Дифракция и фокусировка электромагнитных волн. Молотков Н.Я - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 7 Рис. 8
радиус отверстия можно изменять от 0,5 до 20 см. При увеличении радиуса отверстия от минимального
его значения наблюдается увеличение интенсивности принимаемого сигнала. Этот рост продолжается
до тех пор, пока в отверстии не будет открыта первая зона Френеля. При дальнейшем увеличении ра-
диуса отверстия в приемник будут приходить вторичные волны также и от второй зоны. Их интерфе-
ренция с ранее пришедшими волнами от первой зоны вызовет уменьшение интенсивности принимае-
мых волн. Когда отверстие откроет две первые зоны Френеля, то их действие практически полностью
уничтожат друг друга из-за интерференции противофазных колебаний и принимаемый сигнал будет
минимален по интенсивности. При дальнейшем увеличении размеров отверстия, действия двух первых
зон Френеля в точке приема остаются скомпенсированными, а интенсивность принимаемого сигнала
создается действием третьей зоны Френеля. Когда число открытых зон будет равно m = 3, интенсивность
принимаемого сигнала будет такой же, как если была бы открыта только третья зона. Центр дифракци-
онной картины будет иметь достаточную интенсивность. Когда число открытых зон будет равно m = 4,
интенсивность в центре дифракционной картины будет минимальная и т.д. На рис. 8 показана зависи-
мость интенсивности I принимаемого сигнала в радиодиапазоне от радиуса отверстия. По полученному
графику можно опытным путем найти радиусы r
i
зон Френеля и интенсивность волн, приходящих от
каждой зоны. На рис. 9 показаны дифракционные картины, наблюдаемые в световом диапазоне, когда в
отверстии укладывается m = 1, m = 2, и m = 3 зон Френеля. Рядом с дифракционными картинами приво-
дится различное распределение интенсивности в них.
Рассмотрим явление дифракции на круглом диске. Пусть диск закрывает m зон Френеля. Открыты-
ми остаются зоны с номерами m + 1, m + 2… Найдем амплитуду результирующего колебания в центре
дифракционной картины
...
4321p
+
−
+
−
=
++++ mmmm
EEEEE ,
или ...
222
3
2
11
p
+
+−+=
+
+
++ m
m
mm
E
E
EE
E
Откуда получаем
0
2
1
p
≠=
+m
E
E
. (20)
Рис. 9
Следовательно, в центре дифракционной картины даваемой диском всегда будет наблюдаться свет-
лое пятно (пятно Пуассона). Если диск закрывает достаточно большое число зон Френеля, то чередова-
ние светлых и темных колец наблюдается лишь в очень узкой области геометрической тени. В центре
же дифракционной картины наблюдается светлое пятно, но очень малых размеров. Полученные выводы
р

Страницы