Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 7 074 работающих калькулятора

ДИФРАКЦИЯ И СПЕКТРАЛЬНАЯ ОПТИКА · ОНЛАЙН

Распределение интенсивности одной щели — с дисперсией материала

Распределение интенсивности одной щели — с дисперсией материала. Дифракционная картина прямоугольной одиночной щели рассчитывается с учётом набора реально необходимых параметров. Распределение рассчитывается по интегралу Фраунгофера: I(θ)/I₀ = sinc²[πa n sin(θ)/λ]. Условия этой модификации — спектральная дисперсия. Результат применим в дальней зоне однородно освещённой щели, без сложной аподизации; модель не описывает ближнюю зону Френеля.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
🔬
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Длина волны в вакууме, нм. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Ширина дифракционной щели, мкм. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Смещение точки на экране, мм. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Расстояние до экрана, м. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Плотность падающей мощности, Вт/м². Используется при расчёте потока или мощности.
Угол падения, градусы. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Показатель среды при 550 нм. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹. Учитывается в физической модели и показывается в итоговых показателях.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Дифракция и спектральная оптика — GPT-02-06

Относительная интенсивность в точке0,002541
Доля от центрального максимума0,000025
Дифракционная координата β, рад-72,631472
Угол точки наблюдения, °-11,665778
Угол первого минимума, °0,501117
Полуширина центральной полосы на экране, мм10,495646
Пропускание от дополнительных ограничений1
Интенсивность центрального максимума100
Высота расчётного участка щели, мм1
Падающая мощность на освещённую область, Вт0,000005

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Идеализированная инженерная модель. Проверяйте область применимости и условия измерения оптических характеристик.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Метод расчёта: Распределение интенсивности одной щели — с дисперсией материала

Задача «Распределение интенсивности одной щели — с дисперсией материала» охватывает спектральная дисперсия. Используется модель, в которой размеры, длины волн и другие величины входят в основное уравнение физического процесса. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса.

Результат применим в дальней зоне однородно освещённой щели, без сложной аподизации; модель не описывает ближнюю зону Френеля. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса.

Математическая модель

Распределение рассчитывается по интегралу Фраунгофера: I(θ)/I₀ = sinc²[πa n sin(θ)/λ]. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Длина волны в вакууме, нм» и условие «с дисперсией материала».

Для воспроизводимости все необходимые величины вводятся независимо; изменение одного поля позволяет оценить влияние отдельного физического фактора. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Ширина дифракционной щели, мкм» и условие «с дисперсией материала».

Для направления «Дифракционная картина прямоугольной одиночной щели» используются идеализированные границы и заданные свойства материалов. При переходе к иному диапазону длин волн или геометрии следует пересчитать всю схему. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Смещение точки на экране, мм» и условие «с дисперсией материала».

Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса. Учитывайте единицы для величин «Смещение точки на экране, мм» и «Угол падения, градусы»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.

Подготовка исходных данных

Необходимые параметры: Длина волны в вакууме, нм; Ширина дифракционной щели, мкм; Смещение точки на экране, мм; Расстояние до экрана, м; Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта); Угол падения, градусы; Показатель среды при 550 нм; Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Расстояние до экрана, м» и условие «с дисперсией материала».

Перед сравнением режимов следует убедиться, что входные значения соответствуют друг другу и описывают одну и ту же оптическую конфигурацию. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта)» и условие «с дисперсией материала».

Значения по умолчанию предназначены для проверки интерфейса, а не для описания конкретного прибора или материала. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Угол падения, градусы» и условие «с дисперсией материала».

Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса. Учитывайте единицы для величин «Расстояние до экрана, м» и «Показатель среды при 550 нм»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.

Интерпретация выходных показателей

Смотрите на численные характеристики совместно: положение спектральной линии, интенсивность, угловое и линейное разрешение взаимосвязаны. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Показатель среды при 550 нм» и условие «с дисперсией материала».

Нулевая интенсивность на дифракционном минимуме или отсутствие разрешения может быть физически правильным результатом, а не ошибкой программы. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹» и условие «с дисперсией материала».

При работе с логарифмическими потерями нельзя складывать мощности в милливаттах и потери в децибелах без перевода единиц. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Длина волны в вакууме, нм» и условие «с дисперсией материала».

Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса. Учитывайте единицы для величин «Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта)» и «Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.

Проверка применимости

Перед использованием результата важно проверить совместимость параметров с выбранной физической моделью. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Ширина дифракционной щели, мкм» и условие «с дисперсией материала».

Оптические характеристики материалов меняются с температурой, длиной волны и структурой образца. Уточняйте их при количественном проектировании. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Смещение точки на экране, мм» и условие «с дисперсией материала».

Эти предварительные инженерные оценки следует проверять по независимым измерениям, прежде чем применять для критичных систем. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-13 использует параметр «Расстояние до экрана, м» и условие «с дисперсией материала».

В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Дисперсию материала нельзя заменить постоянным показателем преломления, когда сравниваются лучи разных длин волн или вычисляется уширение импульса. Учитывайте единицы для величин «Угол падения, градусы» и «Длина волны в вакууме, нм»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

I(θ)/I₀ = sinc²[πa n sin(θ)/λ].

Проверенные примеры

Пример 1: Исходная конфигурация

Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 600; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Показатель среды при 550 нм: 1.53; Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹: -0.00011.

Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0025410249; Доля от центрального максимума = 2.54102e-05; Дифракционная координата β, рад = -72.6314724225; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.5011173936.

Пример 2: Изменение поля «Длина волны в вакууме, нм»

Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 666.0; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Показатель среды при 550 нм: 1.53; Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹: -0.00011.

Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0133393509; Доля от центрального максимума = 0.0001333935; Дифракционная координата β, рад = -65.1221491721; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.5589036573.

Пример 3: Изменение поля «Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹»

Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 600; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Показатель среды при 550 нм: 1.53; Наклон дисперсии dn/dλ, нм⁻¹: 0.0008900000000000001.

Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0025017338; Доля от центрального максимума = 2.50173e-05; Дифракционная координата β, рад = -75.0136132039; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.4852034664.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Задайте значения измеряемых величин в указанных единицах.
  2. Определите допустимые углы, спектральные параметры и размеры установки.
  3. Нажмите «Рассчитать» и сравните основные выходные показатели; при изменении конфигурации проверьте область применимости.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему расчёт может отклонить некоторые значения?

Для части комбинаций длины волны, порядка и направления дифрагированный луч физически не существует. Кроме того, модель учитывает ограничения параметров.

Можно ли использовать результат для реальной аппаратуры?

Для предварительной оценки — да, но требуются проверки калибровки измерительной системы, оптических констант материала и ограничений геометрии.

Похожие калькуляторы

🔭ОПТИКА

Аберрация первого порядка оптической системы — для внеосевого луча

Аберрация первого порядка оптической системы — для внеосевого луча. При настройке схемы «Аберрация первого порядка оптической системы — для внеосевого луча» сначала укажите радиус первой поверхности линзы, м, радиус второй поверхности линзы, м и централ

🔭ОПТИКА

Аберрация первого порядка оптической системы — для составной оптической системы

Аберрация первого порядка оптической системы — для составной оптической системы. При настройке схемы «Аберрация первого порядка оптической системы — для составной оптической системы» сначала укажите радиус первой поверхности линзы, м, радиус второй поверхности линзы

🔭ОПТИКА

Аберрация первого порядка оптической системы — при заданном спектральном диапазоне

Аберрация первого порядка оптической системы — при заданном спектральном диапазоне. При настройке схемы «Аберрация первого порядка оптической системы — при заданном спектральном диапазоне» сначала укажите радиус первой поверхности линзы, м, радиус второй поверхности ли

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_810213/

Предварительный просмотр