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Numerische Simulation der Beugungsfeldintensitätsverteilung hinter einem Gitter im Nah-, Übergangs- und Fernfeld

Mit diesem Applet können Sie die Verteilung des Beugungsfeldes hinter dem Gitter untersuchen. Die Methode für eine solche Untersuchung ist im vorhergehenden Applet beschrieben. Dieses Applet bietet folgende Darstellungen: 1. Mit der Schaltfläche "1. Execute poly" wird eine Polylinie I=I(x) nach Huygens-Fresnel-Prinzip auf der Basis von N Punkten erstellt, deren Anzahl je nach Leistungsfähigkeit Ihres Computers geändert werden kann. Die Grenze dieser Polylinie wird durch die Position des Punktes B(t):="Bewegliche Grenze" angegeben :[-t,t]. Mit dem "Streckfaktor für x-Achse" qx und mit dem Skalenparameter r können Sie die x- oder y-Größe des Bildschirms "verändern". Alternativ können Sie auch den Button "2. Start B Punkt-Spur" verwenden, um anstelle der Polylinie die entsprechende Spurlinie zu erstellen. 2. Für die Untersuchung im Nahfeld des Gitters wird eine Tabelle der Brennpunkte für den Spalt mit der Spaltbreite b vorgeschlagen, im Fernfeld werden zum Vergleich Fraunhofer-Näherungskurven I=I(x) sowie die Positionen des Hauptmaximums, des Hauptminimums und des Nebenminimums vorgeschlagen.

Fall der Fernfeldbeugung für Gitter mit 5 Spalten

Fall der Fernfeldbeugung für Gitter mit 5 Spalten
Vergleich der für das Fernfeld (Fraunhofer-Näherung) (mit blauer Farbe) und nach Huygens-Fresnel-Prinzip (mit schwarzer Farbe) berechneten Beugungsfeldintensitätsverteilungen in Richtung senkrecht zur Gitterachse. Bildschirmabstand L=3000. Streckfaktor für x-Achse qx=6.

Der Fall der Beugung in der Nahzone für Gitter mit 5 Spalten

Der Fall der Beugung in der Nahzone für Gitter mit 5 Spalten
Die Intensitätsverteilung des Beugungsfeldes in der Nähe des Gitters entspricht 5 Beugungsverteilungen für jeden Spalt. Der Schirmabstand L=0,068 entspricht dem Abstand des Brennpunktes F9 (f=9) für den Spalt. Streckfaktor für x-Achse: qx=0.125.

Fall der Fernfeldbeugung für Gitter mit 10 Spalten

Fall der Fernfeldbeugung für Gitter mit 10 Spalten
Vergleich der für das Fernfeld (Fraunhofer-Näherung) (mit blauer Farbe) und nach Huygens-Fresnel-Prinzip (mit schwarzer Farbe) berechneten Beugungsfeldintensitätsverteilungen in Richtung senkrecht zur Gitterachse. Bildschirmabstand L=1500. Streckfaktor für x-Achse qx=6.

Der Fall der Beugung in der Nahzone für Gitter mit 10 Spalten

 Der Fall der Beugung in der Nahzone für Gitter mit 10 Spalten
Die Intensitätsverteilung des Beugungsfeldes in der Nähe des Gitters entspricht 10 Beugungsverteilungen für jeden Spalt. Der Schirmabstand L=0,074 entspricht dem Abstand des Brennpunktes F4 (f=4) für den Spalt. Streckfaktor für x-Achse: qx=0.125.

Beugungsfall in der Übergangszone für 10-Spalt-Gitter

Beugungsfall in der Übergangszone für 10-Spalt-Gitter
Die von Huygens-Fresnel-Prinzip berechnete Beugungsfeldintensitätsverteilung (mit schwarzer Farbe) und die ähnliche Fraunhofer-Fernfeldverteilung (mit blauer Farbe) unterscheiden sich stark voneinander. Die Intensitätsverteilung ist kompliziert!