#(, #- #(!!$!#$%!! [2], studiu difraktivních. #!$$&$.( &$/#$$ oblasti holografie a difraktivní!# '!% #!!$#!'0!!*#!(#!! #!!! $ % *! $! (!

Podobné dokumenty
VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI DIFRAKČNÍCH JEVŮ V OPTICE

REALIZACE BAREVNÉHO KONTRASTU DEFEKTŮ V OPTICKÉ PROSTOVĚ-FREKVENČNÍ OBLASTI SPEKTRA

4 Příklady Fraunhoferových difrakčních jevů

VÝUKA OPTIKY V MATLABU. Antonín Mikš, Jiří Novák katedra fyziky, Fakulta stavební ČVUT v Praze

Elektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r

Přijímací zkouška pro nav. magister. studium, obor učitelství F-M, 2012, varianta A

Vliv komy na přesnost měření optických přístrojů. Antonín Mikš Katedra fyziky, FSv ČVUT, Praha

Fourierovské metody v teorii difrakce a ve strukturní analýze

POČÍTAČOVÁ SIMULACE VLIVU CHYB PENTAGONÁLNÍHO HRANOLU NA PŘESNOST MĚŘENÍ V GEODÉZII. A.Mikš 1, V.Obr 2

VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ

1. Náhodný vektor (X, Y ) má diskrétní rozdělení s pravděpodobnostní funkcí p, kde. p(x, y) = a(x + y + 1), x, y {0, 1, 2}.

Fyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II

Aplikovaná numerická matematika

Univerzita Karlova v Praze procesy II. Zuzana. funkce

15 Fourierova transformace v hypersférických souřadnicích

Diferenciáln. lní geometrie ploch

DISPERZNÍ KŘIVKY V DESCE S KUBICKOU ANIZOTROPIÍ

MATEMATIKA III. π π π. Program - Dvojný integrál. 1. Vypočtěte dvojrozměrné integrály v obdélníku D: ( ), (, ): 0,1, 0,3, (2 4 ), (, ) : 1,3, 1,1,

Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech

Fyzikálně založené modely osvětlení

(Následující odstavce jsou zde uvedeny jen pro zájemce.) , sin2π, (2)

Substituce ve vícenásobném integrálu verze 1.1

5 Fresnelovy ohybové jevy

SIMULACE METODY FÁZOVÉHO KONTRASTU V MATLABU. A.Mikš, J.Novák

Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

Dnešní látka: Literatura: Kapitoly 3 a 4 ze skript Karel Rektorys: Matematika 43, ČVUT, Praha, Text přednášky na webové stránce přednášejícího.

Vlnění, optika a atomová fyzika (2. ročník)

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

V mnoha běžných případech v optickém oboru je zanedbáváno silové působení magnetické složky elektromagnetického pole na náboje v látce str. 3 6.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění

λ, (20.1) infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny

Vlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy

Přímá a inverzní kinematika manipulátoru pro NDT (implementační poznámky) (varianta 2: RRPR manipulátor)

odrazu. Ohyb světla je projevem jeho vlnové povahy a v praxi hraje velmi důležitou úlohu, nebot

Úvodní informace. 17. února 2018

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Měření rozložení optické intenzity ve vzdálené zóně

9.7. Vybrané aplikace

Rovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí

plochy oddělí. Dále určete vzdálenost d mezi místem jeho dopadu na

7 Optická difrakce jako přenos lineárním systémem

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

OBECNÁ FYZIKA III (KMITY, VLNY, OPTIKA), FSI-TF-3

Příklad 3 (25 bodů) Jakou rychlost musí mít difrakčním úhlu 120? -částice, abychom pozorovali difrakční maximum od rovin d hkl = 0,82 Å na

terminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

Úvod do parciálních diferenciálních rovnic. 2 Kanonický tvar lineárních PDR 2. řádu pro funkce

F n = F 1 n 1 + F 2 n 2 + F 3 n 3.

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

Přijímací zkoušky z matematiky pro akademický rok 2018/19 NMgr. studium Učitelství matematiky ZŠ, SŠ

Témata semestrálních prací:

EXPERIMENTÁLNÍ A SIMULAČNÍ SADA ÚLOH Z FOTONIKY

2. DVOJROZMĚRNÝ (DVOJNÝ) INTEGRÁL

Katedra matematiky Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze Příjmení a jméno ➊ ➋ ➌ ➍ ➎ ➏ Bonus

8 Věta o Fourierově transformaci funkcí, které lze na sebe transformovat regulární lineární transformací souřadnic

MFT - Matamatika a fyzika pro techniky


Úvod do laserové techniky

7. Derivace složené funkce. Budeme uvažovat složenou funkci F = f(g), kde některá z jejich součástí

Praktikum školních pokusů 2

Co jsme udělali: Au = f, u D(A)


Funkce komplexní proměnné a integrální transformace

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2016) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Skalární a vektorový popis silového pole

Úloha 21: Studium rentgenových spekter

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli:

Interpolace pomocí splajnu

18 Podmínky pro směry hlavních difrakčních maxim při difrakci na mřížkách

LABORATORNÍ URČENÍ OPTICKÉ FUNKCE PŘENOSU OPTICKÝCH SOUSTAV A.Mikš 1, V.Obr 2

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Neideální plyny. Z e dr dr dr. Integrace přes hybnosti. Neideální chování

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Základní pasivní a aktivní obvodové prvky

Elementární částice. 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony. 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model

13. cvičení z Matematické analýzy 2

Řešení. Označme po řadě F (z) Odtud plyne, že

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2017) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Fyzikální korespondenční seminář UK MFF 22. II. S

Kvantová mechanika - model téměř volných elektronů. model těsné vazby

Gyrační poloměr jako invariant relativistického pohybu. 2 Nerovnoměrný pohyb po kružnici v R 2

8 Rubinowiczovo vyjádření okrajové vlny

A DIRACOVA DISTRIBUCE 1. δ(x) dx = 1, δ(x) = 0 pro x 0. (1) Graficky znázorňujeme Diracovu distribuci šipkou jednotkové velikosti (viz obr. 1).

Název: Měření vlnové délky světla pomocí interference a difrakce

11 Abbeova transformace a Abbeova věta

Transformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.

8.2. Exaktní rovnice. F(x, y) x. dy. df = dx + y. Nyní budeme hledat odpověd na otázku, zda a jak lze od této diferenciální formule

1 Analytická geometrie

24. Parciální diferenciální rovnice

2. Určte hromadné body, limitu superior a limitu inferior posloupností: 2, b n = n. n n n.

Plošný integrál Studijní text, 16. května Plošný integrál

Otázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu

Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí

Praktikum III - Optika

Stabilizace Galerkin Least Squares pro

Poznámky k Fourierově transformaci

Modelování blízkého pole soustavy dipólů

Transkript:

. Úvod!"!!!#$%!!!&'!!#$%!!!& # vlnovým!!*!!#$*$! #!!&!!!$%!# #!!$ % '!!&!&!!#$!!!$!!!$ s #!!!*! '! $ #, #- #!!$!#$%!! [], studiu difraktivních #!$$&$. &$/#$$ oblasti holografie a difraktivní!# '!% #!!$#!'0!!*#!#!! #!!! $ % 34 *! $!!*$ #!#!$$$' &&&!!## aplikace MATLABU v oblasti difrakce vlnových polí..! $!!$ $!&!*$#!%!!*#!#& #!!$ &!!$%!# ' 5!6, $! &!! &!!$*$##$.$&$!#!!!#!'/'4,!!!!$ #! $!, &, &!!$%!#!$&"*$#$!!*$6&$ &#!',, $! #!,$ &!$! $!# #!#&! &!!$%!# ' 78 # #$!!*$ 6 *$! #! % zákony geometrické optiky. Prvý typ -6 #%$#!$*$&& $.#'!!/'$!6&$ &!!% '96 %! #$&#!!$&*$!*$&&$.#' okolí kaustik. #!&!!%! #!!! # #!#&! &$! *#'!!$%!$% ' #!&#!!!!!*&!& *#!' 9$!!%!!!$%!#!! vázány Maxwellovými rovnicemi a nelze je proto zkoumat nezávisle. Experimenty však &! $ &&!! #% *!- # následující podmínky: charakteristické! *$&&$!!!&!,!&%&!!&!*$&!$!*$ nastává difrakce.! #!!$ &! $!&& #% * & * * %!!#$%!! #$ #!*.#!!*/&&&#,!'%8# %! oblasti jsou ve velmi dobrém souhlasu se skalární teorií!!' &!% #! %!!%! M #!!!%! t popsáno skalární funkcí VM,t. Jak je známo z teorie elektromagnetického pole

#-$VM,t vlnovou rovnici =,,. &!! $! 3#$!#&!':,!% rovnice. ve tvaru ω, =,. kde ω = πν # ν $ &' $ UM/ #, :!! rovnice =,.3 0 kde k = ω/v =π/#!&%&%#!';, "! #!&, :!!!$.<'=/ $ UM/ #-!% okrajové podmínky = na ploše S!!#$!, % #! n!& #!, S, a =a M, a =a M a fm jsou spojité funkce na S# 0, 0 a 0. ;,!$.<'=/#!!$>! $skáme pro funkci U, = π..4 4! &! - #!!!%! P! % plochou S, známe-#!%!#!,>!$g. "#$ % &' Kirchhoff ja! # #!!$ $%, "!!% stínítku s otvorem [,]. Vycházel ze vztahu.4 a plochu S!!!!&S a S &!!obr.. Plocha S # &!#!cha S je &!%#!$!P%$$#!'>!$ GM,P je zvolena ve tvaru kulové vlny exp =,.5 kde &!! P od bodu M'?$! &$ ##!! $#!&$,"! @ V otvoru A má pole U a jeho derivace U/ n!!!!! %!' A%&#!$ S &!!A je pole U a jeho derivace U/ n identicky rovny nule.

D!!! Obr. -!#! #!!!**#!#!! P, platí = π,.6 4 $#!&##!$A otvoru stínítka. Kirchhoffo!,"!!,!!#!! & &?$!!*$ $ #!'9%,!!B#!!$*$ $!! %!! $ #!' 9! $&$!$&!!-li funkce U a U/ n! %&#!$ #!!U! $% #!!'?$!! #! &!#!'C #!#!!! &&?$!!!,!! #% *! experimentem. "#"# &'! #!#!D!!!!!!>! $'!! #!,S E>!$!& = 0,.7 nebo aby byla nulová její derivace = 0..8.<'F/#!!#!>!$#-$#!.<'G/#'.<'H/!&&#!#!!P vztah

=.9 = resp. 4π 4π D! & >! $ #!!*! 8' ##!%!&>!$#-$#!.<'G/#'.<'H/ resp. exp =,.0a exp = exp,.0b exp kde je vzdálenost bodu Px P, y P, z P od bodu Mx M, y M, z M a je vzdálenost bodu P x P, y P, -z P od bodu M, jak je patrno z obr.. Bod P je zrcadlovým obrazem bodu P! ',*#!,>!!$.<'IJ/' D!!! rk PM r PM ' & & Obr.!!"#&$!&&, exp = cos,.. &$ : V otvoru A má pole U!!!!!!% nebylo. A%&S &!!A je pole U identicky rovno nule. Vztah. poté nabývá tvar exp = cos,. kde integraci provádíme p #!$ A otvoru stínítka. Vztah. je Sommerfeldovým!"# $"%'! &! - #!UP/!!%!P oblasti omezené plochou S, je-li známo pole UM na této ploše.

# &',#$*$#!%$&!!,!%$!! #! % #!8$ -$ *#!! &' 9*, ##!!!!!! #!8$! integrálu [,]. 3.. Fresnelova aproximace!# *!# #!8,! #!% & ##D!!!&*##$%,$"! #! &'& -.obr.3, a cos, #!!.##! vztah. vztahem exp = exp >>I/#!#8!!#!#!8! [ ]..3 r PM * & & Obr.3.<'I=/ & #!! # '" " integrálu'.<'i=/,&#&$#! exp exp,.4 kde exp = exp..5

3.. Fraunhoferova aproximace -.#!&!,!&$!!/#!! # nebo exp,.6a = exp,.6b docházíme k tzv. Fraunhoferov $". První situace nastává v ## $$%!!! % && $!!, &!z P,!%!!!!!'&$&&## kdy na otvoru stínít!$&$!!%.!#!%/!p!!#!!'$tm charakterizuje vlastnosti %!!!! ' & ' má v pr## exp,.7a %### exp,.7b L&!.<'IM/'N-li #!!.<'IG/#& = a =,.8 exp..9a [ ] exp..9b [ ] &$ #!!! #!8$ ",!% -. ' transformaci pole v otvoru stínítka' A! *$ # $ *$ #$!!' a Fraunhoferova difrakce na obdélníkovém otvoru #!& #!&!%! $&!%!%!!!! stranách a a b!%!!! %!!$' & ##!& #!!!! ' UM = K, kde K je konstanta. Potom dosazením a integrací vztahu.9 dostáváme sin sin = 4..0

Pro intenzitu pole IP platí sin sin = 0,. 4 kde 0 = #!u = 0 a v = 0. Intenzita nabývá nulových hodnot pro kua = ± nπ, kvb = ± mπ, m,n =,,3,... Na obr.4&!!!!!% ##!! $na obdélníkovém otvoru. </ < Obr.4 b Fraunhoferova difrakce na kruhovém a eliptickém otvoru #!&!!!*!#!!a!%!!!%!!!'9e!#!&!$.r, ϕ vztahy

= cosϕ, = sin ϕ! $$,!E#!&!$.ρ,ψ vztahy = =ρcosψ, = =ρsin ψ. & ##!& #!!!!ntní, tj. UM = K, kde K je konstanta. Potom dosazením a integrací vztahu.9 dostáváme Pro intenzitu pole IP potom dostáváme = π π! 0 =. ρ.. ρ ρ = = 0,.3 ρ Obr.5

Na obr.5 &!!!!!% ##!! $ kruhovém otvoru. Intenzita je rovna nule v místech, pro která platí J kaρ = 0. / Obr.6 Pro zajímavost je na obr.6 &!!!!!%! #! ##!! $ #$%!!' 0!$ protáhne v!' c Fraunhoferova di * & 0!#!&!&$#!!! #!8$$#!UP v! #!!!& "%!!!$#!!!'!!#!!#!!!&!, pomocí rychlé Fourierovy transformace pole v!!!' D #!!$ *#!$ $#34#!%#$! s!$*!!!!!'aobr.7!#&!$$ stínítku s!!*!! '

3.,-! Obr.7 Byla uvedena podrobná skalární teorie difrakce vlnového pole spolu s aproximativními, $.!!!va aproximace, které jsou vhodné pro!!&! #!'!$& * $! #! &!!!& #!!$ % 34! ##$!%! s * #!!!!%!%!!%! eliptického a obecného otvoru. Jak je z #! *$&#!!!%!#!!!!% #*$!# $!*$,!&$' 0" /" rámci výzkumného projektu CEZ J04/98:00000 a za podpory 0,"3&"4 Literatura [] M.Born,E.Wolf, Principles of Optics, Pergamon Press, New York 964 []',#!&!#IJ <JJJ' [3] J.Fuka, B.Havelka, Optika, SPN, Praha 96. Doc.RNDr. Antonín Mikš, CSc.,0, Praze, Fakulta stavební, Katedra fyziky, Thákurova 7, 66 36 Praha 6 Dejvice, tel: 4 0 435 4948, e-mail: miks@fsv.cvut.cz 0, Praze, Fakulta stavební, Katedra fyziky, Thákurova 7, 66 36 Praha 6 Dejvice, tel: 4 0 435 4435, e-mail: novakji@fsv.cvut.cz