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摘 要: 从时谐场亥姆霍兹方程出发，借助格林函数方法给出基尔霍夫公式，利用标量场方法研究电磁波的衍射问题，结合小孔衍射给出实用计算公式，并就夫琅禾费衍射给出具体应用。
毕业论文关键词: 电磁波；衍射；应用58316
Abstract: Starting from the Helmholtz equation of harmonic field, Kirchhoff’s formula is given by the method of Green function. The diffraction problems for electromagnetic wave are investigated by using a scalar field method. The practical calculation formula for the pinhole diffraction is given, and the specific application about the calculating results for Fraunhofer diffraction is revealed.
Keywords: electromagnetic wave; diffraction; applications
目 录
0 引言 4
1 电磁波衍射的概念与分类 4
1.1 无限空间电磁波的传播性质 4
1.2 电磁波衍射的概念 5
1.3 电磁波衍射的分类 5
2 电磁波衍射理论的处理方法 5
3 电磁波衍射理论的应用 9
结束语 11
参考文献 12
致 谢 13
0 引言
在电磁波谱中,按照不同的波长(或频率)可以划分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等七个区段,其中无线电波又有短波、中波、长波之分，人们常常把红外线、可见光、紫外线、X射线统称为光波。其实，光波就是一种电磁波,光的本质是电磁波，但光波比无线电波的波长短得多。当电磁波在空间传播过程中遇到障碍物或者屏幕上的小孔时，将导致偏离原来入射方向的出射电磁波，即发生衍射现象，对于不同尺度的障碍物或孔径，不同波长的电磁波的衍射行为或强度是不同的，因而在电磁理论中和在光学领域中都有衍射一说。电磁波传播中的衍射现象是普遍的且贴近实际的，它在无线通讯、光学工程、光学仪器等方面富有广泛的应用，因而研究电磁波的衍射理论及应用对于认识光波和无线电波等的传播规律具有十分重要的意义。
现有文献常见以平面波为波型，借助计算通过障碍物或者小孔后电磁波的角分布，进而确定出衍射图样。涉及衍射问题，在无线通信、信息传输、光学成像、光学仪器设计等领域发展出许多近似方法和技巧；但是，依据电磁理论，在确定衍射区域的场分布时，严格地说应该是求解满足一定边值关系的矢量波动场，事实上这是困难和不实际的，大多采用标量场方法近似处理。此外，类似电磁波在介质界面上的反射和折射，作者认为衍射问题应该列在电磁波的传播范畴，是一种遇到障碍物后的传播行为；不过大多教科书是将其列在电磁波辐射内容，试图让读者把电磁波的衍射现象理解为是电磁波经障碍物再辐射电磁波在观察点相干叠加的结果，或曰：衍射是相干的散射。由此联系到光学中的惠更斯原理，即次波源理论，子波相干叠加得到向前传播的波。
本文首先给出电磁波衍射的概念与分类，然后研究电磁波衍射理论的处理方法，主要是标量衍射理论处理电磁波衍射问题的方法，最后给出一些应用。
1 电磁波衍射的概念与分类
1.1 无限空间电磁波的传播性质
在无限空间中，电磁波为横电磁波。电场 、磁场 在垂直于波的传播 方向作周期性振荡， 、 及 三者在方向上互相垂直，且构成右手系； 与 的大小成比例、相位相同；电磁波携带能量沿 方向传播，且电场能量密度与磁场能量密度相等。