Введение………………………………………………………………….…3
Принцип Гюйгенса - Френеля, зоны Френеля…………………………..4
Дифракция радиоволн на полуплоскости……………………………….8
Заключение……………………………………………………………….12
Литература………………………………………………………………..13
Введение
Возможно вы искали - Реферат: З’єднання та відгалудження жил проводів та кабелів
Необходимо отметить, что при распространении радиоволн в свободном пространстве различные его области не одинаково влияют на формирование электромагнитного поля в удаленной от излучателя точке приема. При этом всегда можно выделить некоторую область пространства, в которой распространяется основная часть передаваемой в заданном направлении энергии электромагнитных волн. Ее размеры и конфигурацию определяют исходя из известного из курса физики принципа Гюйгенса-Френеля.
Принцип Гюйгенса - Френеля, зоны Френеля.
Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка фронта распространяющейся волны является источником новой сферической волны. При этом, если известно положение фронта волны S(t) в некоторый момент времени " t " (см. рис.1) и скорость волны "
", то положение фронта в последующий момент времени (t +
) можно определить поверхностью S(t+
), огибающей все вторичные волны. Принцип Гюйгенса является чисто геометрическим и не указывает способа расчета амплитуды волны, огибающей вторичные волны. Поэтому, развивая указанный принцип, Френель предложил идею о когерентности вторичных волн и их интерференции, что позволяет определять полное поле в любой точке пространства как сумму элементарных волн, излучаемых "элементами Гюйгенса". Объединенные идеи Гюйгенса и Френеля известны в современной физике и электродинамике в качестве "Принципа Гюйгенса - Френеля".


Рис. 1
Использование данного принципа позволяет достаточно просто определить размеры и форму области пространства распространения прямой электромагнитной волны.
Похожий материал - Курсовая работа: Излучение Вавилова-Черенкова
Из теории электромагнитного поля известно, что каждый элемент фронта волны (элемент Гюйгенса), созданный каким-либо первичным источником, является вторичным источником сферической волны с характеристикой направленности в виде кардиоиды.
Математически характеристика направленности указанного элемента описывается функцией
.
Если источник электромагнитного поля находится в некоторой точке А (рис. 2а), то полное поле в точке приема В можно определить, опираясь на вышеизложенное, воспользовавшись формулой Кирхгофа:
, (1)
где
- величина поля на элементе Гюйгенса, создаваемая первичным источником А;
Очень интересно - Контрольная работа: Изменение структуры жидкости около твердой поверхности
r’’ - расстояние от элемента Гюйгенса до точки приема;
.


а) б)
Рис. 2
С учетом того, что:
Вам будет интересно - Лабораторная работа: Измерение динамической вязкости жидкостей и газов
,полное поле в точке В будет равно
. (2)
Поскольку форма поверхности не имеет значения, возьмем в качестве этой поверхности плоскость, расположенную на расстояниях r1 и r2 (r1 + r2 =r) от точек А и В перпендикулярно траектории прямой волны (см. рис. 2б). При этом фазы элементарных волн будут определяться соотношением ![]()
= k(r' + r''), а для центральной элементарной волны
= kr = k(r1 + r2 ).
Для упрощения анализа характера и степени вторичных элементарных источников электромагнитных волн, расположенных на поверхности S, на результирующее поле в точке В, разделим всю поверхность S на зоны Френеля.
Зона Френеля - это часть поверхности фронта электромагнитной волны, охватывающая вторичные источники, элементарные волны которых в точке В расходятся по фазе не более чем на 1800 , при этом соседние зоны Френеля создают в точке В противофазные поля.
Похожий материал - Лабораторная работа: Измерение длины волны излучения лазера интерференционным методом
Математически размер зоны определяется выражением:
(3)
Если перемещать воображаемую поверхность S вдоль линии АВ, то окружности радиуса
опишут поверхности эллипсоидов вращения.
Области пространства между двумя соседними эллипсоидами вращения являются пространственными зонами Френеля (см. рисунок 3).