Optique physique - Physical optics

L'optique physique est utilisée pour expliquer les effets tels que la diffraction

En physique , l'optique physique ou l'optique ondulatoire est la branche de l' optique qui étudie les interférences , la diffraction , la polarisation et d'autres phénomènes pour lesquels l'approximation des rayons de l'optique géométrique n'est pas valide. Cet usage a tendance à ne pas inclure des effets tels que le bruit quantique dans la communication optique , qui est étudié dans la sous-branche de la théorie de la cohérence .

Principe

L'optique physique est aussi le nom d'une approximation couramment utilisée en optique, électrotechnique et physique appliquée . Dans ce contexte, il s'agit d'une méthode intermédiaire entre l'optique géométrique , qui ignore les effets des ondes , et l' électromagnétisme pleine onde , qui est une théorie précise . Le mot «physique» signifie qu'il est plus physique que l' optique géométrique ou à rayons et non qu'il s'agit d'une théorie physique exacte.

Cette approximation consiste à utiliser l'optique des rayons pour estimer le champ sur une surface puis à intégrer ce champ sur la surface pour calculer le champ transmis ou diffusé. Cela ressemble à l' approximation de Born , en ce que les détails du problème sont traités comme une perturbation .

En optique, c'est une manière standard d'estimer les effets de diffraction. En radio , cette approximation est utilisée pour estimer certains effets qui ressemblent à des effets optiques. Il modélise plusieurs effets d'interférence, de diffraction et de polarisation mais pas la dépendance de la diffraction à la polarisation. Puisqu'il s'agit d'une approximation haute fréquence, elle est souvent plus précise en optique qu'en radio.

En optique, il consiste généralement à intégrer un champ estimé de rayon sur une lentille, un miroir ou une ouverture pour calculer le champ transmis ou diffusé.

En diffusion radar , cela signifie généralement prendre le courant qui se trouverait sur un plan tangent d'un matériau similaire au courant en chaque point du front, c'est-à-dire la partie géométriquement éclairée, d'un diffuseur . Le courant sur les parties ombrées est considéré comme nul. Le champ diffusé approximatif est alors obtenu par une intégrale sur ces courants approximatifs. Ceci est utile pour les corps avec de grandes formes convexes lisses et pour les surfaces avec perte (faible réflexion).

Le champ ou le courant de l'optique des rayons n'est généralement pas précis près des bords ou des limites d'ombre, sauf s'il est complété par des calculs de diffraction et d' onde rampante .

La théorie standard de l'optique physique présente certains défauts dans l'évaluation des champs diffusés, ce qui entraîne une diminution de la précision loin de la direction spéculaire. Une théorie améliorée introduite en 2004 donne des solutions exactes aux problèmes impliquant la diffraction des ondes en conduisant des diffuseurs.

Voir également

Les références

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Liens externes