Составители:
Метод геометрической оптики является предельным при решении
волновой задачи, когда длина волны λ стремится к нулю. Это означает, что
здесь не учитывается волновой характер поля. Этот метод применим при
определении электромагнитного поля (чаще всего при решении задач на
отражение электромагнитных волн) когда размеры отражающего тела и
минимальный радиус кривизны его поверхности велики по сравнению с
длиной волны. Кроме того, необходимо, чтобы источник поля находился на
достаточно большом расстоянии от поверхности тела.
Основные положения метода геометрической оптики состоят в том, что:
электромагнитная энергия распространяется внутри лучевых трубок; поток
энергии внутри каждой лучевой трубки постоянен; амплитуды векторов поля в
каждой точке пространства определяются из постоянства потока энергии
внутри лучевой трубки; фазы электромагнитных колебаний в каждой точке
пространства определяются длиной пути от источника до точки наблюдения и
изменяются вдоль луча линейно; если через точку наблюдения проходит
несколько лучевых трубок, то результирующее поле определяется как
геометрическая сумма полей всех составляющих.
Следует иметь в виду, что понятие лучевой трубки применимо, когда
амплитуды векторов поля и параметры среды мало изменяются на расстоянии
длины волны, что в однородной среде лучи являются прямыми линиями, а в
неоднородной – плавными кривыми, что перераспределение энергии между
соседними лучевыми трубками отсутствует и векторы
Ε
r
и Η
r
перпендикулярны
лучу.
В геометрической оптике предполагается, что поле в точке наблюдения
определяется значениями его векторов в тех точках отражающей поверхности
или волнового фронта поля источника, из которых лучи приходят в данную
точку. Иными словами, метод геометрической оптики дает решение только в
«освещенной» области пространства. В тени он не работает!
Метод волновой оптики (физической оптики), в отличие от
предыдущего, учитывает волновой характер электромагнитного поля и
базируется в соответствии с принципом Гюйгенса на представлении поля
точечного источника в виде волновой функции
Ψ = Ψ
m
exp
jω(τ -r/v)
/r,
где Ψ- любая составляющая вектора поля;
ω - круговая частота;
r - расстояние до точки наблюдения;
v - скорость волнового процесса.
Этот метод применим при тех же ограничениях, что и метод
геометрической оптики, т.е. для больших, гладких тел, когда точка наблюдения
находится на достаточном расстоянии от источника. Однако метод волновой
оптики позволяет определять электромагнитное поле и в области
геометрической тени (иными словами при использовании этого метода области
тени за объектом не существует, что реально и наблюдается за счет эффекта
дифракции).
24
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- …
- следующая ›
- последняя »
