Решетка

Решетка — это любая регулярно расположенная совокупность по существу одинаковых, параллельных , вытянутых элементов. Решетки обычно состоят из одного набора удлиненных элементов, но могут состоять из двух наборов, и в этом случае второй набор обычно перпендикулярен первому (как показано на рисунке). ^[1] Когда два набора перпендикулярны, это также называется сеткой (как в сетке бумаги ) или сеткой .

В качестве фильтров

Решетка, закрывающая слив (как показано на рисунке), может представлять собой набор железных стержней (идентичных удлиненных элементов), скрепленных вместе (чтобы стержни были параллельны и равномерно расположены) более легкой железной рамой. Решетки над стоками и вентиляционными отверстиями используются в качестве фильтров , чтобы блокировать движение крупных твердых тел (например, людей) и обеспечивать движение жидкостей. Регистр отопления — это тип решетки, используемой в системах , вентиляции и кондиционирования воздуха , которая пропускает воздух, останавливая при этом твердые предметы.

Решетка - сливная крышка, древнеримская архитектура в Виндобоне , Австрия .
Канализационная решетка ( крышка люка ), по которой можно ездить, несмотря на прохождение воды
Решетка для дерева , по которой можно ходить, несмотря на то, что сквозь нее проходит вода

В качестве настила

Решетки также могут состоять из панелей , которые часто используются для настилов мостов подиумов , пешеходных и мостов . Решетка может быть изготовлена из таких материалов, как сталь , алюминий , стекловолокно . Решетка из стекловолокна также известна как решетка FRP . Они используются для оптимизации жесткости на изгиб при минимизации веса.

Крупным планом вид противоскользящей решетки
Мост, показывающий поверхность движения палубной решетки
Решетки дорожек на электростанции

Оптическая решетка

Наложенные прозрачные решетки, создающие муаровый узор.

Графики синусоидального , квадратного , треугольного и пилообразного профилей.

В качестве оптических элементов оптические решетки представляют собой изображения, имеющие характерный рисунок из чередующихся параллельных линий. Линии чередуются между высоким и низким коэффициентом отражения (черно-белые решетки) или высоким и низким коэффициентом пропускания (прозрачно-непрозрачные решетки). Профиль решетки является функцией коэффициента отражения или пропускания, перпендикулярного линиям. Эта функция обычно представляет собой прямоугольную волну , поскольку каждый переход между строками является резким.

Решетка может определяться шестью параметрами:

Пространственная частота — это количество циклов, занимающих определенное расстояние (например, 10 пар линий на миллиметр). Период решетки является обратной величиной пространственной частоты, измеренной на расстоянии (например, 0,1 мм).
Рабочий цикл — это относительная толщина верхних и нижних линий. Коэффициент заполнения — это отношение ширины нижней линии (черной или непрозрачной) к одному целому периоду решетки.
Профиль — это форма повторяющегося узора, который обычно представляет собой прямоугольную волну, но также может быть любым периодическим узором ( синусоидальная волна , треугольная волна , пилообразная волна и т. д.).
Контрастность — это мера разницы в яркости между верхними и нижними линиями решетки. Обычно это выражается контрастом Майкельсона : ^[2] разница между максимальной и минимальной яркостью делится на их сумму.
Ориентация — это угол, который образует решетка с некоторой базовой ориентацией (например, с осью Y на изображении или с другой решеткой). Обычно измеряется в градусах или радианах.
Фаза — это положение профиля решетки относительно некоторой исходной позиции. Обычно он измеряется в градусах (от 0 до 360 за один полный цикл) или в радианах (2π за один полный цикл). Например, две одинаковые прозрачные решетки с коэффициентом заполнения 50% и одинаковой ориентацией будут казаться полностью непрозрачными только в том случае, если относительная фаза равна π (180 градусов).

Решетки с синусоидальным профилем широко используются в для определения передаточных функций линз оптике . Линза будет формировать изображение синусоидальной решетки, которая по-прежнему будет синусоидальной, но с некоторым снижением ее контрастности в зависимости от пространственной частоты и, возможно, с некоторым изменением фазы. Раздел математики, занимающийся этой частью оптики, — это анализ Фурье , а связанный с ним раздел — оптика Фурье . Решетки также широко используются в исследованиях зрительного восприятия . Кэмпбелл и Робсон продвигали использование синусоидальных решеток, утверждая, что зрение человека выполняет анализ Фурье изображений на сетчатке. ^[3]

Дифракционные решетки

Решетка также может относиться к дифракционной решетке : отражающему или прозрачному оптическому компоненту, на котором имеется множество мелких, параллельных , равноотстоящих друг от друга канавок. Они рассеивают свет и являются одним из основных функциональных компонентов многих видов спектрометров , которые разлагают источник света на составляющие его компоненты длины волны.

См. также

Ссылки

Палмер, Кристофер, Справочник по дифракционным решеткам , 8-е издание, MKS Newport (2020). [2]

^ « [1] Архивировано 2 июля 2014 г. в Wayback Machine » от sanorient, Демонстрационный проект frp .
^ Майкельсон, А.А. (1891). О применении интерференционных методов к спектроскопическим измерениям. I. Философский журнал и журнал науки Лондона, Эдинбурга и Дублина, пятая серия, 31, 338–346 и табличка VII.
^ Кэмпбелл, Ф.В., и Робсон, Дж.Г. (1968). Применение анализа Фурье к видимости решеток. Журнал физиологии, 197, 551–566.

[1] « [1] Архивировано 2 июля 2014 г. в Wayback Machine » от sanorient, Демонстрационный проект frp .

[2] Майкельсон, А.А. (1891). О применении интерференционных методов к спектроскопическим измерениям. I. Философский журнал и журнал науки Лондона, Эдинбурга и Дублина, пятая серия, 31, 338–346 и табличка VII.

[3] Кэмпбелл, Ф.В., и Робсон, Дж.Г. (1968). Применение анализа Фурье к видимости решеток. Журнал физиологии, 197, 551–566.

[1]

[2]

[3]