菲涅耳半波带法教学过程中的问题及教学策略

菲涅耳半波带法指从光的波动性出发,探索光的衍射规律,并没有考虑光的粒子性,因此,菲涅耳半波带法在解释光的衍射方面,也是有一定的缺陷,从而产生了一些限于波动光学无法解释的问题。在应用菲涅耳半波带法研究光衍射教学过程中,我们发现了菲涅耳半波带法解释光衍射中遇到的问题,并提出了相应的教学策略。通过分步骤地探究问题,发现问题,解决问题的教学策略,不仅可以引导学生探索光量子世界中的未知问题,而且还可以启发创新思维,激发学习热情与学习兴趣。

光栅衍射缝间干涉因子次极大强度对称性的菲涅耳半波带法证明

本文用菲涅耳半波带法推导出了一个非常有用的次极大位置公式,将该位置公式和振幅矢量法求出的次极大位置结合起来,方便地求出了缝间干涉因子的次极大的强度,证明了缝间干涉因子的次极大强度具有对称性。避免了对振幅矢量法求次极大位置这个方程的直接求解,因为用该方法求出的次极大强度与理论值完全符合,说明菲涅耳半波带法不但可以用来分析单缝衍射,同时还完全能够用来分析光栅衍射。

基于半波带分析法的菲涅耳波带片衍射特性的讨论

基于半波带的分析方法简单明了地分析了平行光经菲涅耳波带片衍射后的多焦点特性以及各焦点的光强变化规律

菲涅耳半波带法公式A_K=a_1/2±a_k/2中K值的范围

本文对在点光源照明情况下,用菲涅耳半波带法求考察点P合振幅的近似公式A_k=a_1/2±a_k/2中K值的适用范围进行了讨论。

光栅衍射的菲涅耳半波带分析

1 引言在光栅夫琅禾费衍射图样的分析中,主极大位置由光栅方程给出,极小及次极大位置则用惠更斯-菲涅耳原理的数学表达式经积分求出,或由多光束干涉的分析得到。用惠更斯-菲涅耳原理积分虽然得到精确解,但其积分过程较为繁琐,不易为学生接受。

关于菲涅耳半波带面积计算中的近似问题

指出了光学教材中,菲涅耳半波带面积计算中的不合理近似及其错误结论,并提出正确的解决方法.

菲涅耳圆孔衍射半波带数K的求解与验证

本文对菲涅耳圆孔衍射半波带数K用不同的方法进行推导和计算,并进行了实验验证.

菲涅耳半波带法在单缝衍射教学中的一点体会

本文简要论述了在单缝衍射教学中怎样把惠更斯—菲涅耳原理与菲涅耳丰波带法联系起来。

二维菲涅耳带共反射面元叠加方法研究

大量研究证明CRS叠加能提高地震勘探的信噪比,但是能否提高分辨率的关键在于如何确定CRS叠加孔径.本文详细探讨了地震波反射过程中菲涅耳带的特征,认为起伏地形下菲涅耳带可以采用椭圆予以近似,在此基础上提出了一种通过菲涅耳带来确定CRS叠加孔径的方法,并应用于泌阳凹陷陡坡带的地震剖面.结果表明,由于菲涅耳带确定的叠加范围使地震信号的能量达到最佳,相对于CMP叠加,菲涅耳带CRS叠加同时提高了地震资料的信噪比和分辨率,特别显示了中深部较弱的地震信息,而常规的CRS叠加则只在于提高资料的信噪比和改善浅部的地震信息.

太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究

为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率,从提高太阳电池表面会聚光强分布的均匀性入手,对传统平板型线聚焦透镜进行改进,提出一种用于聚光光伏发电的等照度带聚焦菲涅耳透镜设计方法。带聚焦菲涅耳透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,单元内所有尖劈角φ相等并将太阳辐射等宽度折射至太阳电池表面,从而实现各单元透过的太阳能等照度叠加。最大聚光比由光伏电池宽度、透镜与太阳电池间距以及透镜材料折射率决定。对带聚焦和线聚焦两种透镜聚光条件下电池表面温度分布情况进行比较分析,验证了等照度带聚焦透镜设计的可行性。

菲涅耳半波带法的基尔霍夫理论

对于菲涅耳圆孔衍射光强分布的定量计算是比较困难的,目前国内外教材只限于用菲涅耳半波带法讨论轴线上明暗点的分布规律。吕洪君用菲涅耳积分粗略地说明轴线上明暗点的分布,但与半波带法的结果不完全符合,他没有考虑光强位置对衍射的影响。本文在普遍情况下,进一步从基尔霍夫衍射理论出发,在一定的近似条件下得到与半波带法完全相同的结果。

相对大炮检距最小菲涅耳带

地震勘探菲涅耳带在优化观测系统设计、研究横向分辨率、确定最优偏移孔径及地震解释等方面有着广泛的应用。文中针对空间水平界面,给出了不同炮检距菲涅耳带三个特征参数理论表达式及其与零炮检距有关的近似表达式,并从能量的角度验证了(第一)菲涅耳带的重要性。理论分析和数值模拟表明,存在一个临界炮检距,当实际炮检距小于临界炮检距时,菲涅耳带半径(面积)随反射界面深度的增大而增大;当实际炮检距大于临界炮检距时,菲涅耳带半径(面积)随反射界面深度的增大先减小而后增大,即存在相对大炮检距最小菲涅耳带问题。

扫描全息术中菲涅耳波带板的衍射问题

为了提高扫描全息成像系统的分力,理论分析和实验研究了对系统起重要作用的编码孔径—菲涅耳波带板的衍射问题。对波带板的菲涅耳衍射积分方程进行了数值求解,计算时考虑了透镜的位相调制作用。为了使分析问题简化,通过对比有透镜时波带板的衍射强度分布,求解出无透镜时具有相同分布的等效距离,同时引入了菲涅耳虚衍射面的概念。为了定量描述波带板的衍射效应,定义了临界衍射距离。实验结果表明:当波带板环数为10环、半径为0.75 cm,透镜焦距为7 cm时,临界衍射距离约为16 cm。若其它条件不变,增大透镜焦距或增加波带板环数,临界衍射距离均增大。等效距离的引入简化了复杂的含透镜系统的分析,临界衍射距离的提出量化了系统参数对衍射效应的影响。研究结果对扫描全息成像系统的结构设计具有指导意义。

带聚焦菲涅耳透镜光学模拟和分析

在已提出的等光强带聚焦菲涅耳透镜的基础上,对其建立光学模型,利用蒙特卡罗光线追迹法(MCRT)对透镜的聚光性能进行模拟,并与传统的线聚焦菲涅耳透镜进行对比,结果表明在相同条件下等光强带聚焦菲涅耳透镜的聚光均匀性和光学效率均优于线聚焦透镜。对带聚焦菲涅耳透镜的各特性参数的分析结果表明,较高的焦距可提高带聚焦菲涅耳透镜的光学效率和聚光倍数。最后分析了南北向跟踪误差对该聚光系统影响。

菲涅耳带与洞缝型油气藏地震波场

碳酸盐岩洞缝型油气藏可以看作是由准均质介质中随机分布大小形状各异的低速体共同组成的复杂非均匀介质。应用随机介质模型及非均匀介质弹性波波动方程对洞缝型油气藏进行了系统的正演模拟。对模拟地震波场进行了分析和总结,得出①溶洞横向尺度的变化对振幅影响很大;②溶洞高度的变化对振幅影响较小;③宽度较小溶洞的振幅变化比宽度较大溶洞的振幅变化复杂;④利用振幅可以确定小溶洞宽度;⑤不同溶洞的振幅变化规律存在差别等结论。利用惠更斯原理和菲涅耳带的思想从理论上对这些结论进行了分析和解释,结果说明溶洞型油气藏的地震波场主要由那些非均匀分布、大小形态各异的低速体所产生的强弱不同的散射(绕射)波组成,因此,要解决溶洞型油气藏的问题必需加强以散射(绕射)波为基础的处理方法研究。

非零炮检距菲涅耳带研究

菲涅耳带是衡量地震横向分辨率的一个重要参数。对水平界面和倾斜界面两种情况下的非零炮检距菲涅耳带方程进行了理论推导,给出了相应的数值算例,指出了菲涅耳带在非零炮检距情况下表现为椭圆的性质,并对非零炮检距情况下地震绕射波能量的主要分布范围做了定量阐述。研究结果表明,炮检距是影响菲涅耳带椭圆大小和形状的主要因素,炮检距越大,椭圆面积越大,离心率也越大。界面倾角对椭圆大小和形状的影响相对微小可以忽略不计,但界面倾角却是影响椭圆中心位置偏离反射点程度的主要因素,倾角越大,椭圆中心在反射点下倾方向上偏离得越远。这一结论对于指导野外观测系统的设计和资料处理参数的选择都有积极的指导意义,同时也是对常规意义下菲涅耳带概念的扩充。

菲涅耳半波带衍射及使用条件

菲涅耳波带片在光学领域据有重要的地位,它不仅是惠更斯——菲涅耳原理的重要论据,而且在微波、红外和紫外线及X射线的成像技术方面开辟了新的方向,但是在普通光学中,对菲涅耳半波带衍射仅作一般介绍。本文利用惠更斯原理直接导出轴上各点衍射光强,讨论了多焦点问题和菲涅耳半波带的使用条件。

从菲涅耳公式到“半波损失”

本文给出了菲涅耳公式的矢量关系式及电矢量方向的确定方法,对“半波损失”的问题进行了讨论.