آزمایشگاه ۱: نخستین بررسی فراسطح

شناسهٔ موضوع: ms-02-scattering — پاسخ پارامتری و محدودیت مدل. شناسهٔ فعالیت الزاماً شمارهٔ فصل نیست.

همراهان: فصل ۱، شش مثال و دفترچهٔ اجراشده.

پرسش: آیا می‌توان فاز عبور را بدون بازتاب توان تغییر داد و چه فرض‌هایی آن را ممکن می‌کنند؟

پیش از خواندن نتایج، راهنمای مدل و هندسه را ببینید. جسم، ابعاد، موج فرودی، جهت ناوردایی یا تکرار و صفحه‌های مرجع را در شکل مشخص کنید.

الف. پیش‌بینی و کاوش¶

پیش از انتخاب حالت آماده، $R$، $T$ و معتبر بودن فاز عبور را پیش‌بینی کنید. بی‌پاسخ، صرفاً الکتریکی‌مانند، متوازن و نامیزان را مقایسه کنید. فرکانس را از تشدید دور و دو شدت را تغییر دهید.

بازکردن آزمایشگاه در زبانهٔ تازه

مرجع دارای امپدانس بیرونی برابر، تابش عمودی، یک قطبش، فقط بازتاب و عبور آینه‌ای و دو صفحهٔ ضریب منطبق بر ورقهٔ ایده‌آل است. شدت کانال‌ها پارامترهای مؤثر بی‌بُعدند. در دامنهٔ عبور صفر، فاز تعریف‌نشده گزارش می‌شود.

تحویلی: پیش‌بینی و مشاهده برای چهار حالت، یک حالت دلخواه با شدت نابرابر و ثبت نوشتاری پارامتر و پاسخ. توضیح دهید چرا تطبیق متوازن کامل در کل جاروب، فرض تحمیلی است و نه قطعهٔ فیزیکی پهن‌باند تأییدشده.

ب. اجرا و کنترل دفترچه¶

وضعیت: مرجع تحلیلی اجراشده موجود است. منبع کامل: chapter-01-foundations.zip. پیش از باز کردن دفترچه، ZIP را کامل استخراج و پوشه‌های simulations/، data/ و notebooks/ را حفظ کنید. محیط مشترک را ببینید.

فایل‌های مستقل: دفترچهٔ فصل ۱: نخستین مدل فراسطح، intro_sheet.py، sheet-response.json، sheet-response.csv و validation.json.

ورودی‌ها¶

NumPy و Matplotlib روی CPU اجرا می‌شوند؛ GPU، حل‌گر تجاری یا دادهٔ شبکه لازم نیست. requirements-labs.txt فصل‌های بعدی را هم پشتیبانی می‌کند. برای پاسخ تک‌فرکانس CUSTOM را ویرایش کنید؛ PRESETS جداگانه چهار مقایسهٔ طیفی را تعریف می‌کند و تغییر آن باید عمدی باشد.

روش کار¶

1. روشن‌سازی و دو درگاه را رسم و قرارداد زمانی و صفحهٔ مرجع را بیان کنید.

2. پیش از اجرا، حد شفاف، صرفاً الکتریکی و متوازن در تشدید را استخراج کنید.

3. هسته را از نو آغاز و همهٔ سلول‌ها را اجرا کنید؛ ضرایب مختلط، توان و فاز تعریف‌نشده را بررسی کنید.

4. چهار حالت را در جاروب فرکانس، با فاز کنار دامنه یا توان مقایسه کنید.

5. جمع بردارهای کانال را بررسی و توضیح دهید چرا گشتاور دوقطبی استخراج‌شده نیستند.

6. دو پهنای فاز طیفی و تأخیر گروهی را مقایسه و واحد و مشتق عددی را کنترل کنید.

7. $R+T$ و شرط قوی‌تر $S^\dagger S=I$ را بررسی و دامنهٔ ادعای هر کنترل را توضیح دهید.

8. خروجی دفترچه و CSV/JSON را ذخیره و هنگام ویرایش، نسخهٔ مدل و منبع و فرض‌ها را حفظ کنید.

از ریشهٔ مخزن یا بستهٔ استخراج‌شده، کنترل مستقل را اجرا کنید:

python scripts/validate_chapter01.py

پذیرش¶

این‌ها کنترل سازگاری تحلیلی‌اند؛ همگرایی مش یا هارمونیک، مقایسهٔ تمام‌موج یا اعتبارسنجی تجربی نیستند.

تحویلی: دفترچهٔ اجراشده، جدول پیش‌بینی، سه شکل، پارامتر دلخواه، فایل پاسخ، گزارش کنترل و محدودیت مدل. تکلیف کامل در خودآزمایی و پروژه و برگهٔ قابل‌ویرایش chapter-01-report-template.md آمده است. مقایسهٔ راهنمای مثال‌ها از دادهٔ ذخیره‌شدهٔ فصل ۳ استفاده می‌کند و اجرای تمام‌موج تازه‌ای به این دفترچه اضافه نمی‌کند.

ج. ارتباط با محاسبهٔ فیزیکی¶

وضعیت: فعالیت خواندن و مقایسه با آزمایشگاه سلول واحد فصل ۳ و سنتز فصل ۵ که قبلاً اجرا شده‌اند. از پارامتر ورقهٔ مقدماتی، هندسهٔ تازه استنتاج نمی‌شود.

یک پاسخ ریج تمام‌موج انتخاب کنید. عرض، ارتفاع، گام، ماده، طول موج، قطبش، محیط بیرونی، صفحات فاز، کانال خروجی و شاهد همگرایی را ثبت و با ورقهٔ ایده‌آل مقایسه کنید. چرا تغییر شدت انتزاعی کانال بدون مطالعهٔ نگاشت یا بازیابی، انتخاب عرض ریج نیست؟

سپس ابرسلول یکسان و متغیر فصل ۵ را ببینید. کانال مجاز می‌تواند دامنهٔ صفر داشته باشد و پیش‌بینی موضعی با نتیجهٔ جمعی تمام‌موج اختلاف داشته باشد. فرض‌هایی را که مدل دو‌درگاهی مقدماتی نمایش نمی‌دهد بیان کنید.

تحویلی: مقایسهٔ یک‌صفحه‌ای شواهد ورقهٔ تحلیلی، سلول تکراری و ابرسلول، همراه یک پرسش بعدی قابل‌آزمون.

د. طرح اندازه‌گیری یا بازیابی¶

وضعیت: طرح پیشنهادی؛ اندازه‌گیری یا بازیابی هندسه به ورقه در این فصل انجام نشده است.

ساختار و روشن‌سازی مشخص انتخاب کنید. کالیبراسیون، صفحات مرجع، توان ورودی، کانال‌های زاویه‌ای و قطبشی جمع‌آوری و بازتاب و عبور، دهانه و عدم‌قطعیت را تعریف کنید. برای ادعای فاز از اندازه‌گیری میدان مختلط یا پارامتر پراکندگی مناسب استفاده کنید. فقط پس از کنترل شرایط، مدل کاهش‌یافتهٔ صریح را برازش و مجموعهٔ مستقل یا روشن‌سازی دیگری را برای اعتبارسنجی نگه دارید.

تحویلی: مشخصات مدل و اندازه‌گیری، برنامهٔ بهنجارسازی و عدم‌قطعیت، شناسایی‌پذیری پارامتر و کنترل مستقل. پیش از حساب کانال‌های خروجی و محدودیت جمع‌آوری، توان جمع‌آوری‌نشده را جذب ننامید.

مشارکت خود را به اشتراک بگذارید¶

مسیر مشارکت را دنبال کنید: منبع ویرایش‌پذیر، مرجع، محیط، شکل و داده و وضعیت اجرا را بیاورید. پس از ذخیرهٔ اجرا و کنترل، python scripts/export_chapter01.py شکل، مرورگر و بستهٔ منبع را بازمی‌سازد. ساخت سایت نتایج ذخیره‌شده را نمایش می‌دهد و آزمایش اجرا نمی‌کند.