惠更斯-菲涅耳原理和基尔霍夫衍射公式的讨论

较详细地讨论了惠更斯-菲涅耳原理和基尔霍夫衍射公式,指出了惠更斯-菲涅耳原理的不足之处,并由基尔霍夫衍射公式推导出惠更斯-菲涅耳原理的适应条件。

用惠更斯-菲涅耳原理分析光的散射

根据惠更斯 -菲涅耳原理 。

光学中惠更斯—菲涅耳原理的教学安排和意义

惠更斯—菲涅耳原理是解释光波振动传播规律的一种唯象的假说。是光学教学中推导干涉和衍射光强的依据,在教学中强调这一点可以加强学生对干涉和衍射现象相互关系的认识和概念的深入理解。

基于菲涅耳原理的光衍射光强分布数值模拟

从惠更斯-菲涅耳原理出发,通过数学近似得到光衍射光强的分布公式.为验证理论计算中数学近似是否合理,将光强分布的数值模拟结果与实验室实测结果进行了比较,发现二者在误差允许的范围内一致.在此基础上,利用Fortran软件对光栅衍射结果进行了数值解析,并模拟实现了光强在接收屏上的分布.

从惠更斯原理到索末菲衍射公式

自1678年惠更斯提出惠更斯原理,菲涅耳、基尔霍夫、索末菲等都对这一原理作出了改进和完善,体现了科学研究中从定性、半定量再到定量的逐步精确化的发展历程。为了准确理解惠更斯一菲涅耳原理,也为了认识和掌握科学发展的客观规律,有必要对惠更斯原理的发展历程作比较深入的认识,文章对此作了尝试。

平面波菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟

根据惠更斯-菲涅耳原理,运用蒙特卡罗方法,采用Matlab编程实现平面波的菲涅耳衍射数值模拟,得到了平面波经小圆孔、方孔和三角孔的菲涅耳衍射在轴上的光强分布曲线.从数值模拟结果可以直观而明确地到光强在轴上极值位置、大小等特点,能较好地实现对菲涅耳衍射的实验仿真,为深入理解光的衍射现象提供了参考.

多缝菲涅耳衍射的数值模拟

从惠更斯-菲涅耳原理出发,利用matlab软件对多缝菲涅耳衍射进行分析,基于菲涅耳衍射积分法,提出了一种针对多缝菲涅耳衍射的数值算法,同时给出了相应的Matlab程序以及仿真结果.从数值分析结果可以看出,该研究结果对于实验验证多缝菲涅耳衍射现象具有重要的理论参考意义.

方孔夫琅禾费衍射的数值模拟fsquarehole,HouZhi-qing,

根据惠更斯-菲涅耳原理,利用数值计算的方法对方孔夫琅禾费衍射实验进行了模拟,在验证衍射理论的同时,还得到了非傍轴区域和微方孔的衍射图,拓展了衍射的概念,为深入理解光的衍射提供了参考.

受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气传输的M^2因子

为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于0.4倍的腰宽时,受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大而增大,随着湍流内标量、光束拓扑荷数的增大而减小。在相同条件下,光束的传输质量因子随着遮挡物尺寸的增大而增大。所得结论对实际激光传输和自由空间光通信有一定的参考价值。

圆孔菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟

基于惠更斯-菲涅耳原理,运用蒙特卡罗方法,采用matlab编程实现圆孔的菲涅耳衍射数值模拟,得到了平面波经过圆孔的衍射图样和光强分布曲线,与理论计算结果有较好的一致性,为深入理解光的衍射现象提供了直观形象的物理图景.

基于采集目标的地震照明度的精确模拟

传统的野外地震数据采集设计方法已无法适应复杂山地地表和复杂地下构造地区。为此本文提出了面向地质目标、基于模型正演模拟的地震采集设计方法。该法利用惠更斯-菲涅耳原理和Kirchhoff积分波场研究地震波的入射和反射的能量分布特征,提出将地震照明度分解为震源对地下界面的照明度及地下反射界面对地表检波器的照明度,并分别通过对两种照明度的分析,确定采集数据的信噪比和地表检波器的照明度,判断地面排列采集反射能量的均匀性,从而确定地震数据偏移成像的分辨率和可靠性。同时,在不需要对地震数据进行偏移成像的前提下,可对采集数据进行直观有效的分析评价,有利于设计人员对观测系统参数进行有目的的修改和完善。

PCELG光束通过光阑传输后偏振度的研究

为了研究部分相干复宗量拉盖尔-高斯(PCELG)光束通过环形光阑后在湍流大气中传输时的偏振特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理,经理论推导,得出PCELG光束偏振度的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,光阑的衍射效应将会造成PCELG光束偏振度振荡加剧的现象;当PCELG光束在湍流大气或自由空间中传输时,近轴处横向的偏振度有着剧烈的振荡,而在较远点处,其偏振度都是趋于1,且随着传输距离的增加,横向的偏振度趋于1时所对应的离轴距离也增大;当PCELG光束通过光阑后在自由空间中传输时,经过足够长的距离,偏振度将趋近于不同于初始偏振度的值,而在湍流大气中传输时,偏振度将趋近于初始偏振度。该结果对光束在大气中的传输及其应用具有实际意义。

ELGB在湍流大气中通过圆形光阑的传输特性

为了研究复宗量拉盖尔-高斯光束在湍流大气中通过圆形光阑的传输特性,采用拓展的惠更斯-菲涅耳原理进行了理论推导和数值计算,得到了光强表达式和相应的计算图像。结果表明,光束在湍流大气中受到光阑限制传输时,当截断参量6<1,光束能够长距离传输且与源场时的光束横截面光强分布大致类似,仍为空心光束,但中心处光强的归一化值大于0;当截断参量δ≥1时,小孔的衍射效应不明显,与无小孔限制时非常类似,光束横截面光强分布变为高斯形状;大气湍流强度越小,越容易保持源场时的光束横截面光强分布;不同阶数光束在湍流大气中的传输特性也做了相应研究。该结果对于从事激光传输与自由空间光通讯是有帮助的。

聚焦透镜天线焦斑宽度估算

根据惠更斯-菲涅耳原理,通过简单的推导,得出聚焦透镜天线焦平面上焦斑宽度的近似计算公式,并讨论了与焦平面平行的平面上的焦斑场.为证明该方法的计算精度及效率,设计了一个Ka波段聚焦透镜天线,并加工了两个天线样品进行比较.对两天线进行了平面近场扫描测试,采用近似公式计算得到的Ka波段聚焦透镜天线半功率点宽度与实验数据接近,表明文中给出的公式有一定工程参考作用.

夫琅禾费衍射实验的Maple仿真设计

从惠更斯-菲涅耳原理出发,得到单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射的光强分布表达式.利用Maple软件编程实现了对单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射实验的计算机仿真.仿真结果的衍射图样和光强分布曲线细致逼真,并讨论了各种实验参数对衍射结果的影响,使整个物理过程直观形象,与实际实验结果一致.这为数字化仿真现代光学实验提供了一种好的手段.

狭缝宽度对双缝后光场分布的影响

双缝光叠加的内容是波动光学中的重要组成部分,其后场是单缝菲涅耳衍射与双缝干涉综合作用的结果,难以得到精确的解析表达。本文基于波动光学中的惠更斯-菲涅耳原理,通过Matlab数值计算获得了不同双缝之后的光场分布。结果表明狭缝的宽度对其后叠加光场分布的影响很大。对于不透光部分为5.0mm的等宽双缝,当缝宽与入射光波长数量级相同时,其后轴线附近的光场可近似为杨氏双缝干涉结果;当缝宽比入射光波长大1～2个数量级时,其后场可近似为单缝夫琅禾费衍射修正的杨氏双缝干涉结果;而当缝宽比入射光波长大3个数量级以上时,后场表现为明显的直线传播特性。只有在宽度适当的双缝之后才出现典型的光栅衍射图谱,而且两缝宽度之间的差异将使得反衬度γ降低,导致条纹模糊。

“E”字孔的夫琅禾费衍射场

为了研究"E"字孔的夫琅禾费衍射场,首先根据惠更斯菲涅耳原理推导出像面上的振幅分布公式及像面上的光强分布公式,然后果利用计算机模拟出"E"字孔在像面上的衍射图样,结果表明,用此方法可以验证衍射理论和拓展衍射的概念,同时也为计算机模拟实验提供一定参考。

光衍射光强分布理论计算及数值实验分析

从惠更斯-菲涅耳原理出发,通过理论计算得到单缝衍射光强的分布公式,利用Fortran软件编程及Origin6.0 Professional软件画图模拟实现了光强在接收屏上的分布,讨论了缝宽、光波波长以及屏与缝之间的距离对衍射结果的影响.该数值分析结果与实验室实测结果一致,从而验证了单缝衍射光强分布公式的正确性.

确定夫琅和费单缝衍射明、暗纹位置的不同教学方法的讨论

夫琅和费单缝衍射的明、暗纹位置及相应光强是波动光学中的重要部分,用不同的方法讲解效果不同。本文比较了惠更斯-菲涅耳原理定量积分法及半波带法得到的结论,表明在近似情况下,这两种方法都可以对其进行描述。

浅谈光的衍射

从波动理论出发 ,证明极限情况下光的衍射结果就是光的直线传播 .