13 Дифракция Френеля и Фраунгофера

Дифракция Фраунгофера — случай дифракции, при котором дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды. Если точка наблюдения Р отстоит от излучающего раскрыва на расстоянии, исчисляемом многими длинами волн, то ,и поэтому.При анализе антенных систем обычно приходится находить поле на расстоянии, значительно превышающем размеры раскрыва. При этом уголможно считать одинаковым для всех точек раскрыва, а расстояние, равным расстояниюот точки наблюдения до центра раскрыва. Величину , входящую в аргумент экспоненциальной функции, на основании сделанных предположений можно приближенно представить следующим образом:Случай, когда оказывается справедливой эта формула, принято называть дифракцией Фраунгофера.

Дифракции Френеля, или дифракции в ближней зоне. Дифракция Френеля — дифракционная картина, которая наблюдается на небольшом расстоянии от препятствия, по условиям, когда основной вклад в интерференционную картину дают границы экрана.

Максимальная геометрическая разность хода соответствует фазовому сдвигу между колебаниями.Рис.1.Характер распределения в ближней зоне апертурной антенны. 1-лучевая трубка; 2 - сферическая волна.

Дифракция Фраунгофера имеет место в том случае, если точка наблюдения Р столь удалена от излучающей системы, что (последняя цифра во многом условна и принята для конкретности оценок). Говорят, что при этом точка наблюдения находится в дальней зоне апертурной антенны. Поле в дальней зоне имеет вид неоднородной сферической волны.

Если приблизить точку наблюдения к излучающей апертуре, то максимальный фазовый сдвиг между элементарными колебаниями становится больше .При этом точка наблюдения располагается в ближней зоне антенны. Условной границей между ближней и дальней зонами служит плоскость с координатой .Анализ показывает, что для ближней зоны характерна локализация энергии электромагнитного поля в пределах «лучевой трубки» (рис.1), поперечник которой сравним с размерами апертуры. Чтобы вычислить дифракционное поле в ближней зоне, используем выражение для расстояниямежду точками источника и наблюдения, учитывающее квадратичные члены:.Принято говорить, что волновая картина, рассматриваемая в данном приближении, соответствует дифракции Френеля.

14 Электромагнитные волны в сверхпроводниках.

Согласно модельным представлениям немецких физиков Ф. и Г. Лондонов, вещество в сверхпроводящем состоянии содержит носители заряда двух типов: нормальные носители, которые подчиняются обычным законам классической электродинамики, и сверхпроводящие носители, способные перемещаться в кристаллической решетке вещества без какого-либо сопротивления. Соответственно вектор плотности полного тока J в каждой точке сверхпроводника представляется суммой двух составляющих: , где индексы относятся к нормальной и сверхпроводящей компонентам соответственно.- лондоновская длина.

- уравнение Лондонов. Согласно этому уравнению, плотность сверхпроводящего тока связана не с электрическим, а с магнитным полем.