М.: Мир, 1981, 280 с.
Двухтомная монография А. Исимару представляет собой подробное и полное введение в статистическую теорию распространения волн — один из важнейших разделов современной оптики, радиофизики, акустики.
В книге рассматриваются все основные понятия теории распространения и рассеяния волн в случайно-неоднородных средах, подробно анализируются все наиболее полезные с точки зрения приложений теоретические методы и детально описываются эффекты, возникающие при распространении электромагнитных и акустических волн в случайно-неоднородных средах и при рассеянии на шероховатых поверхностях.
Оглавление:
Теория многократного рассеяния
Теория многократного рассеяния волн на облаке неподвижных и движущихся рассеиватслей и ее связь с теорией переноса
Процессы многократного рассеяния, учитываемые теорией Тверского
Статистическое усреднение для дискретных рассеивателей
Интегральное уравнение Фолди — Тверского для когерентного поля
Интегральное уравнение Тверского для корреляционной функции
Когерентное поле
Падение плоской волны на слой, содержащий рассеиватели, — «полная интенсивность»
Связь между теорией многократного рассеяния и теорией переноса
Приближенные интегральные и дифференциальные уравнения для корреляционной функции
Основные уравнения для движущихся частиц
Флуктуации, обусловленные распределением по размерам
Пример процесса рассеяния по Тверскому для N = 3
Оценка многократного интеграла I с помощью метода стационарной фазы
Оптическая теорема
Теория многократного рассеяния волн и распространение импульсов в облаке случайных рассеивателей
Основные уравнения для случая движущихся расеивателей
Функция взаимной когерентности, угловой спектр и частотный спектр в малоугловом приближении
Случай плоской падающей волны
Ограничения на разрешение изображения, налагаемые случайно распределенными рассеивателями
Выходной сигнал приемника при наличии случайно распределенных рассеивателей
Сферическая волна в облаке случайно распределенных частиц
Обратное рассеяние от случайно распределенных рассеивателей
Распространение импульсов в облаке случайно распределенных рассеивателей
Интегральные и дифференциальные уравнения для двухча-стотной функции взаимной когерентности
Двухчастотная функция взаимной когерентности для случая плоской волны
Распространение плоской импульсной волны в случае слабых флуктуации
Распространение плоской импульсной волны в случае сильных флуктуации
Волны в случайной сплошной среде и турбулентность
Рассеяние волн в случайной сплошной среде и турбулентные среды
Приближение однократного рассеивания и принимаемая мощность
Сечение рассеяния единицы объема стационарной случайной среды
Формула Букера—Гордона
Гауссова модель и колмогоровский спектр
Анизотропная случайная среда
Временные флуктуации рассеянных полей, обусловленные изменением во времени свойств случайной среды
Сильные флуктуации
Рассеяние импульса случайной средой
Сечение рассеяния единицы объема в акустическом случае
Уравнение для узкого пучка
Распространение плоской волны в случайной среде в пределах прямой видимости — случай слабых флуктуации
Уравнения Максвелла для флуктуирующей среды
Борцовское приближение и приближение Рытова
Флуктуации уровня и фазы
Случай плоской волны
Прямой и спектральный методы
Спектральные представления флуктуации амплитуды и фазы
Корреляционные функции амплитуды и фазы
Структурные функции амплитуды и фазы
Спектральные и пространственные фильтрующие функции
Статистически однородные случайные среды и спектральная фильтрующая функция
Область применимости геометрической оптики
Общие свойства флуктуации волн в статистически однородной случайной среде
Сатистически однородная случайная среда с гауссовой функцией корреляции
Однородная и локально однородная турбулентность
Статистически неоднородная случайная среда с гауссовой функцией корреляции и пространственная фильтрующая функция
Вариации интенсивности турбулентности вдоль трассы распространения
Пределы применимости теории слабых флуктуации
Другие задачи
Распространение сферической волны и волнового пучка в турбулентной среде в пределах прямой видимости — случай слабых флуктуации
Приближение Рытова для сферической волны
Дисперсия для колмогоровского спектра
Корреляционные и структурные функции для колмогоровского спектра
Волновой пучок
Дисперсия для волнового пучка и применимость приближения Рытова
Дистанционное зондирование атмосфер планет
Некоторые близкие задачи
Временная корреляция и частотные спектры флуктуации волн в случайной среде и влияние статистической неоднородности случайной среды
Частотные спектры плоской волны
Случай, когда средняя скорость является чисто поперечной, а флуктуации скорости пренебрежимо малы
Частотные спектры с учетом средней и флуктуационной скоростей ветра
Частотные спектры сферической волны
Двухчастотная корреляционная функция
Пересекающиеся пучки
Флуктуации волн в статистически неоднородной случайной среде
Флуктуации волн в локализованной плавно неоднородной случайной среде
Сильные флуктуации
Параболическое уравнение
Модель флуктуации показателя преломления
Уравнение для среднего поля и его общее решение
Параболическое уравнение для функции взаимной когерентности
Решения уравнения для функции взаимной когерентности
Примеры функций взаимной когерентности
Функция взаимной когерентности в турбулентной среде
Частотные спектры
Частотная корреляция
Двухчастотная функция взаимной когерентности плоской волны
Форма импульса
Угловой и частотный спектры
Моменты четвертного порядка
Приближение тонкого экрана
Решение в приближении фазового экрана
Приближение фазового экрана для сферических волн
Случай протяженных источников
Протяженная среда
Распространение оптического излучения в турбулентной среде
Модуляционная передаточная функция случайной среды
Адаптивная оптика
Рассеяние на шероховатой поверхности и дистанционное зондирование
Рассеяние на шероховатой поверхности
Принимаемая мощность и сечение рассеяния единичной площадки шероховатой поверхности
Первое приближение метода малых возмущений (горизонтальная поляризация падающей волны)
Сечение рассеяния единичной площадки в первом приближении метода малых возмущений
Статистическое описание шероховатой поверхности
Бистатическое сечение рассеяния шероховатой поверхности
Влияние нестационарности шероховатой поверхности
Спектры океанических волн
Некоторые другие задачи
Приближение Кирхгофа: рассеяние звуковых волн на шероховатой поверхности
Когерентное поле в приближении Кирхгофа
Сечение рассеяния единичной площадки шероховатой поверхности
Распределение вероятности рассеянного поля
Дистанционное зондирование и методы обращения
Дистанционное зондирование тропосферы
Дистанционное зондирование структурной характеристики, усредненной вдоль трассы
Дистанционное зондирование скорости ветра, усредненной вдоль трассы
Дистанционное зондирование профиля структурной характеристики и некорректно поставленная задача
Обратная задача
Метод сглаживания (регуляризации)
Статистический метод обращения
Метод обращения Бакуса—Гильберта
Дистанционное зондирование геофизических объектов
Спектральное представление случайных функций
Комплексные стационарные случайные функции
Вещественные стационарные случайные функции
Однородные комплексные случайные функции
Однородные и изотропные случайные функции
Однородные вещественные случайные функции
Стационарные и однородные случайные функции
Гипотеза замороженности
Структурные функции
Структурная функция и случайные процессы со стационарными приращениями
Спектральное представление структурной функции
Локально однородные и изотропные случайные функции
Колмогоровский спектр
Турбулентность и флуктуации показателя преломления
Ламинарное течение и турбулентность
Развитая турбулентность
Скалярные величины, сохраняющие свое значение в турбулентной атмосфере, а также в нейтральной, стабильной и нестабильной атмосферах
Флуктуации показателя преломления
Структурные функции консервативных примесей и флуктуации показателя преломления
Скорость диссипации энергии е и энергетический баланс в атмосферной турбулентности
Скорость диссипации флуктуации
Расчет структурной характеристики
Приграничный слой, свободная атмосфера, крупно- и мелкомасштабная турбулентность
Структурная характеристика показателя преломления в приграничном слое
Структурная характеристика Сп для свободной атмосферы
Соотношение между структурной характеристикой и дисперсией флуктуации показателя преломления
Некоторые полезные математические формулы
Функция Куммера
Конфлюентная гипергеометрическая функция
Другие интегралы
Литература
Предметный указатель
Двухтомная монография А. Исимару представляет собой подробное и полное введение в статистическую теорию распространения волн — один из важнейших разделов современной оптики, радиофизики, акустики.
В книге рассматриваются все основные понятия теории распространения и рассеяния волн в случайно-неоднородных средах, подробно анализируются все наиболее полезные с точки зрения приложений теоретические методы и детально описываются эффекты, возникающие при распространении электромагнитных и акустических волн в случайно-неоднородных средах и при рассеянии на шероховатых поверхностях.
Оглавление:
Теория многократного рассеяния
Теория многократного рассеяния волн на облаке неподвижных и движущихся рассеиватслей и ее связь с теорией переноса
Процессы многократного рассеяния, учитываемые теорией Тверского
Статистическое усреднение для дискретных рассеивателей
Интегральное уравнение Фолди — Тверского для когерентного поля
Интегральное уравнение Тверского для корреляционной функции
Когерентное поле
Падение плоской волны на слой, содержащий рассеиватели, — «полная интенсивность»
Связь между теорией многократного рассеяния и теорией переноса
Приближенные интегральные и дифференциальные уравнения для корреляционной функции
Основные уравнения для движущихся частиц
Флуктуации, обусловленные распределением по размерам
Пример процесса рассеяния по Тверскому для N = 3
Оценка многократного интеграла I с помощью метода стационарной фазы
Оптическая теорема
Теория многократного рассеяния волн и распространение импульсов в облаке случайных рассеивателей
Основные уравнения для случая движущихся расеивателей
Функция взаимной когерентности, угловой спектр и частотный спектр в малоугловом приближении
Случай плоской падающей волны
Ограничения на разрешение изображения, налагаемые случайно распределенными рассеивателями
Выходной сигнал приемника при наличии случайно распределенных рассеивателей
Сферическая волна в облаке случайно распределенных частиц
Обратное рассеяние от случайно распределенных рассеивателей
Распространение импульсов в облаке случайно распределенных рассеивателей
Интегральные и дифференциальные уравнения для двухча-стотной функции взаимной когерентности
Двухчастотная функция взаимной когерентности для случая плоской волны
Распространение плоской импульсной волны в случае слабых флуктуации
Распространение плоской импульсной волны в случае сильных флуктуации
Волны в случайной сплошной среде и турбулентность
Рассеяние волн в случайной сплошной среде и турбулентные среды
Приближение однократного рассеивания и принимаемая мощность
Сечение рассеяния единицы объема стационарной случайной среды
Формула Букера—Гордона
Гауссова модель и колмогоровский спектр
Анизотропная случайная среда
Временные флуктуации рассеянных полей, обусловленные изменением во времени свойств случайной среды
Сильные флуктуации
Рассеяние импульса случайной средой
Сечение рассеяния единицы объема в акустическом случае
Уравнение для узкого пучка
Распространение плоской волны в случайной среде в пределах прямой видимости — случай слабых флуктуации
Уравнения Максвелла для флуктуирующей среды
Борцовское приближение и приближение Рытова
Флуктуации уровня и фазы
Случай плоской волны
Прямой и спектральный методы
Спектральные представления флуктуации амплитуды и фазы
Корреляционные функции амплитуды и фазы
Структурные функции амплитуды и фазы
Спектральные и пространственные фильтрующие функции
Статистически однородные случайные среды и спектральная фильтрующая функция
Область применимости геометрической оптики
Общие свойства флуктуации волн в статистически однородной случайной среде
Сатистически однородная случайная среда с гауссовой функцией корреляции
Однородная и локально однородная турбулентность
Статистически неоднородная случайная среда с гауссовой функцией корреляции и пространственная фильтрующая функция
Вариации интенсивности турбулентности вдоль трассы распространения
Пределы применимости теории слабых флуктуации
Другие задачи
Распространение сферической волны и волнового пучка в турбулентной среде в пределах прямой видимости — случай слабых флуктуации
Приближение Рытова для сферической волны
Дисперсия для колмогоровского спектра
Корреляционные и структурные функции для колмогоровского спектра
Волновой пучок
Дисперсия для волнового пучка и применимость приближения Рытова
Дистанционное зондирование атмосфер планет
Некоторые близкие задачи
Временная корреляция и частотные спектры флуктуации волн в случайной среде и влияние статистической неоднородности случайной среды
Частотные спектры плоской волны
Случай, когда средняя скорость является чисто поперечной, а флуктуации скорости пренебрежимо малы
Частотные спектры с учетом средней и флуктуационной скоростей ветра
Частотные спектры сферической волны
Двухчастотная корреляционная функция
Пересекающиеся пучки
Флуктуации волн в статистически неоднородной случайной среде
Флуктуации волн в локализованной плавно неоднородной случайной среде
Сильные флуктуации
Параболическое уравнение
Модель флуктуации показателя преломления
Уравнение для среднего поля и его общее решение
Параболическое уравнение для функции взаимной когерентности
Решения уравнения для функции взаимной когерентности
Примеры функций взаимной когерентности
Функция взаимной когерентности в турбулентной среде
Частотные спектры
Частотная корреляция
Двухчастотная функция взаимной когерентности плоской волны
Форма импульса
Угловой и частотный спектры
Моменты четвертного порядка
Приближение тонкого экрана
Решение в приближении фазового экрана
Приближение фазового экрана для сферических волн
Случай протяженных источников
Протяженная среда
Распространение оптического излучения в турбулентной среде
Модуляционная передаточная функция случайной среды
Адаптивная оптика
Рассеяние на шероховатой поверхности и дистанционное зондирование
Рассеяние на шероховатой поверхности
Принимаемая мощность и сечение рассеяния единичной площадки шероховатой поверхности
Первое приближение метода малых возмущений (горизонтальная поляризация падающей волны)
Сечение рассеяния единичной площадки в первом приближении метода малых возмущений
Статистическое описание шероховатой поверхности
Бистатическое сечение рассеяния шероховатой поверхности
Влияние нестационарности шероховатой поверхности
Спектры океанических волн
Некоторые другие задачи
Приближение Кирхгофа: рассеяние звуковых волн на шероховатой поверхности
Когерентное поле в приближении Кирхгофа
Сечение рассеяния единичной площадки шероховатой поверхности
Распределение вероятности рассеянного поля
Дистанционное зондирование и методы обращения
Дистанционное зондирование тропосферы
Дистанционное зондирование структурной характеристики, усредненной вдоль трассы
Дистанционное зондирование скорости ветра, усредненной вдоль трассы
Дистанционное зондирование профиля структурной характеристики и некорректно поставленная задача
Обратная задача
Метод сглаживания (регуляризации)
Статистический метод обращения
Метод обращения Бакуса—Гильберта
Дистанционное зондирование геофизических объектов
Спектральное представление случайных функций
Комплексные стационарные случайные функции
Вещественные стационарные случайные функции
Однородные комплексные случайные функции
Однородные и изотропные случайные функции
Однородные вещественные случайные функции
Стационарные и однородные случайные функции
Гипотеза замороженности
Структурные функции
Структурная функция и случайные процессы со стационарными приращениями
Спектральное представление структурной функции
Локально однородные и изотропные случайные функции
Колмогоровский спектр
Турбулентность и флуктуации показателя преломления
Ламинарное течение и турбулентность
Развитая турбулентность
Скалярные величины, сохраняющие свое значение в турбулентной атмосфере, а также в нейтральной, стабильной и нестабильной атмосферах
Флуктуации показателя преломления
Структурные функции консервативных примесей и флуктуации показателя преломления
Скорость диссипации энергии е и энергетический баланс в атмосферной турбулентности
Скорость диссипации флуктуации
Расчет структурной характеристики
Приграничный слой, свободная атмосфера, крупно- и мелкомасштабная турбулентность
Структурная характеристика показателя преломления в приграничном слое
Структурная характеристика Сп для свободной атмосферы
Соотношение между структурной характеристикой и дисперсией флуктуации показателя преломления
Некоторые полезные математические формулы
Функция Куммера
Конфлюентная гипергеометрическая функция
Другие интегралы
Литература
Предметный указатель