ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
2
0
0000
00
exp()
cos(,)((1)/)exp()
jkRG
RnjkRRjkR
nRR
∂∂
==−⋅
∂∂
При R
o
→ 0 в силу непрерывности функции U и её производных можно
записать :
00
0
0
0
00
00
00
00
2
0
00000
0
0
0
exp()exp()
lim()[(1)/]lim()
exp()
[(1)/]lim()[(1)/]4
4()
RR
S
R
S
jkRjkR
U
UjkRRdS
RnR
jkR
UU
UjkRRdSUjkRRR
nRn
UP
π
π
→→
→
∂
−−=⋅
∂
∂∂
⋅−−⋅=−−⋅=
∂∂
=−
∫∫
∫∫
Подставляя значение интеграла по So в (3.3), получим
1
0
1
()[()()]
4
S
UG
UPGUdS
nnπ
∂∂
=−
∂∂
∫∫
(3.4)
Это соотношение, которое носит название интегральной теоремы
Гельмгольца- Кирхгофа, играет важную роль в скалярной теории дифракции,
так как позволяет выразить поле в любой точке P
0
через граничные значения
волны U и функции Грина G на любой замкнутой поверхности .
Наибольший практический интерес представляет случай дифракции поля
на плоских экранах . Задача дифракции сферической волны U на плоском
экране рассматривалась Кирхгофом, причем для упрощения решения им были
введены приближенные граничные условия. В постановке Кирхгофа задача
формулировалась следующим образом: на отверстие
Σ
в непрозрачном экране
Э (рис.3.3) слева падала сферическая волна U(x,y,z). Необходимо найти поле
за экраном в точке P
0
.
y
1
Э
Р
Р
0
R
z
x
1
n
r
R
ur
R
ur
(
θ
π
Рис. 3.3.
Σ
S
3
θ
S
2
n
r
n
r
S
2
∂G ∂ exp( jkR0 )
= cos( R0 , n) = ((1 − jkR0 ) / R0 ) ⋅ exp( jkR0 )
2
∂n ∂R0 R0
П ри Ro → 0 в си лу непреры вност
и ф ункци и U и еёпрои зводны х мож но
запи сать:
exp( jkR0 ) ∂U exp( jkR0 )
R0 → 0 ∫∫
lim ( )[ − U (1 − jkR0 ) / R0 ]dS = lim ( )⋅
S0
R0 ∂n R0 → 0 R0
∂U exp( jkR0 ) ∂U
⋅[ − U (1 − jkR0 ) / R0 ] ⋅ ∫∫ dS = lim ( )[ − U (1 − jkR0 ) / R0 ] ⋅ 4π R02 =
∂n S
R0 → 0 R0 ∂n
0
= −4π U ( P0 )
П одст
авляязнач ени еи нт
егралапо So в(3.3), получ и м
1 ∂U ∂G
U ( P0 ) =
4π ∫∫ [G( ∂n ) − U ( ∂n )]dS
S1
(3.4)
Эт о соот нош ени е, кот орое носи т названи е и нт егральной т еоремы
Гельмгольца-К и рх гоф а, и граетваж ную роль в скалярной т еори и ди ф ракци и ,
так как позволяетвы рази т ь поле в лю бой т оч ке P0 ч ерезграни ч ны е знач ени я
волны U и ф ункци и Гри наG налю бой замкнут ой поверх ност и.
Н аи больш и й практи ч ески й и нт
ерес предст авляетслуч ай ди ф ракци и поля
на плоски х экранах . Задач а ди ф ракци и сф ери ч еской волны U на плоском
экране рассмат ри валась К и рх гоф ом, при ч ем дляупрощ ени яреш ени яи м бы ли
введены при бли ж енны е грани ч ны е услови я. В пост ановке К и рх гоф а задач а
ф ормули ровалась следую щ и м образом: наот верст и е Σ внепрозрач ном экране
Э (ри с.3.3) слевападаласф ери ч еская волна U(x,y,z). Н еобх оди мо най т и поле
заэкраном вт оч кеP0 .
y1
Э S2 r
n
Σ
Р Р0 R
rθ x1
n
ur z
R θ
π
ur(
R r
S2
n
S3
Ри с. 3.3.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
