Распространение радиоволн ВЧ/Физический ЭМ луч: различия между версиями

Материал из CAMaaS preliminary wiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
 
Строка 32: Строка 32:
#<tt>Луч.Идентификатор_источника() <math>\leftarrow</math> Грань</tt>
#<tt>Луч.Идентификатор_источника() <math>\leftarrow</math> Грань</tt>
#<tt>Луч.Пробег() <math>\leftarrow</math> Луч.Пробег + Пробег</tt>
#<tt>Луч.Пробег() <math>\leftarrow</math> Луч.Пробег + Пробег</tt>
#<math>\begin{bmatrix} X_r & Y_r & Z_r \end{bmatrix} \leftarrow </math> <tt>Луч.Направление()</tt>
#<math>\vec{v} \leftarrow </math> <tt>Луч.Направление()</tt>
#<math>\begin{bmatrix} X_f & Y_f & Z_f \end{bmatrix} \leftarrow </math> <tt>Грань.Плоскость().Нормаль()</tt>
#<math>\vec{n} \leftarrow </math> <tt>Грань.Плоскость().Нормаль()</tt>
#<tt>Луч.Направление()</tt> <math> \leftarrow \begin{bmatrix} X_r & Y_r & Z_r & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & -\frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 & X_f & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ -X_f & 0 & \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 & -X_f & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ X_f & 0 & \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & -\frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & \frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}</math>
#<math>\mathrm{sin\_ax} \leftarrow \left[\begin{matrix}
\frac{\vec{v}_y}{\left|\vec{v}_{yz}\right|} \iff\vec{v}_y\neq 0\lor\vec{v}_z\neq 0 \\
0                                          \iff\vec{v}_y = 0\land\vec{v}_z = 0
\end{matrix}\right.</math>
#<math>\mathrm{cos\_ax} \leftarrow \left[\begin{matrix}
\frac{\vec{v}_z}{\left|\vec{v}_{yz}\right|} \iff\vec{v}_y\neq 0\lor\vec{v}_z\neq 0 \\
1                                           \iff\vec{v}_y = 0\land\vec{v}_z = 0
\end{matrix}\right.</math>
#<math>\mathrm{sin\_ay} \leftarrow -\vec{v}_{x}</math>
#<math>\mathrm{cos\_ay} \leftarrow \left|\vec{v}_{yz}\right|</math>
#<math>T_1 \leftarrow \begin{bmatrix}
  \mathrm{cos\_ay} & 0 & \mathrm{sin\_ay} \\
  0               & 1 & 0 \\
  -\mathrm{sin\_ay} & 0 & \mathrm{cos\_ay}
\end{bmatrix}\begin{bmatrix}
  1 & 0               & 0 \\
  0 & \mathrm{cos\_ax} & -\mathrm{sin\_ax} \\
  0 & \mathrm{sin\_ax} &  \mathrm{cos\_ax}
\end{bmatrix}</math>
#<math>T_2 \leftarrow\begin{bmatrix}
  1 & 0 & 0 \\
  0 & 1 &  0 \\
  0 & 0 & -1
\end{bmatrix}</math>
#<math>T\leftarrow T_{1}^T T_2 T_1</math>
#<tt>Луч.Направление()</tt> <math> \leftarrow T \vec{v}</math>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по пробегу(Пробег, Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Погонное затухание(Луч.Частота()))</tt>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по пробегу(Пробег, Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Погонное затухание(Луч.Частота()))</tt>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по отражению(Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Грань.Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Угол)</tt>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по отражению(Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Грань.Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Угол)</tt>

Текущая версия на 01:59, 25 сентября 2018

Концепция ЭМ луча является основой геометрической модели распространения света. Она включает в себя следующие моменты:

  • Луч света распространяется по прямой линии в гомогенной среде.
  • Луч подчиняется законам отражения и преломления, а также законам дифракции.
  • Луч несет энергию. Энергия содержится в пространстве вокруг луча в виде конуса или пирамиды и распространяется вместе с ним. В процессе распространения поперечное сечение конуса (пирамиды) увеличивается, а плотность энергии уменьшается таким образом, чтобы полная энергия оставалась неизменной.


Луч создается первичным источником и передается на вход функции трассировки. При прохождении луча в окрестности контрольной точки, последняя передает характеристики луча области памяти, ассоциированной с данной контрольной точкой.


Луч несет информацию о поле, а также служебную информацию, необходимую для работы модели: {Начало, Направление, Напряженность, Идентификатор, Пробег}


Свойства луча

  1. Начало()*;
  2. Направление()*;
  3. Напряженность();
  4. Идентификатор_источника(); - идентификатор первичного источника, испустившего луч, или грани, отразившей луч.
  5. -Порядок переотражения(); - приватный.
  6. Частота();
  7. Погонное затухание() - характеристика среды, в которой распространяется луч.
  8. Коэффициент преломления() - характеристика среды, в которой распространяется луч.
  9. Пробег() - длина пройденная лучом до последнего отражения. Если луч испущен первичным источником, возвращается 0.

*Свойства, заимствованные от Луча

Функции

Отразить(Грань, Точка, Пробег, Угол, Среда распространения)

Функция осуществляет геометрическое и физическое построение отраженного луча. Функция меняет свойства луча.

На вход функции принимаются: грань, геометрию которой задают набор точек, физические свойства - коэффициент преломления; точка - место падения луча на грань; пробег - расстояние, пройденное лучом от начала до точки падения; угол - угол падения луча на плоскость.

  1. Луч.Начало() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Точка
  2. Луч.Порядок_переотражения() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Луч.Порядок_переотражения() + 1
  3. Луч.Идентификатор_источника() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Грань
  4. Луч.Пробег() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Луч.Пробег + Пробег
  5. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \vec{v} \leftarrow } Луч.Направление()
  6. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \vec{n} \leftarrow } Грань.Плоскость().Нормаль()
  7. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{sin\_ax} \leftarrow \left[\begin{matrix} \frac{\vec{v}_y}{\left|\vec{v}_{yz}\right|} \iff\vec{v}_y\neq 0\lor\vec{v}_z\neq 0 \\ 0 \iff\vec{v}_y = 0\land\vec{v}_z = 0 \end{matrix}\right.}
  8. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{cos\_ax} \leftarrow \left[\begin{matrix} \frac{\vec{v}_z}{\left|\vec{v}_{yz}\right|} \iff\vec{v}_y\neq 0\lor\vec{v}_z\neq 0 \\ 1 \iff\vec{v}_y = 0\land\vec{v}_z = 0 \end{matrix}\right.}
  9. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{sin\_ay} \leftarrow -\vec{v}_{x}}
  10. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{cos\_ay} \leftarrow \left|\vec{v}_{yz}\right|}
  11. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle T_1 \leftarrow \begin{bmatrix} \mathrm{cos\_ay} & 0 & \mathrm{sin\_ay} \\ 0 & 1 & 0 \\ -\mathrm{sin\_ay} & 0 & \mathrm{cos\_ay} \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & \mathrm{cos\_ax} & -\mathrm{sin\_ax} \\ 0 & \mathrm{sin\_ax} & \mathrm{cos\_ax} \end{bmatrix}}
  12. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle T_2 \leftarrow\begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -1 \end{bmatrix}}
  13. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle T\leftarrow T_{1}^T T_2 T_1}
  14. Луч.Направление() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \leftarrow T \vec{v}}
  15. Луч.Напряженность() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Напряженность.Уменьшить по пробегу(Пробег, Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Погонное затухание(Луч.Частота()))
  16. Луч.Напряженность() Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \leftarrow Напряженность.Уменьшить по отражению(Луч.Напряженность(), G.Среда распространения().Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Грань.Коэффициент преломления(Луч.Частота()), Угол)

Конструкторы

Создать(Источник, Направление, Частота)

Создать преломленный луч(Луч, Грань)

Создать дифрагированный луч(Луч, Грань)

Источник — http://51.250.0.107/w/index.php?title=Распространение_радиоволн_ВЧ/Физический_ЭМ_луч&oldid=7439