אופטיקה פיזיקלית

באופטיקה פיזיקלית נעשה שימוש כדי להסביר תופעות כגון עקיפה.

בפיזיקה, אופטיקה פיזיקלית (או אופטיקת גלים) היא ענף באופטיקה שעוסק בתופעות כמו התאבכות, עקיפה וקיטוב וכן תופעות גליות נוספות שלא יכולות להיות מוסברות במסגרת קירוב הקרניים של האופטיקה הגאומטרית. לרוב לא כוללים בתחום זה תופעות כמו רעש קוונטי בתקשורת אופטית.

קירוב האופטיקה הפיזיקליתעריכה

אופטיקה פיזיקלית הוא גם שם של קירוב בו נעשה שימוש תכוף באופטיקה, הנדסת חשמל ופיזיקה יישומית. בהקשר הזה, מדובר על קירוב שנמצא בין אופטיקה גאומטרית, שלא מתחשבת כלל בתכונות הגליות של האור, לבין תיאור גלי מלא בעזרת אלקטרומגנטיות, שהיא תורה מדויקת ולא מקורבת. משמעות המילה "פיזיקלית" היא שקירוב נכון יותר מבחינה פיזיקלית מאשר התיאור הגאומטרי או תיאור הקרניים, ולא שזוהי תורה פיזיקלית מדויקת[1].

קירוב זה בנוי כך שתחילה יש להשתמש באופטיקה גאומטרית כדי להעריך את השדה על משטח, ואז לבצע אינטגרציה של השדה על פני המשטח כדי לחשב את השדה המוחזר/מועבר. קירוב זה מזכיר את קירוב בורן בכך שפרטי הבעיה מטופלים כהפרעה.

באופטיקה, זו דרך סטנדרטית להעריך אפקטים של עקיפה. בתחום תדרי הרדיו נעשה שימוש בקירוב זה כדי להעריך תופעות שמזכירות תופעות אופטיות. הקירוב מקרב בצורה טובה תופעות של התאבכות, עקיפה וקיטוב, אבל לא מתאר את התלות של העקיפה בקיטוב. מכיוון שקירוב זה מתאים יותר לתדרים גבוהים, הוא לרוב מדויק יותר עבור אופטיקה מאשר עבור גלי רדיו.

באופטיקה, נעשה בקירוב זה שימוש כדי לבצע אינטגרציה של שדה, שהוערך בעזרת אופטיקה גאומטרית, על פני עדשות, מראות או צמצמים כדי לקבל את השדה שעובר/חוזר.

בפיזורים ממכ"ם בדרך כלל יש לקחת את הזרם שהיה מתקבל על משטח משיק מחומר זהה לזרם בכל נקודה בחזית, כלומר, את החלק של המפזר הפונה למכ"ם ושמוקרן על ידו. הזרמים בחלקים ה"חשוכים" (בהם לא פוגעת קרינה) לא נלקחים בחשבון. השדה שמתפזר לרוב מתקבל על ידי אינטגרל על זרמים אלו. טכניקה זו שימושית עבור גופים בעלי צורה חלקה וקמורה או עבור משטחים בעלי הפסד גבוה (החזר נמוך).

הזרם או השדה שמתקבלים בעזרת אופטיקה גאומטרית לא יהיו מדויקים ליד השפות או ליד גבולות האזור החשוך, אלא אם כן יילקחו בחשבון גם תופעות העקיפה והגלים הזוחלים.

התאוריה הקלאסית של אופטיקה פיזיקלית לוקה בהערכה של פיזור שדות, מה שמוביל לירידה בדיוק[2][3]. שיפור לתיאוריה, שהוצע ב-2004, נותן פתרונות מדויקים לבעיות שמערבות עקיפה של מפזרים מוליכים[2].


ראו גםעריכה

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא אופטיקה פיזיקלית בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ Ufimt︠s︡ev, P. I︠A︡. (Petr I︠A︡kovlevich), Fundamentals of the physical theory of diffraction, Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience, 2007
  2. ^ 1 2 Yusuf Z. Umul, Modified theory of physical optics, Optics Express 12, 2004, עמ' 4959 doi: 10.1364/opex.12.004959
  3. ^ Tetsu Shijo, Luis Rodriguez, Makoto Ando, The Modified Surface-Normal Vectors in the Physical Optics, IEEE Transactions on Antennas and Propagation 56, 2008-12, עמ' 3714–3722 doi: 10.1109/tap.2008.2007276