Формирование пространственного спектра (диаграммы направленности) в зоне френеля объектов с помощью линзовых и зеркальных систем. Часть 3. Струков И.Ф. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

20
Экспериментальные данные сравнить с результатами расчета по п.п.3.1
÷
3.4
домашнего задания, построив их в одном масштабе.
3. Повторить измерения, изменив угол падения плоской волны, например на
10
0
. Отметить смещение главного лепестка на величину
0
sin
xf
α
=
,
определяемую из (4.28).
4. Установить объект в переднем фокусе линзы и облучить его плоской
волной. Снять распределение интенсивности поля в задней плоскости . Результаты
изобразить на одном графике с данными расчета (п.3.2 домашнего задания).
Определить ширину основного лепестка спектра , на уровне 0,5 и сравнить с
результатами расчета . Сделать выводы.
5. Объект, расположенный вплотную к линзе, осветить сферической волной
радиуса
R
. Определить область фокусировки поля объекта
*
и снять
распределение интенсивности поля вдоль одной координаты этой плоскости .
Определить ширину основного лепестка ДН. Отметить и объяснить изменение
масштаба при этом.
6. Установить объект за линзой на расстоянии
2
d
, взятому , согласно
варианту , от фокуса и облучить линзу плоской волной. Измерить распределение
интенсивности поля в фокальной плоскости . Определить ширину основного
лепестка спектра на уровне половинной мощности .
7. Линзу с объектом, расположенные согласно п.6, осветить волной радиуса
R
. Снять распределение интенсивности поля вдоль
x
координаты в эквивалентной
фокальной плоскости
. Отметить и объяснить изменение масштаба
спектральной плотности , исследуемой в п.п. 6 и 7. Сделать выводы.
8. Взять объект, подобный исследуемому ранее, но других размеров
1
ana
=⋅
, и для
него измерить распределение интенсивность поля при одном их условий п.
67
÷
.
Определить ширину лепестка на уровне
1/2
мощности
0,5
2
x
−∆ . Заметить и
объяснить изменение масштаба при этом в
1/
n
раз.
4.6. Примерный перечень контрольных вопросов
1. Вид плоской и сферической волны. Угловой и пространственный спектр поля
объектов .
2. Выражение для коэффициентов пропускания линзы и отражения сферического
зеркала .
3. Вид сигнала на выходе линзы и зеркала при облучении их плоской волной.
Какова спектральная плотность выходного сигнала и где она формируется ?
4. Записать выражение сигнала на выходе зеркала и линзы при облучении их
сферической волной радиуса
Rf
=
. Какова спектральная плотность сферической
волны?
5. Записать вид сигнала на выходе линзы при облучения её волной
Rf
. Где при
этом формируется спектральная плотность и каков её вид?
6. Записать вид поля в фокальной плоскости линзы при облучении объекта ,
расположенного вплотную к линзе, плоской волной, угол падения которой
                                                  20


Э к спери мента льные да нные сра в ни ть с резу льта та ми ра счета по п.п.3.1 ÷ 3.4
дома шнег     о за да ни я , построи в и х в одном ма сшта бе.
         3. Пов тори ть и змерени я , и змени в у г   ол па дени я плоск ой в олны, на при мерна
    0
10 . О тмети ть смещени е г                ла в ног
                                                  о лепестк а на в ели чи ну           x0 = f sin α ,
определя ему ю и з (4.28).
         4. У ста нов и ть объек т в переднем фок у се ли нзы и облу чи ть ег            о плоск ой
в олной. С ня ть ра спределени е и нтенси в ности поля в за дней плоск ости . Резу льта ты
и зобра зи ть на одном г         ра фи к е с да нными ра счета (п.3.2 дома шнег         о за да ни я ).
О предели ть ши ри ну основ ног           о лепестк а спек тра , на у ров не 0,5 и сра в ни ть с
резу льта та ми ра счета . С дела ть в ыв оды.
         5. О бъек т, ра сполож енный в плотну ю к ли нзе, осв ети ть сфери ческ ой в олной
ра ди у са R . О предели ть обла сть фок у си ров к и поля объек та – f * и сня ть
ра спределени е и нтенси в ности поля в доль одной к оорди на ты этой плоск ости .
О предели ть ши ри ну основ ног           о лепестк а Д Н . О тмети ть и объя сни ть и зменени е
ма сшта ба при этом.
         6. У ста нов и ть объек т за ли нзой на ра сстоя ни и d 2 , в зя тому , сог           ла сно
в а ри а нту , от фок у са и облу чи ть ли нзу плоск ой в олной. И змери ть ра спределени е
и нтенси в ности поля в фок а льной плоск ости . О предели ть ши ри ну основ ного
лепестк а спек тра на у ров не полов и нной мощности .
         7. Ли нзу с объек том, ра сполож енные сог         ла сно п.6, осв ети ть в олной ра ди у са
 R . С ня ть ра спределени е и нтенси в ности поля в доль x к оорди на ты в эк в и в а лентной
фок а льной плоск ости              f ∗ . О тмети ть и объя сни ть и зменени е ма сшта ба
спек тра льной плотности , и сследу емой в п.п. 6 и 7. С дела ть в ыв оды.
8. Взя ть объек т, подобный и сследу емому ра нее, но дру г         и х ра змеров a1 = n ⋅ a , и для
нег   о и змери ть ра спределени е и нтенси в ность поля при одном и х у слов и й п. 6 ÷ 7 .
О предели ть ши ри ну лепестк а на у ров не 1/ 2 мощности −2∆x∗0,5 . За мети ть и
объя сни ть и зменени е ма сшта ба при этом в 1/ n ра з.

                     4.6. П рим ерн ы й перечен ь кон трол ьн ы х в опросов
1. Ви д плоск ой и сфери ческ ой в олны. У г      лов ой и простра нств енный спек трполя
объек тов .
2. Выра ж ени е для к оэффи ци ентов пропу ск а ни я ли нзы и отра ж ени я сфери ческ ог  о
зерк а ла .
3. Ви д си г  на ла на в ыходе ли нзы и зерк а ла при облу чени и и х плоск ой в олной.
К а к ов а спек тра льна я плотность в ыходного си г   на ла и г
                                                               де она форми ру ется ?
4. За пи са ть в ыра ж ени е си гна ла на в ых оде зерк а ла и ли нзы при облу чени и и х
сфери ческ ой в олной ра ди у са R = f . К а к ов а спек тра льна я плотность сфери ческ ой
в олны?
5. За пи са ть в и д си гна ла на в ыходе ли нзы при облу чени я её в олной R ≠ f . Где при
этом форми ру ется спек тра льна я плотность и к а к ов её в и д?
6. За пи са ть в и д поля в фок а льной плоск ости ли нзы при облу чени и объек та ,
ра сполож енного в плотну ю к ли нзе, плоск ой в олной, у г           ол па дени я к оторой