作者GSJ (结局?)
看板Physics
标题Re: [请益] 尖锐物体边缘的绕射现象
时间Tue Jul 14 15:28:39 2009
※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之铭言:
: 我在看一般物理课本对於一个狭缝的绕射,如果用惠更斯原理来解释。
: 都会说,狭缝所含的点波源多寡,决定了出来的绕射效果。
: 然後都会看到一张图片,例如刀片边缘也会有绕射。
: 我是想问,这种单边的,怎样用上述的概念去解释?
: 比如下图:
: A点
: =================→延伸
: 这是物体
: _______
: _______
: _______ ↑ 波进行的方向
: _______
: A点是物体的边缘,波到了A点,往左边有无穷多点波源,但往右边就没有。
: 如果把A点当做一个点波源,就会产生往又绕射的现象,至於左边就没有。
: 但是这跟物体边缘是否尖锐有什麽关系?
: 这里我卡住了,希望谁把我打醒。XD
还是一样的道理啊
Huygens认为可以把每一个平面波前认为一连续的点光源
而这些点光源的球面波会决定了第二个或是之後的波前
而Fresnel则更进一步的解释
第2个波前上的一点为第一到波前上的所有点所发出的球面波的干涉
所以呢
以你的问题来看
假设有一点B是在A点之後 (沿着光前进的方向)
那这一点就是A点左边(没被遮到的部分)的点光源的干涉
那这边就又会扯出一个问题
到底距离在A点附近多少范围内的点光源才是真正有贡献的呢?
而这也就引入了Fresnel zone这个观念
只有在Fresnel zone这个范围内的点光源才有贡献
其余的部分则因为phase快速的改变 而导致影响变小或是相消
完整的推导则起於下面个式子
q*u1/r*ds*e^(-ikr)
如果你有学过光学或是电磁波这式子应该不难理解
接下来的推导很难用BBS表达
所以建议你可以参考
light scattering by small particles (written by HC van de Hulst)
在pages 17 and 103
总的来说
照着这个式子你就可以得到在阻挡物之後无限远任一点的电磁波表达式
除此之外
还有Babinet's principle也跟这各有关
同样的以你的问题来说
假设我们改变遮罩为A点左边(其余皆不变)
我们所得到的绕射跟原来遮右边的绕射是
equal in amount and opposite in sign(此句为书上原文)
所以在计算上 也可以使用superposition的观念来处理这样的问题
如果你想更深入或是更清楚的了解电磁波在物体边缘的现象
那你可以参考page 342或是直皆去看电磁学/波的书吧
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.114.50.176