali pełzającej .

Standardowa teoria optyki fizycznej ma pewne wady w ocenie pól rozproszonych, co prowadzi do zmniejszonej dokładności z dala od kierunku zwierciadlanego. Ulepszona teoria wprowadzona w 2004 roku dostarcza dokładnych rozwiązań problemów związanych z dyfrakcją fal przez przewodzenie rozpraszaczy.

Zobacz też

Bibliografia

  • Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fizyka dla naukowców i inżynierów (6th ed.) . Brooks / Cole. ISBN   0-534-40842-7 .
  • Achmanow, A; Nikitin, S. Yu (1997). Optyka fizyczna . Oxford University Press. ISBN   0-19-851795-5 .
  • Hay, SG (sierpień 2005). „Dwustronna metoda dyfrakcji serii Gaussa do wydajnej analizy optyki fizycznej anten reflektorowych o podwójnym kształcie”. Transakcje IEEE dotyczące anten i propagacji . 53 (8): 2597. Bibcode : 2005ITAP ... 53.2597H . doi : 10.1109 / tap.2005.851855 .
  • Asvestas, JS (luty 1980). „Metoda optyki fizycznej w rozpraszaniu elektromagnetycznym”. Journal of Mathematical Physics . 21 (2): 290–299. Bibcode : 1980JMP .... 21..290A . doi : 10,1063 / 1,524413 .
  1. ^ Pyotr Ya. Ufimtsev (9 lutego 2007). Podstawy fizycznej teorii dyfrakcji . John Wiley & Sons. ISBN   978-0-470-10900-7 .
  2. ^ a b Umul, YZ (październik 2004). „Zmodyfikowana teoria optyki fizycznej” . Optics Express . 12 (20): 4959–4972. Bibcode : 2004OExpr..12.4959U . doi : 10.1364 / OPEX.12.004959 . PMID   19484050 .
  3. ^ Shijo, T .; Rodriguez, L .; Ando, ​​M. (grudzień 2008). „Zmodyfikowane wektory normalnych powierzchniowych w optyce fizycznej”. Transakcje IEEE dotyczące anten i propagacji . 56 (12): 3714–3722. Bibcode : 2008ITAP ... 56.3714S . doi : 10.1109 / TAP.2008.2007276 . S2CID   41440656 .

Zewnętrzne linki