December 03 2016 02:28:51
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Физические основы оптической обработки информации
Физические основы информации
  1. Основные свойства электромагнитного излучения видимого диапазона.

  2. Локализация света в пространстве и времени.

  3. Статистические свойства электромагнитного поля. Функции когерентности и их свойства.

  4. Фотодетекторы. Связь между статистикой фотонов и статистикой фотоотсчетов.

  5. Пропускная способность оптического канала связи. Оптические шумы.


Наибольшую информацию об окружающем мире (до 90%) человек получает с помощью зрения, т.е. посредством электромагнитного излучения видимого диапазона с длиной волны 0,38мкм < λ < 0,78мкм. Пропускная способность зрения человека ~106бит/с, а динамический диапазон восприятия яркости, равный отношению наибольшей допустимой яркости к наименьшей доступной глазу яркости составляет 1012. Отметим, что яркость Солнца ~109кд/м2, лампочки накаливания ~106кд/м2, ночного неба при полной луне ~103кд/м2. Наибольшая чувствительность глаза в результате эволюции соответствует зеленой области видимого спектра (λ ~ 0,55мкм), что связано с характером спектра солнечного света на поверхности Земли. На видимый диапазон приходится около 40% всей энергии солнечного излучения через атмосферу. Кроме того, видимый диапазон оптимален с точки зрения уменьшения влияния квантовых флуктуаций и тепловых шумов. Интересно отметить, что адаптированный к темноте глаз может воспринимать излучение, состоящее всего из 10 фотонов.

Основы волновой теории света были заложены Х. Гюйгенсом в его сочинении «Трактат о свете», вышедшем в 1690г, математическое завершение теории электромагнитных волн получила в книге Д.К. Максвелла «Трактат по электричеству и магнетизму», опубликованной в 1704г. Начала современной квантовой теории света, соединяющей в себе волновую форму движения и дискретность процесса взаимодействия света с веществом, были заложены М. Планком в его работах по теории теплового излучения нагретых тел (1900г).

В основе классической электродинамики лежит система уравнений Максвелла, описывающая пространственно-временные изменения электромагнитного поля, а также его связь с электрическими зарядами и токами. Для определения основных кинематических и энергетических характеристик электромагнитного поля удобно использовать наиболее простое решение системы уравнений Максвелла, описывающее плоскую монохроматическую волну в вакууме

img629,

(III.10.1)

img630.

Здесь img631 и img632– векторы напряженности электрического и магнитного полей соответственно, АЕ и АН – амплитуды колебаний электрического и магнитного полей, img633 – фаза волны, k = 2π/λ – волновое число, λ – длина волны, ω – круговая частота волны, ω/k = с – скорость света в вакууме, φ0 – начальная фаза. Волна распространяется в положительном направлении оси z, вектор поляризации img634, определяющий направление вектора img635 вдоль оси х, имеет единичную длину, вектор img636 определяет направление вектора img637 вдоль оси y и также имеет единичную длину. Такая волна считается линейно поляризованной вдоль оси х, а плоскость колебаний вектора Е xoz называется плоскостью поляризации. Волна (III.10.1) является поперечной, поскольку векторы img638 и img639 – лежат в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны, которое задает волновой вектор img640. В нашем случае img641.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 4,190,010 уникальных посетителей