آموزش پراکندگی امواج

امواج الکترومغناطیسی عضوی جداناپذیر از زندگی روزمره انسان ها به شمار می روند. کاربردهای مختلف در کنار پیشرفت های روزافزون، این امواج را به عنوان جایگزین مناسبی برای تکنولوژی های قدیمی و ناپاک ساخته است. با نگاهی به محیط پیرامون می توان متوجه شد که هر انسان در معرض تابش امواج الکترومغناطیسی متعددی قرار گرفته است. بنابراین، این امواج و تاثیر آن ها در زندگی روزمره نیازمند توجه بیشتری خواهند بود. در درس پراکندگی امواج سعی خواهد شد تا رفتار امواج الکترومغناطیسی در برخورد با موانع بررسی شود.

امروزه کاربردهای بسیار زیادی برای امواج الکترومغناطیسی پراکنده شده مطرح می شود که می توان به تشخیص زودهنگام تومورهای سرطانی و درمان آن ها با استفاده از قابلیت پراکندگی معکوس (Inverse Scattering) این امواج اشاره کرد. مسائل الکترومغناطیسی با قابلیت تحلیل تمام موج (Full Wave) در درس پراکندگی مورد توجه قرار می گیرد. به طور مثال، پراکندگی از سطوح ناهموار و متناوب که نمود عملی بیشتری در طبیعت دارند، از جمله دروس این آموزش است.

توابع موج در دستگاه های مختصاتی و رفتار امواج الکترومغناطیسی در راه دور، از جمله مهم ترین مطالب درس پراکندگی محسوب می شوند که در کنار تقریب های به کار رفته برای حل مسائل پراکندگی، به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند. در بخش های پایانی آموزش به مقدمات رادارهای دهانه ترکیبی (Synthetic Aperture Radar) پرداخته می شود.

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

• درس یکم: مفهوم پراکندگی امواج
  • مقدمه
  • پارامترهای پراکندگی
  • فرمول بندی پراکندگی
  • تقریب بورن (Born Approximation)
  • پراکندگی از کره دی الکتریک با استفاده از تقریب بورن
  • پراکندگی از استوانه دی الکتریک با استفاده از تقریب بورن
• درس دوم: پراکندگی از محیط های چندلایه
  • تابش عمودی به مرز دو ناحیه دی الکتریک
  • تابش مایل به مرز دو ناحیه دی الکتریک
  • زاویه بروستر (Brewster’s Angel)
  • زاویه بحرانی
  • تعمیم تابش بین دو ناحیه دی الکتریک به حالت کلی
  • بررسی پراکندگی از محیط های چندلایه غیرمغناطیسی
• درس سوم: توابع موج برداری
  • معادله موج اسکالر در دستگاه مختصات استوانه ای
  • معادله موج برداری در دستگاه مختصات استوانه ای
  • توابع موج استوانه ای
  • معادله موج اسکالر در دستگاه مختصات کروی
  • توابع هارمونیک کروی
  • معادله موج برداری در دستگاه مختصات کروی
• درس چهارم: توابع گرین دایادی – بخش یکم
  • مفهوم دایاد
  • ویژگی های دایاد
  • مشتق های برداری
  • اتحادهای گرین برداری و دایادیک
  • تابع گرین دایادیک
  • تابع گرین دایادیک فضای آزاد
  • رابطه میدان الکتریکی و تابع گرین دایادیک
• درس پنجم: توابع گرین دایادی – بخش دوم
  • تابع گرین فضای آزاد در دستگاه کروی
  • تابع گرین دایادی در محیط های چندلایه
• درس ششم: شرایط مرزی
  • شرایط مرزی تعمیم یافته
  • جریان پولاریزاسیون الکتریکی
  • جریان پولاریزاسیون مغناطیسی
  • تئوری جذب
  • تئوری جذب Ewald-Oseen
• درس هفتم: پراکندگی از سطوح متناوب – بخش یکم
  • تئوری فلوکه (Flocke theory)
  • امواج در امتداد سطوح متناوب
  • سرعت موج
  • نمودار پاشندگی
  • مساله سطح شانه دار
• درس هشتم: پراکندگی از سطوح متناوب – بخش دوم
  • موج تابشی بر روی سطوح متناوب
  • پراکندگی از سطوح متناوب
  • فرضیه رایلی (Rayleigh)
• درس نهم: پراکندگی از سطوح ناهموار – بخش یکم
  • بررسی آماری سطوح ناهموار
  • تابع خودهمبستگی (Autocorrelation)
  • طیف ارتفاع
  • شیب و انحنای سطح
  • پراکندگی از سطح ناهموار
  • تقریب انحراف جزئی
• درس دهم: پراکندگی از سطوح ناهموار – بخش دوم
  • تقریب کیرشهف
  • سطح مقطع پراکندگی
  • تقریب نور هندسی
• درس یازدهم: پراکندگی همدوس (Coherent Scattering)
  • قانون اسنل (Snell’s Law) و پراکندگی از سطوح صاف
  • پراکندگی از سطوح صاف با پولاریزاسیون عمودی
  • پراکندگی از سطوح صاف با پولاریزاسیون موازی
  • بیان موج با استفاده از تبدیل فوریه
  • امواج بیم
  • اثر Goos-Hanchen
• درس دوازدهم: رادار دهانه ترکیبی
  • مقدمات و آشنایی با رادار دهانه ترکیبی
  • هندسه تصویربرداری
  • آرایه ترکیبی کانونی و غیرکانونی

مفید برای رشته های

• مهندسی برق – مخابرات