Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Basic_Optics_book.pdf
Скачиваний:
263
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

Эйконал имеет огромное значение в теории оптического изображения, так как понятие эйконала позволяет, во-первых, описать весь процесс образования изображения с позиций волновой теории света, а во-вторых, наиболее полно проанализировать искажения передачи изображения оптическими приборами. Теория эйконала, разработанная в XIX веке Петцвалем, Зейделем и Шварцшильдом, явилась важным фундаментальным достижением геометрической оптики, благодаря которому стало возможным создание оптических систем высокого качества.

1.3.3. Комплексная амплитуда

Гармонические колебания удобно описывать через комплексную амплитуду. Для этого применяют экспоненциальное представление комплексных чисел:

eiϕ = cosϕ +i sinϕ

(1.3.21)

где cosϕ –

действительная часть, а sinϕ

– мнимая часть комплексной

функции.

 

 

Представим,

что монохроматическое поле (1.3.18) – это действительная

часть от некоторой функции:

 

 

V (r,t) = Re{a(r) e−k0 [ct −E(r)] }= Re{a(r) eik0 E(r) e−ik0ct }

 

(1.3.22)

 

 

 

где

составляющая

a(r) eik0 E(r) зависит только от

пространственных

координат, а составляющая e−ik0ct

зависит только от времени.

 

 

 

 

Пусть U (r) – комплексная амплитуда поля, то есть функция только

пространственных координат:

 

 

 

 

 

 

 

 

U (r) = a(r) eik0E(r)

 

 

 

 

 

(1.3.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где a(r) =

 

U (r)

 

 

– вещественная амплитуда (или просто амплитуда).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если вещественная амплитуда волны не зависит от пространственных

координат, то такая волна называется однородной волной.

 

 

 

 

 

Тогда эйконал поля выразим так:

 

 

 

 

 

 

 

E(r) =

1

arg[U (r)]

 

 

 

 

 

(1.3.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где arg [U (r)]=ϕ0 (r)

– фаза поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удобство использования такой записи заключается в простоте сложения

полей.

Допустим,

имеются

два

поля:

V (r,t) =U

(r) e−ik0ct ,

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

14

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]