Optica fizică

 (Difracția undelor)

În fizică, optica fizică sau optica undelor este ramura care studiază interferențele, difracția, polarizarea și alte fenomene pentru care aproximarea razei optice geometrice nu este validă. Această utilizare tinde să nu includă efecte cum ar fi zgomotul cuantic în comunicarea optică, care este studiat în sub-ramura teoriei coerenței.

Optica fizică este și numele unei aproximări utilizate în mod obișnuit în optică, inginerie electrică și fizică aplicată. În acest context, este o metodă intermediară între optica geometrică, care ignoră efectele de undă și electromagnetismul, și electromagnetismul ca undă completă, care este o teorie precisă. Cuvântul „fizic” înseamnă că este mai fizică decât optica geometrică sau radiologică și nu că este o teorie fizică exactă.

Această aproximare constă în utilizarea opțiunii de raze pentru a estima câmpul pe o suprafață și apoi a integra câmpul respectiv pe suprafață pentru a calcula câmpul transmis sau împrăștiat. Aceasta seamănă cu aproximarea lui Born, prin faptul că detaliile problemei sunt tratate ca o perturbație.

În optică, este un mod standard de estimare a efectelor de difracție. În radio, această aproximare este utilizată pentru a estima unele efecte care seamănă cu efectele optice. Ea modelează mai multe efecte de interferență, difracție și polarizare, dar nu dependența difracției de polarizare. Deoarece este o aproximare de înaltă frecvență, este adesea mai precisă în optică decât în ​​cazul radioului.

În optică, aceasta constă, în mod obișnuit, în integrarea câmpului estimat cu raze peste o lentilă, oglindă sau diafragmă, pentru a calcula câmpul transmis sau împrăștiat.

În cazul difuziei radarului, aceasta înseamnă, de obicei, considerarea curentului care se găsește pe un plan tangent de material similar cu curentul din fiecare punct frontal, respectiv partea iluminată geometric, a unui dispersor. Curentul pe părțile umbrite este considerat zero. Câmpul împrăștiat aproximativ este apoi obținut printr-o integrală peste acești curenți aproximativi. Acest lucru este util pentru corpuri cu forme mari convexe netede și pentru suprafețe disipative (cu reflexie scăzută).

Câmpul sau de raze optice curentul nu este, în general, exact în apropierea marginilor sau a limitelor umbrelor, cu excepția cazului în care acestea sunt completate de calcule de difracție și pentru unde rampante.

Teoria standard a opticii fizice are unele defecte în evaluarea câmpurilor împrăștiate, ceea ce duce la scăderea acurateței în afara direcției reflexive. O teorie îmbunătățită introdusă în 2004 oferă soluții exacte la problemele care implică difracția undelor prin dirijarea dispersoarelor.