Kırınım biçimciliği - Diffraction formalism

Etkileyen kırınım süreçleri dalgalar uygun nicel açıklama ve analiz. Bu tür işlemler, genişliği bir oran olarak belirtilen bir veya daha fazla yarıktan geçen bir dalgaya uygulanır. dalga boyu. Sayısal yaklaşımlar dahil olmak üzere kullanılabilir Fresnel ve Fraunhofer yaklaşımları.

1 dalga boyu genişliğinde bir yarıktan geçen skaler bir dalganın kırınımı

4 dalga boyu genişliğinde bir yarıktan geçen skaler bir dalganın kırınımı

Genel kırınım

Kırınım, tüm dalgaların (belirli bir dalga boyundaki) tüm engelsiz yollara eklenmesinin bir sonucu olduğundan, olağan prosedür, belirli bir yol etrafındaki sonsuz derecede küçük bir komşuluğun katkısını dikkate almaktır (bu katkı genellikle dalgacık ) ve sonra kaynaktan detektöre (veya ekranda verilen noktaya) tüm yollar üzerinden entegre edin (= tüm dalgacıkları ekleyin).

Böylelikle kırınım tarafından üretilen modeli belirlemek için, dalgacıkların her birinin fazı ve genliği hesaplanır. Yani, uzaydaki her noktada, gelen dalga cephesindeki basit kaynakların her birine olan mesafeyi belirlemeliyiz. Basit kaynakların her birine olan uzaklık bir tam sayı dalgaboyu sayısı kadar farklıysa, tüm dalgacıklar fazda olacaktır ve bu da yapıcı girişimle sonuçlanacaktır. Her bir kaynağa olan mesafe bir tamsayı artı bir dalga boyunun yarısı ise, tamamen yıkıcı girişim olacaktır. Genellikle, bu minimum ve maksimumları, gözlemlenen kırınım etkilerini açıklamak için belirlemek yeterlidir.

Kırınımın en basit tanımları, durumun iki boyutlu bir probleme indirgenebileceği durumlardır. Su dalgaları sadece su yüzeyinde yayıldığından, su dalgaları için durum zaten böyledir. Işık için, kırınım yapan nesne o yönde dalga boyundan çok daha büyük bir mesafe boyunca uzanırsa, genellikle bir boyutu ihmal edebiliriz. Küçük dairesel deliklerden ışık parlaması durumunda, sorunun üç boyutlu doğasını tam olarak hesaba katmamız gerekecek.

Genel olarak kırınımdan birkaç niteliksel gözlem yapılabilir:

• Kırınım modelindeki özelliklerin açısal aralığı, kırınıma neden olan nesnenin boyutları ile ters orantılıdır. Başka bir deyişle: kırınan nesne ne kadar küçükse, ortaya çıkan kırınım modeli o kadar geniş olur ve bunun tersi de geçerlidir. (Daha doğrusu bu, sinüsler açıların.)
• Kırınım açıları ölçeklendirme altında değişmez; yani, yalnızca dalga boyunun kırınım yapan nesnenin boyutuna oranına bağlıdırlar.
• Kırınım nesnesi periyodik bir yapıya sahip olduğunda, örneğin bir kırınım ızgarasında, özellikler genellikle daha keskin hale gelir. Örneğin dördüncü rakam, bir çift ​​yarık Beş yarıktan oluşan bir desene sahip, her iki yarık grubu da bir yarık merkezi ile diğeri arasında aynı boşluğa sahip.

Yaklaşımlar

Kırınan dalganın neye benzediğini hesaplama problemi, gelen dalga cephesindeki basit kaynakların her birinin fazını belirleme problemidir. Uzak alan durumunu düşünmek matematiksel olarak daha kolaydır veya Fraunhofer kırınımı gözlem noktasının kırınan engelin noktasından uzak olduğu ve sonuç olarak, daha genel olan yakın alan veya daha genel durumdan daha az karmaşık matematik içeren Fresnel kırınımı. Bu ifadeyi daha nicel hale getirmek için, orijinde boyutu olan kırınımlı bir nesneyi düşünün. ${ displaystyle a}$. Kesinlik için ışığı kırdığımızı söyleyelim ve bir mesafeden bir ekrandaki yoğunluğun nasıl göründüğüyle ilgileniyoruz. ${ displaystyle L}$ nesneden uzakta. Ekrandaki bir noktada nesnenin bir tarafına giden yol uzunluğu Pisagor teoremi tarafından verilir.

${ displaystyle S = { sqrt {L ^ {2} + (x + a / 2) ^ {2}}}}$^{[daha fazla açıklama gerekli ]}

Şimdi durumu düşünürsek ${ displaystyle L >> (x + a / 2)}$yol uzunluğu olur

${ displaystyle S yaklaşık sol (L + { frac {(x + a / 2) ^ {2}} {2L}} sağ) = L + { frac {x ^ {2}} {2L}} + { frac {xa} {2L}} + { frac {a ^ {2}} {8L}}}$

Bu, Fresnel yaklaşımıdır. İşleri daha da basitleştirmek için: Kırınan nesne mesafeden çok daha küçükse ${ displaystyle L}$son terim, yol uzunluğuna bir dalga boyundan çok daha az katkıda bulunacak ve bu durumda fazı önemli ölçüde değiştirmeyecektir. Yani ${ displaystyle { frac {a ^ {2}} {L}} << lambda}$. Sonuç, yalnızca nesneden çok uzakta geçerli olan Fraunhofer yaklaşımıdır.

${ displaystyle S yaklaşık L + { frac {x ^ {2}} {2L}} + { frac {xa} {2L}}}$

Kırınım nesnesinin boyutuna, nesneye olan mesafeye ve dalganın dalga boyuna bağlı olarak, Fresnel yaklaşımı, Fraunhofer yaklaşımı veya her ikisi de geçerli olabilir. Ölçülen kırınım noktası ile engelleme noktası arasındaki mesafe arttıkça, kırınım desenleri veya sonuçları, görünür ışığın son derece küçük dalga boyundan dolayı doğada daha sık gözlemlenen Fraunhofer kırınımınınkilere yakınsadığını tahmin etti.

Bir dizi dar yarıktan kırınım

Basit bir nicel açıklama

Yarım dalgaboyundaki bir yol uzunluğu farkının yıkıcı girişime neden olduğu ilk minimuma açıyı gösteren iki yarık kırınım probleminin diyagramı.

Çoklu yarık düzenlemeleri, yarıklar yeterince dar ise matematiksel olarak çoklu basit dalga kaynakları olarak düşünülebilir. Işık için yarık, tek bir boyutta sonsuza kadar genişleyen bir açıklıktır ve bu, 3B uzaydaki bir dalga problemini 2B uzayda daha basit bir soruna indirgeme etkisine sahiptir. En basit durum, aralıklı iki dar yarıktır. ${ displaystyle a}$ ayrı. Genlikteki maksimum ve minimumları belirlemek için birinci yarık ve ikinci yarık arasındaki yol farkını belirlemeliyiz. Fraunhofer yaklaşımında, gözlemci yarıklardan uzaktayken, iki yarık için yol uzunluğundaki fark, görüntüden görülebilir.

${ displaystyle Delta S = {a} sin theta}$

Bu yol uzunluğu farkı bir tam sayı dalga boyu ise yoğunlukta maksimum meydana gelir.

${ displaystyle {a} sin theta = n lambda}$		nerede ${ displaystyle n}$ bir tamsayı etiketleyen sipariş her bir maksimum ${ displaystyle lambda}$ dalga boyu ${ displaystyle a}$ yarıklar arasındaki mesafedir ve ${ displaystyle theta}$ yapıcı müdahalenin meydana geldiği açıdır.

Karşılık gelen minimumlar, bir tam sayı artı dalga boyunun yarısının yol farklarıdır:

${ displaystyle {a} sin theta = lambda (n + 1/2) ,}$.

Bir dizi yarık için, minimum ve maksimumların konumları değiştirilmez, saçaklar ekranda görülebiliyor ancak resimde görüldüğü gibi daha keskin hale geliyor.

Kırmızı lazer ışığının 2 yarık ve 5 yarık kırınımı

Matematiksel açıklama

Bu yoğunluk modelini hesaplamak için, daha karmaşık yöntemlerin tanıtılması gerekir. Bir radyal dalganın matematiksel temsili şu şekilde verilir:

${ displaystyle E (r) = A cos (kr- omega t + phi) / r}$

nerede ${ displaystyle k = { frac {2 pi} { lambda}}}$, ${ displaystyle lambda}$ dalga boyu ${ displaystyle omega}$ dalganın frekansı ve ${ displaystyle phi}$ t = 0 anında yarıklarda dalganın fazıdır. Yarıkların düzleminden biraz uzaktaki bir ekrandaki dalga, yarıkların her birinden çıkan dalgaların toplamı ile verilmektedir. Bu sorunu biraz daha kolaylaştırmak için karmaşık dalgayı sunuyoruz ${ displaystyle Psi}$gerçek kısmı şuna eşittir: ${ displaystyle E}$

${ displaystyle Psi (r) = Ae ^ {i (kr- omega t + phi)} / r}$

${ displaystyle E (r) = Re ( Psi (r))}$

Bu fonksiyonun mutlak değeri dalga genliğini verir ve fonksiyonun karmaşık fazı dalganın fazına karşılık gelir. ${ displaystyle Psi}$ karmaşık genlik olarak adlandırılır. ${ displaystyle N}$ yarıklar, noktadaki toplam dalga ${ displaystyle x}$ ekranda

${ displaystyle Psi _ {toplam} = Ae ^ {i (- omega t + phi)} toplamı _ {n = 0} ^ {N-1} { frac {e ^ {ik { sqrt {( x-na) ^ {2} + L ^ {2}}}}} { sqrt {(x-na) ^ {2} + L ^ {2}}}}}$.

Şu an için sadece genlik ve göreceli fazla ilgilendiğimiz için, bağlı olmayan tüm faz faktörlerini göz ardı edebiliriz. ${ displaystyle x}$ veya ${ displaystyle n}$. Yaklaşıyoruz ${ displaystyle { sqrt {(x-na) ^ {2} + L ^ {2}}} yaklaşık L + (x-na) ^ {2} / 2L}$. İçinde Fraunhofer sınırı sipariş şartlarını ihmal edebiliriz:${ displaystyle { frac {a ^ {2}} {2L}}}$ üstel olarak ve içeren tüm terimler ${ displaystyle a / L}$ veya ${ displaystyle x / L}$ paydada. Toplam olur

${ displaystyle Psi = A { frac {e ^ {i sol (k ({ frac {x ^ {2}} {2L}} + L) - omega t + phi sağ)}} {L }} toplam _ {n = 0} ^ {N-1} e ^ {- ik { frac {xna} {L}}}}$

Toplam bir formdadır geometrik toplam ve vermek için değerlendirilebilir

${ displaystyle Psi = A { frac {e ^ {i sol (k ({ frac {x ^ {2} - (N-1) ax} {2L}} + L) - omega t + phi right)}} {L}} { frac { sin left ({ frac {Nkax} {2L}} right)} { sin left ({ frac {kax} {2L}} sağ )}}}$

Yoğunluk, karmaşık genliğin karesinin mutlak değeri ile verilir.

${ displaystyle I (x) = Psi Psi ^ {*} = | Psi | ^ {2} = I_ {0} sol ({ frac { sin sol ({ frac {Nkax} {2L) }} sağ)} { sin sol ({ frac {kax} {2L}} sağ)}} sağ) ^ {2}}$

nerede ${ displaystyle Psi ^ {*}}$ gösterir karmaşık eşlenik nın-nin ${ displaystyle Psi}$.

Tek yarık kırınımının kantitatif analizi

3D mavi görselleştirmede olay düzlemi dalgasının dalga boyuna eşit genişlikteki bir yarıktan kırınım modelinin sayısal yaklaştırması

Gelen düzlem dalgası ile dört dalga boylu bir yarıktan kırınım modelinin sayısal yaklaştırması. Ana merkezi ışın, sıfırlar ve faz ters çevirmeleri belirgindir.

Tek yarık kırınımının grafiği ve görüntüsü

Örnek olarak, tek yarık kırınımı durumunda açının bir fonksiyonu olarak kırınım modelinin yoğunluğu için şimdi kesin bir denklem elde edilebilir.

Matematiksel bir temsili Huygens ilkesi bir denklem başlatmak için kullanılabilir.

Tek renkli karmaşık bir düzlem dalgasını düşünün ${ displaystyle Psi ^ { prime}}$ dalga boyu λ olayı genişlikte bir yarıkta a.

Yarık, merkezi orijinde olacak şekilde x lies-y ′ düzleminde yer alıyorsa, o zaman kırınımın yarığın r yönünde radyal olarak ilerleyen karmaşık bir dalga ψ oluşturduğu varsayılabilir ve bu şu şekilde verilir:

${ displaystyle Psi = int _ { mathrm {slit}} { frac {i} {r lambda}} Psi ^ { prime} e ^ {- ikr} , d mathrm {slit}}$

(X ′, y ′, 0) entegre edildiği yarığın içinde bir nokta olsun. Kırınım modelinin yoğunluğunun hesaplandığı konum (x, 0, z) ise, yarık ${ displaystyle x ^ { prime} = - a / 2}$ -e ${ displaystyle + a / 2 ,}$ve şuradan ${ displaystyle y '= - infty}$ -e ${ displaystyle infty}$.

Mesafe r yuvadan:

${ displaystyle r = { sqrt { sol (x-x ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2} + z ^ {2}}}}$

${ displaystyle r = z sol (1 + { frac { sol (xx ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2}} {z ^ {2}}} sağ ) ^ { frac {1} {2}}}$

Varsayım Fraunhofer kırınımı sonuçla sonuçlanacak ${ displaystyle z gg { büyük |} sol (x-x ^ { asal} sağ) { büyük |}}$. Başka bir deyişle, hedefe olan mesafe, hedef üzerindeki kırınım genişliğinden çok daha büyüktür. iki terimli açılım kural, ikinci dereceden ve daha yüksek terimleri göz ardı ederek, sağdaki miktar şu şekilde tahmin edilebilir:

${ displaystyle r yaklaşık z sol (1 + { frac {1} {2}} { frac { sol (xx ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2} } {z ^ {2}}} sağ)}$

${ displaystyle r yaklaşık z + { frac { sol (x-x ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2}} {2z}}}$

1 /r Denklemin önünde salınımlı değildir, yani yoğunluğun büyüklüğüne katkısı üstel faktörlerimizle karşılaştırıldığında küçüktür. Bu nedenle, şu şekilde yaklaştırarak doğruluğu çok az kaybedeceğiz 1 / z.

${ displaystyle Psi ,}$	${ displaystyle = { frac {i Psi ^ { prime}} {z lambda}} int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac {a} {2}} int _ {- infty} ^ { infty} e ^ {- ik left [z + { frac { left (xx ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2} } {2z}} sağ]} , dy ^ { prime} , dx ^ { prime}}$
	${ displaystyle = { frac {i Psi ^ { prime}} {z lambda}} e ^ {- ikz} int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac { a} {2}} e ^ {- ik left [{ frac { left (xx ^ { prime} sağ) ^ {2}} {2z}} sağ]} , dx ^ { prime } int _ {- infty} ^ { infty} e ^ {- ik left [{ frac {y ^ { prime 2}} {2z}} sağ]} , dy ^ { prime} }$
	${ displaystyle = Psi ^ { prime} { sqrt { frac {i} {z lambda}}} e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z}} int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac {a} {2}} e ^ { frac {ikxx ^ { prime}} {z}} e ^ { frac {-ikx ^ { prime 2}} {2z}} , dx ^ { prime}}$

İşleri daha temiz hale getirmek için, denklemdeki sabitleri belirtmek için bir yer tutucu 'C' kullanılır. C'nin hayali sayılar içerebileceğini akılda tutmak önemlidir, bu nedenle dalga fonksiyonu karmaşık olacaktır. Bununla birlikte, sonunda ψ köşeli parantez içine alınacak ve bu da tüm hayali bileşenleri ortadan kaldıracaktır.

Şimdi, Fraunhofer kırınımında, ${ displaystyle kx ^ { üssü 2} / z}$ küçük, yani ${ displaystyle e ^ { frac {-ikx ^ { prime 2}} {2z}} yaklaşık 1}$ (Bunu not et ${ displaystyle x ^ { prime}}$ bu üstel katılır ve entegre edilmektedir).

Tersine terim ${ displaystyle e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z}}}$ Denklemden çıkarılabilir, çünkü parantez içine alındığında 1 verir.

${ displaystyle langle e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z}} | e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z}} rangle = e ^ { frac {- ikx ^ {2}} {2z}} (e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z}}) ^ {*} = e ^ { frac {-ikx ^ {2}} {2z} } e ^ { frac {+ ikx ^ {2}} {2z}} = e ^ {0} = 1}$

(Aynı sebepten ötürü terimini de ortadan kaldırdık. ${ displaystyle e ^ {- ikz}}$)

Alma ${ displaystyle C = Psi ^ { prime} { sqrt { frac {i} {z lambda}}}}$ sonuçlanır:

${ displaystyle Psi ,}$	${ displaystyle = C int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac {a} {2}} e ^ { frac {ikxx ^ { prime}} {z}} , dx ^ { prime}}$
	${ displaystyle = C { frac { sol (e ^ { frac {ikax} {2z}} - e ^ { frac {-ikax} {2z}} sağ)} { frac {ikx} {z }}}}$

Aracılığıyla not edilebilir Euler formülü ve türevleri ${ displaystyle sin x = { frac {e ^ {ix} -e ^ {- ix}} {2i}}}$ ve ${ displaystyle sin theta = { frac {x} {z}}}$.

${ displaystyle Psi = aC { frac { sin { frac {ka sin theta} {2}}} { frac {ka sin theta} {2}}} = aC sol [ operatöradı {sinc} left ({ frac {ka sin theta} {2}} sağ) sağ]}$

nerede (normalleştirilmemiş) sinc işlevi tarafından tanımlanır ${ displaystyle operatorname {sinc} (x) { stackrel { mathrm {def}} {=}} { frac { operatorname {sin} (x)} {x}}}$.

Şimdi, yerine ${ displaystyle { frac {2 pi} { lambda}} = k}$, yoğunluk (genliğin karesi) ${ displaystyle I}$ θ açısında kırınan dalgaların sayısı şu şekilde verilir:

${ displaystyle I ( theta) ,}$

${ displaystyle = I_ {0} { sol [ operatöradı {sinc} sol ({ frac { pi a} { lambda}} sin theta sağ) sağ]} ^ {2}}$

Nicel analizi Nışık kırınımı

Kırmızı lazer ışığının çift yarık kırınımı

2 yarık ve 5 yarık kırınımı

Tekrar matematiksel gösterimi ile başlayalım Huygens ilkesi.

${ displaystyle Psi = int _ { mathrm {slit}} { frac {i} {r lambda}} Psi ^ { prime} e ^ {- ikr} , d mathrm {slit}}$

Düşünmek ${ displaystyle N}$ eşit büyüklükteki ana düzlemdeki yarıklar ${ displaystyle a}$ ve aralık ${ displaystyle d}$ boyunca yaymak ${ displaystyle x ^ { prime}}$ eksen. Yukarıdaki gibi, mesafe ${ displaystyle r}$ yarık 1'den:

${ displaystyle r = z sol (1 + { frac { sol (xx ^ { prime} sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2}} {z ^ {2}}} sağ ) ^ { frac {1} {2}}}$

Bunu genellemek için ${ displaystyle N}$ yarıklar, biz bunu gözlemliyoruz ${ displaystyle z}$ ve ${ displaystyle y}$ sabit kal, ${ displaystyle x ^ { prime}}$ tarafından değişir

${ displaystyle x_ {j = 0 cdots n-1} ^ { prime} = x_ {0} ^ { prime} -jd}$

Böylece

${ displaystyle r_ {j} = z sol (1 + { frac { sol (xx ^ { prime} -jd sağ) ^ {2} + y ^ { prime 2}} {z ^ {2 }}} sağ) ^ { frac {1} {2}}}$

ve hepsinin toplamı ${ displaystyle N}$ dalga işlevine katkılar:

${ displaystyle Psi = sum _ {j = 0} ^ {N-1} C int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac {a} {2}} e ^ { frac {ikx left (x ^ { prime} -jd right)} {z}} e ^ { frac {-ik left (x ^ { prime} -jd sağ) ^ {2} } {2z}} , dx ^ { prime}}$

Yine not ederek ${ displaystyle { frac {k sol (x ^ { prime} -jd sağ) ^ {2}} {z}}}$ küçük, yani ${ displaystyle e ^ { frac {-ik sol (x ^ { prime} -jd sağ) ^ {2}} {2z}} yaklaşık 1}$, sahibiz:

${ displaystyle Psi ,}$	${ displaystyle = C sum _ {j = 0} ^ {N-1} int _ {- { frac {a} {2}}} ^ { frac {a} {2}} e ^ { frac {ikx left (x ^ { prime} -jd right)} {z}} , dx ^ { prime}}$
	${ displaystyle = aC sum _ {j = 0} ^ {N-1} { frac { left (e ^ {{ frac {ikax} {2z}} - { frac {ijkxd} {z}} } -e ^ {{ frac {-ikax} {2z}} - { frac {ijkxd} {z}}} sağ)} { frac {2ikax} {2z}}}}$
	${ displaystyle = aC sum _ {j = 0} ^ {N-1} e ^ { frac {ijkxd} {z}} { frac { left (e ^ { frac {ikax} {2z}} -e ^ { frac {-ikax} {2z}} sağ)} { frac {2ikax} {2z}}}}$
	${ displaystyle = aC { frac { sin { frac {ka sin theta} {2}}} { frac {ka sin theta} {2}}} sum _ {j = 0} ^ {N-1} e ^ {ijkd sin theta}}$

Şimdi aşağıdaki kimliği kullanabiliriz

${ displaystyle toplam _ {j = 0} ^ {N-1} e ^ {xj} = { frac {1-e ^ {Nx}} {1-e ^ {x}}}.}$

Denklemimize girerek şunu buluruz:

${ displaystyle Psi ,}$	${ displaystyle = aC { frac { sin { frac {ka sin theta} {2}}} { frac {ka sin theta} {2}}} sol ({ frac {1- e ^ {iNkd sin theta}} {1-e ^ {ikd sin theta}}} sağ)}$
	${ displaystyle = aC { frac { sin { frac {ka sin theta} {2}}} { frac {ka sin theta} {2}}} sol ({ frac {e ^ {-iNkd { frac { sin theta} {2}}} - e ^ {iNkd { frac { sin theta} {2}}}} {e ^ {- ikd { frac { sin theta} {2}}} - e ^ {ikd { frac { sin theta} {2}}}}} right) left ({ frac {e ^ {iNkd { frac { sin theta } {2}}}} {e ^ {ikd { frac { sin theta} {2}}}}} sağ)}$
	${ displaystyle = aC { frac { sin { frac {ka sin theta} {2}}} { frac {ka sin theta} {2}}} { frac { frac {e ^ {-iNkd { frac { sin theta} {2}}} - e ^ {iNkd { frac { sin theta} {2}}}} {2i}} { frac {e ^ {- ikd { frac { sin theta} {2}}} - e ^ {ikd { frac { sin theta} {2}}}} {2i}}} left (e ^ {i (N-1 ) kd { frac { sin theta} {2}}} sağ)}$
	${ displaystyle = aC { frac { sin sol ({ frac {ka sin theta} {2}} sağ)} { frac {ka sin theta} {2}}} { frac { sin left ({ frac {Nkd sin theta} {2}} sağ)} { sin left ({ frac {kd sin theta} {2}} sağ)}} e ^ {i left (N-1 right) kd { frac { sin theta} {2}}}}$

Şimdi biz yapıyoruz ${ displaystyle k}$ önceki gibi ikame ve tüm salınımlı olmayan sabitleri ${ displaystyle I_ {0}}$ 1 yarık kırınımındaki gibi değişken ve sonucu parantez. Bunu hatırla

${ displaystyle langle e ^ {ix} { Büyük |} e ^ {ix} rangle = e ^ {0} = 1}$

Bu, kuyruk üssünü atmamızı sağlar ve cevabımız var:

${ Displaystyle I sol ( theta sağ) = I_ {0} sol [ operatöradı {sinc} sol ({ frac { pi a} { lambda}} sin teta sağ) sağ ] ^ {2} cdot left [{ frac { sin left ({ frac {N pi d} { lambda}} sin theta right)} { sin left ({ frac { pi d} { lambda}} sin theta sağ)}} sağ] ^ {2}}$

Uzak alan için genel durum

R'nin esasen sabit olduğu uzak alanda, denklem:

${ displaystyle Psi = int _ { mathrm {slit}} { frac {i} {r lambda}} Psi ^ { prime} e ^ {- ikr} , d mathrm {slit}}$

yapmaya eşdeğerdir Fourier dönüşümü bariyerdeki boşluklarda.^[1]

Ayrıca bakınız

• Kırınım ızgarası
• Zarf (dalgalar)
• Fourier analizi
• Radyo teleskopları

Referanslar