Difracción de campo lejano de ondas EM: ¿qué significa la frecuencia cero?

No creo que signifique mucho. La razón es que la aproximación de Fraunhofer u otras aproximaciones de campo lejano asumen que el punto donde está calculando el campo EM está a una distancia de la fuente que es ( i ) grande en comparación con la extensión de la fuente y ( ii ) grande en comparación con la longitud de onda. Estas dos suposiciones son necesarias para hacer, por ejemplo , la aproximación del método de la fase estacionaria de la integral de difracción que se encuentra en el trabajo de Born y Wolf.

Una vez que haya llegado a los impulsos cerca$k=0$, estas aproximaciones se violan y está haciendo electrostática o los métodos de transformada de Fourier son inadecuados: ahora está en el régimen de campo cercano, donde el campo evanescente puede ser importante.

Supongo que por frecuencia cero, te refieres a transferencia de momento cero. La transferencia de cantidad de movimiento cero corresponde a la$k=0$valor de la transformada de Fourier. El valor de esta parte de la transformada de Fourier es la integral de la fuerza de dispersión en todo el espacio. Entonces puedes pensar en este valor como la cantidad total de cosas que hay allí.

Sin embargo, otra cosa a tener en cuenta es que si la cosa que hace la difracción dispersa la luz muy débilmente, como si fuera una sola molécula, la mayor parte de la luz pasará sin difracción y, por lo tanto, con una transferencia de impulso cero verá un punto cuya intensidad es aproximadamente la intensidad del láser, independientemente de la cantidad de cosas que haya (en el límite de la dispersión débil).

Si tienes un sistema de cargas puntuales que oscilan independientemente como radiadores y no tienen una coherencia entre sí. Entonces, si toma un solo dipolo, irradia en forma de mancuerna. Si orienta estos radiadores al azar en el espacio, la radiación se propagará como una onda esférica. Si dejas que esta onda pase a través de una rendija, verás el patrón Airy de la rendija. Si estos radiadores tienen una relación de fase aleatoria entre ellos, la intensidad final será

yo=$\left|\left\langle\Sigma_i E_i\right \rangle\right|^2=$

Los términos cruzados promediados en el tiempo$\left\langle E_{i1}.E_{i2}\cos(\phi)\right \rangle$promediará a cero y finalmente obtendrá

$I=\sum I_i$

Por lo tanto, verá la suma de todas las intensidades, no ningún patrón de difracción. Si los radiadores son coherentes, verá el patrón de difracción en la pantalla.

El patrón de motas láser es una de esas difracciones.

Espero que esto sea de ayuda