دانشگاه آزاد

 

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد مهاباد

دانشکده علوم پایه

پایان نامه کارشناسی ارشد (M.Sc.) فیزیک- اتمی ومولکولی

عنوان:

تحلیل نحوه انتشار پرتوهای گوسین پهن شده با قطبش دایروی از یک روزنه دایروی در تلاطم اتمسفری

 

در فایل دانلودی نام نگارنده و استاد راهنما موجود است

 

پاییز1392

 

چکیده :

توصیفات فرضی برای انتشار پرتو لیزر پهن شده در اتمسفر متلاطم برپایه اصل هویگسن – فرنل نشات گرفته است. تاثیر مرتبه پرتو لیزر همگن و اتمسفر متلاطم بر کیفیت پرتو، مورد مطالعه قرار گرفته است. کیفیت پرتو همدوس ترکیب شده با مرتبه بالا بهتر از همان تابع با مرتبه پایین در زمان انتشار در فضای آزاد و محیط هم دوس بوده است. کیفیت ارائه های پرتو مرتبه بالا با شدیدترین شدن تلاطم سریع تر کاهش می یابد. مرتبه پرتو هیچ تاثیری بر کیفیت پرتو همدوس ترکیب شده، در انتشار تلاطم قوی ندارد.

انتشار یک پرتو لیزری گوسین در گذر از اتمسفر متلاطم به صورت عددی ارزیابی شده است. فاکتور کیفیت پرتو برای پرتو منتشر شده به وضعیت های متلاطم مختلف که توسط پارامتر مشخص می شود، تخمین زده شده است. محاسبات نشان می دهد که کیفیت پرتو  با متلاطم بودن اتمسفر و اندازه پرتو لیزر در طول موج که نقش اساسی در نتایج دارد تاثیر پذیر می باشد. انتشار پرتو لیزری در فواصل طولانی در اختلالات فضایی تاثیر بیشتری می گذارد. نتایج این محاسبات و ارزیابیها از فاکتور کیفیت پرتو ( ) را می توان برای تخمین پارامتر ساختاری انکساری مربوط به شکست نور ( ) به کار گرفت.

 

فهرست مطالب

1 فصل اول: مقدمه. 2

1-1 قطبش دایروی.. 2

1-2 مکانیزم قطبش دایروی.. 2

1-3 انواع قصبش دایروی.. 3

1-3-1 قطبش دایروی راستگرد: 4

1-3-2 قطبش دایروی چپگرد: 4

1-4 اتمسفر چیست؟. 4

1-5 تغییرات فشار اتمسفر. 5

1-6 پرتو لیزری.. 6

1-7 تاریخچه لیزر. 6

1-8 نحوه ایجاد پرتو لیزر. 7

1-9 تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی.. 8

1-10 نمونه‌هایی از لیزرهای متداول. 8

1-11 شرایط همدوسی.. 10

1-12 انواع همدوسی.. 10

1-12-1 همدوسی زمانی.. 10

1-12-2 همدوسی مکانی.. 11

1-13 ضریب شکست… 11

1-14 پرتو گوسی: 12

2 فصل دوم. 17

2-1 مقدمه: 17

2-2 فرضیه ها : 18

2-3 پرتو فاکتور کیفیت… 22

2-4 تحلیل و محاسبه ی روزنه ی عددی : 22

3 فصل سوم: 28

3-1 مقدمه. 28

3-2 پارامترهای ریشه ای پرتو و فاکتور کیفیت… 34

3-3 پهنای تعمیم یافته. 35

3-4 واگرایی تعمیم یافته و فاکتور کیفیت پرتو. 36

3-5 تکنیکهای عددی و نتایج.. 37

3-6 تاثیر وضعیت های متلاطم متفاوت… 39

3-7 تاثیر فاصله انتشار. 41

3-8 تاثیر شعاع پرتویی : 44

3-9 تاثیر طول موج : 45

4 فصل چهارم. 48

4-1 مقدمه. 48

4-2 تحلیلات فرضی از شدت میانگین درصفحهz. 49

4-3 توصیف محاسبات عددی.. 54

4-4 نتیجه گیری.. 60

 

طبش دایروی

میدان الکتریکی کمیتی برداری است ، بنابراین مجموع میدان‌های الکتریکی از قواعد جمع برداری تبعیت می‌کند. به عنوان مثال اگر دو میدان الکتریکی در نظر بگیریم که در دو امتداد عمود بر هم ارتعاش می‌کنند، همچنین فرض می‌کنیم که این دو به طور همفاز نوسان کنند ( در نوسان همفاز دو موج ، بیشنه دامنه برای هر دو موج در یک زمان اتفاق می‌افتد) این دو ارتعاش با هم ترکیب شده و امواج قطبیده خطی دیگری را تشکیل خواهند داد. اما اگر میدانهای اولیه دارای اختلاف فاز π/2 باشند، یعنی مقدار بیشینه دامنه یک میدان با مقدار صفر میدان موج دیگر همزمان باشد، میدان الکتریکی برآیند، در طی یک چرخه کامل به شکل بیضی خواهد بود و نتیجه ترکیب ، نور قطبیده بیضوی نامیده می‌شود. حال اگر دامنه میدانهای اولیه یکسان باشند، این بیضی به یک دایره تبدیل خواهد شد و نام قطبش دایروی به خود خواهد گرفت.

1-2 مکانیزم قطبش دایروی

دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که در یک جهت منتشر می‌شوند ولی راستای انتشارآنها بر یکدیگر عمود است.

(1-1)                 
                                   

       در رابطه فوق a1 ، a2 دامنه امواج ، x12 بردارهای یکانی واحد و θ ثابت فازی است.

نکته

  • اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π باشد، برآیند دو موج، قطبش خطی خواهد داشت، که بردار الکتریکی آن در راستایی متفاوت با راستای میدان دو موج نوسان می‌کند.
  • اگرثابت فازی مضرب صحیحی از π نباشد، در حالت کلی بردار میدان الکتریکی در راستای خط راست نوسان نمی‌کند.
  • اگر ثابت فازی مضرب فردی از π/2 بوده و دامنه‌های میدانهای اولیه یکسان باشد، در اینصورت هرگاه تغییرات زمانی بردار میدان برآیند را در نظر بگیریم، ملاحظه می‌کنیم که نوک بردار میدان الکتریکی بر محیط دایره‌ای به شعاع دامنه میدان اولیه می‌چرخد. ( چونمعادله موج برآیند نشان دهنده معادله دایره است) این موج برآیند یک موج قطبیده دایروی خواهد بود که می‌توان با چرخاندن انتهای یک ریسمان کشیده شده روی محیط یک دایره فرضی، آن را به طور عملی مشاهده کرد.

1-3 انواع قصبش دایروی

اگر اختلاف فاز بین مولفه‌های قطبش، در قطبش دایروی 3π/2 یا π/2 باشد. در این صورت دو نوع قطبش دایروی خواهیم داشت.

1-3-1 قطبش دایروی راستگرد:

 وقتی در جهت عکس انتشار موج به آن نگاه شود ( جهت انتشار عمود بر صفحه بطرف خارج باشد ) و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت حرکت عقربه‌های ساعت دیده شود، قطبش را قطبش دایروی راستگرد می‌گویند. در این نوع قطبش اختلاف فاز برابر 3π/2 است.

1-3-2 قطبش دایروی چپگرد:

  اگر اختلاف فاز بین مؤلفه‌های قطبش ، برابر π/2 باشد، در اینصورت بردار میدان الکتریکی در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت خواهد چرخید. (باز راستای انتشار در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج است) بنابر قرار داد چنین قطبشی را دایروی چپگرد می‌گویند.

1-4 اتمسفر چیست؟

در لایه‌های جو زمین فشار ناشی از هوای محیط به چگالی هوا و ارتفاع از سطح زمین ، دمای هوا و سرعت وزش باد وابسته است. این فشار بیشترین مقدارش را در سطح دریا دارد و در ارتفاعات بالا به شدت با تابع نمایی کاهش می‌یابد. برای همین است که در بالای کوه تخم مرغ زودتر پخته می‌شود و یا اینکه آب سریعتر می‌جوشد، زیرا فشار هوا پایین بوده و دما نیز ارتباط مستقیم با فشار هوا دارد. با این حال بر حسب رنج فشار جو زمین رابه لایه‌هایی طبقه بندی نموده‌اند. بد نیست بدانید که این فشار به تغییرات شدت تابش نور خورشید نیز بستگی دارد و در اثر توان تابش بالا ، افزایش می‌یابد. اتمسفر یا جَو که از ترکیب دو واژه یونانی atmos به معنای بخار (هوا) و   sphere به معنای کره ساخته شده، نامی کلی است که به هوا (گازهایی) که سطح یک سیاره را احاطه کرده‌اند اطلاق می‌شود. در منظومه شمسی، سیارات از نظر وجود اتمسفر تنوع زیادی دارند.

نکته قابل اشاره در مورد اتمسفر سیارات این است که هر چه نیروی گرانش وارده از طرف جرم مرکزی به این لایه‌های گازی بیشتر باشد، توان نگاه داشتن گازهای فرار بیشتری در جو فراهم می‌آید. مثلا مشتری با گرانش قوی خود می‌تواند گازهای فراری همچون هیدروژن و هلیوم را در جو خود نگاه دارد. از طرف دیگر فاصله سیارات از خورشید نیز در ترکیب جو موثر است. به این ترتیب که انرژیی که از طرف خورشید به گازهای موجود در جو سیارات می‌رسد، موجب بیشتر شدن سرعت حرکت گرمایی آنها از سرعت گریز از گرانش سیاره می‌شود. به همین دلیل تیتان، تریتون و پلوتو با وجود گرانش کم می‌توانند جو خود را حفظ کنند.

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

تعداد صفحات :  70

قیمت :  40 هزار تومان

 

بلافاصله پس از پرداخت، لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیرد و  همچنین فایل خریداری شده به ایمیل شما نیز ارسال می شود

پشتیبانی سایت :                 parsavahedi.t@gmail.com[add_to_cart id=159373]

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com

دسته‌ها: فیزیک