Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Отрасль оптики
Branch of optics
В физике физическая оптика, или волновая оптика, — это раздел оптики, изучающий интерференцию, дифракцию, поляризацию и другие явления, для которых лучевое приближение геометрической оптики неприменимо. Как правило, это не включает в себя такие эффекты, как квантовый шум в оптической связи, которые изучаются в более узкой области теории когерентности.
In physics, physical optics, or wave optics, is the branch of optics that studies interference, diffraction, polarization, and other phenomena for which the ray approximation of geometric optics is not valid. This usage tends not to include effects such as quantum noise in optical communication, which is studied in the sub branch of coherence theory.
Принцип
Физическая оптика – это также название приближения, обычно используемого в оптике, электротехнике и прикладной физике. В этом контексте это промежуточный метод между геометрической оптикой, игнорирующей волновые эффекты, и полноволновым электромагнетизмом, являющимся точной теорией. Слово "физический" означает, что данный подход более физичен, чем геометрическая или лучевая оптика, а не то, что это точная физическая теория. Это приближение заключается в использовании лучевой оптики для оценки поля на поверхности, а затем интегрировании этого поля по поверхности для вычисления прошедшего или рассеянного поля. Это напоминает приближение Борна, в котором детали задачи рассматриваются как возмущение. В оптике это стандартный способ оценки эффектов дифракции. В радио это приближение используется для оценки некоторых эффектов, аналогичных оптическим. Оно моделирует ряд эффектов интерференции, дифракции и поляризации, но не учитывает зависимость дифракции от поляризации. Поскольку это высокочастотное приближение, оно часто более точно в оптике, чем для радио. В оптике обычно подразумевается интегрирование поля, оцененного лучевой оптикой, по линзе, зеркалу или апертуре для вычисления прошедшего или рассеянного поля. В радиолокационном рассеянии это обычно означает принятие тока, который был бы найден на касательной плоскости из аналогичного материала, в качестве тока в каждой точке на передней, то есть геометрически освещенной, части рассеивателя. Ток на затененных участках принимается равным нулю. Приблизительное рассеянное поле затем получается путем интегрирования по этим приблизительным токам. Это полезно для тел с большими гладкими выпуклыми формами и для диэлектрических (с низким коэффициентом отражения) поверхностей. Поле лучевой оптики или ток, как правило, неточны вблизи краев или границ тени, если только они не дополнены расчетами дифракции и волн, огибающих препятствия. Стандартная теория физической оптики имеет некоторые недостатки при оценке рассеянных полей, что приводит к снижению точности вдали от направления зеркального отражения. Усовершенствованная теория, представленная в 2004 году, дает точные решения задач, связанных с дифракцией волн на проводящих рассеивателях.
Physical optics is also the name of an approximation commonly used in optics, electrical engineering and applied physics. In this context, it is an intermediate method between geometric optics, which ignores wave effects, and full wave electromagnetism, which is a precise theory. The word "physical" means that it is more physical than geometric or ray optics and not that it is an exact physical theory. This approximation consists of using ray optics to estimate the field on a surface and then integrating that field over the surface to calculate the transmitted or scattered field. This resembles the Born approximation, in that the details of the problem are treated as a perturbation. In optics, it is a standard way of estimating diffraction effects. In radio, this approximation is used to estimate some effects that resemble optical effects. It models several interference, diffraction and polarization effects but not the dependence of diffraction on polarization. Since this is a high frequency approximation, it is often more accurate in optics than for radio. In optics, it typically consists of integrating ray estimated field over a lens, mirror or aperture to calculate the transmitted or scattered field. In radar scattering it usually means taking the current that would be found on a tangent plane of similar material as the current at each point on the front, i. e. the geometrically illuminated part, of a scatterer. Current on the shadowed parts is taken as zero. The approximate scattered field is then obtained by an integral over these approximate currents. This is useful for bodies with large smooth convex shapes and for lossy (low reflection) surfaces. The ray optics field or current is generally not accurate near edges or shadow boundaries, unless supplemented by diffraction and creeping wave calculations. The standard theory of physical optics has some defects in the evaluation of scattered fields, leading to decreased accuracy away from the specular direction. An improved theory introduced in 2004 gives exact solutions to problems involving wave diffraction by conducting scatterers.