Зашто Френела зона

Фреснел зоне - су области у којима површина звучних или светлосних таласа да обављају прорачуне звучних дифракције резултата или светлости. Ова метода је први пут примењен у 1815 О.Френел.

istorijski подаци

Августин-Жан Френел (10.06.1788-14.07.1827) - француски физичар. Он је посветио свој живот проучавању својстава физичких оптике. Он је такође 1811. под утицајем Е. малус почео самостално да учиш физику, убрзо је постао заинтересован за експериментална истраживања у области оптике. У 1814, "поново открио" принцип мешања, а у 1816. додао познати принцип Хуигенс, који је увео концепт кохерентности и мешања елементарних таласа. У 1818., ослањајући се на обављеном послу, он је развио теорију светлости дифракција. Он је увео праксу с обзиром на дифракција од ивице, као и кружни отвор. Врше експерименти, сада класике, са биприсм и бизеркалами светлости сметњи. У 1821. је доказао чињеницу попречном природе светлосних таласа, 1823. отворио је кружна и елиптични поларизација. Он је објаснио на основу таласа репрезентација хроматски поларизације, као и ротација равни поларизације светлости и бирефрингенције. У 1823. је основао законе преламања и рефлексије светлости на фиксном равну површину између два медија. Уз Јунг сматра творац таласа оптике. Да ли је проналазач неколико интерференције уређаја, као што су огледала или Фреснел биприсм Фреснелови. Он сматра оснивачем фундаментално новог начина светионика осветљења.

Мало теорије

Одредити ФРЕСНЕЛ дифракција могуће за рупу од било ког облика и углавном без њега. Међутим, са становишта изводљивости је најбоље да га третирају у кружног облика рупа. У том случају, извор светлости и тачка посматрања мора да буде на линији која је управна на раван екрана и пролази кроз центар рупе. У ствари, у Фреснел зони може сломити било коју површину кроз који светлосне таласе. На пример, екуипхасе површине. Међутим, у овом случају то ће бити згодно да се пробије пљоснати зоне рупу. За ово сматрамо елементарне оптичке проблеме, што ће нам омогућити да се утврди не само радијус првог Фреснел зоне, али и праћење са случајних бројева.

Задатак одређивања величине прстенова

Да почну да замислите да је површина равног рупе између светлосног извора (тачка Ц) и посматрача (тачка Х). То је нормална на линији ЦХ. ЦХ сегмент пролази кроз округле рупе центра (тачка О). Пошто је наш циљ је оса симетрије, Френела зона ће бити у облику прстена. Одлука ће се свести на одређивање радијуса ових кругова са произвољним бројем (м). Максимална вредност се назива полупречник зоне. Да би се решио овај проблем, неопходно је урадити додатне градње, наиме: изабрати било које тачке (а) у равни отвора и повежите га правој линији сегмената из тачке посматрања и извора светлости. Резултат је троугао Сан. Онда можете успети тако да светлост талас стиже до посматрача дуж путање САН, прође дужи пут него онај који ће се на стазу ЦХ. То значи да је разлика пут ЦА + АН-ЦХ дефинише разлика између таласа фазе преносе из секундарних извора (А и Д) на осматрачници. Од ове вредности зависи резултанта интерференције таласе са положаја посматрача, а тиме интензитета светлости у том тренутку.

Обрачун првог полупречника

Ми смо установили да ли је разлика пут је једнак половини таласне дужине светлости (λ / 2), светлост која долази до посматрача у противфази. Може се закључити да ли ће разлика пут бити мања од λ / 2, светло ће се у истој фази. Овај услов ЦА + АН-СН≤ λ / 2, по дефиницији, је услов да тачка А се налази у првом прстену, тј то је први Фреснел зона. У овом случају, граница разлике круга стазе једнака половини таласне дужине светлости. Стога ова једначина за одређивање радијуса првој зони, означен П _1. Када је та разлика пут одговара λ / 2, биће једнака сегменту ОА. У том случају, уколико растојања прелази знатно ЦО пречника рупа (обично сматран такви облици), размислувавата геометријских полупречнику првој зони је дефинисан следећом формулом: П ₁ = √ (λ * ЦО + ОХ) / (ЦО + ОХ).

Обрачун радијусу од Фреснел зоне

Формула за одређивање вредности радијуса накнадних прстенова идентични дискутовано горе, само додат у бројиоцу жељеног броја зоне. У том случају једнакости различитости патх постаје: ЦА + АН-СН≤ м * λ / 2 или ЦА + АХ-ЦО-ОН≤ м * λ / 2. Из тога следи да полупречник жељено подручје са бројем "м" дефинише следећу формулу: П _м = √ (м * λ * ЦО + ОХ) / (ЦО + ОХ) = ₁ П √м

Сумирајући међурезултате

Може се приметити да за кидање зону - раздвајање секундарног извора светлости до напајања који има исту област као _м н = π * Р ² _м - π * Р ² _м-1 = π * ₁ П ² = П _1. Лигхт фром суседне Фреснел зоне долази супротне фазе, јер разлика путања суседних прстенова по дефиницији бити једнака половини таласне дужине светлости. Генерализације овај резултат, можемо закључити да је разбијање рупе на круговима (тако да светлост из суседних достигне посматрача са фиксном фазне разлике) би значило кршење прстен на истом подручју. Ова тврдња је лако доказати уз помоћ проблема.

Фреснел зона за равни вал

Размотрите бреакдовн отварање простора у тањим прстенова једнаког подручја. Ови кругови су секундарни извори светлости. Амплитуда светлосног таласа повратку из сваког прстена до посматрача, приближно исти. Поред тога, разлика фаза из суседне опсега у тачки Х је такође исти. У том случају, комплексне амплитуде на посматрача када се додају у једној комплексној равни чине дио круга - лука. Укупна амплитуда исти - акорд. Сада узмите у обзир како промена образац суммированиа амплитуде у случају промене радијуса рупе, а одржавање друге параметре проблема. У том случају, ако је рупа отвори само једну зону за посматрача, образац додајући део је обезбеђен кружно. Амплитуда последњег прстена ротира под углом Ш односу на централни део, тј. К. Разлика Пут првој зони, по дефиницији, једнак λ / 2. Овај угао ће бити π значи амплитуда ће бити пола струка. У овом случају, износ ових вредности на осматрачници нула - зеро ленгтх акорд. Ако ће бити отворена три прстена, онда слика ће представљати полукруг и тако даље. Амплитуда у тачки посматрача у парним бројем прстенова је нула. И у случају када се користи непаран број кругова, биће једнака максималној вредности и дужине пречника у комплексној равни адиционих амплитуда. Наведени циљеви су потпуно отворени метод Фреснел зоне.

Укратко о одређеним случајевима

Размислите ретке услове. Понекад, да се реши проблем државе које користе фракцијску број Фреснел зоне. У овом случају, испод пола прстена оствари четврт круг шаблон, који ће одговарати половини подручју прве зоне. Слично израчуната другу фракцијску вредност. Понекад је стање указује на то да одређени разломачки број прстенова затворен и толико отворен. У таквом случају, укупна амплитуда поља вектора налази као разлика амплитуда на два задатка. Када су отворене све зоне, онда нема препрека на путу од светлосних таласа, слика ће изгледати као спирала. Испоставило се, јер када се отвори велики број прстенова треба узети у обзир зависност емисије извор светлости до посматрача тачке и правца секундарног извора. Ми смо установили да је светлост из зоне са већим бројем има малу амплитуду. Центар добија спирала је у средњем обиму првог и другог прстена. Због тога, поље амплитуда у случају када сви видљиви област је мање од два пута у односу на отвореном једном првом диску, а интензитет се разликује од четири пута.

Фреснел дифракција светлости

Хајде да погледамо шта се подразумева под овим појмом. Назива Френела дифракција услов, када кроз отвор се отвара неколико области. Ако ћемо отворити много прстенова, онда је ова опција може да се игнорише, да се врше у приближавању геометријске оптике. У случају када је отворен преко рупа за посматрача суштински мање од једне зоне, ово стање се зове Фраунхофер дифракција. Он се сматра испуњеним ако је извор светлости и тачка посматрача су на довољној удаљености од рупе.

Поређење објектива зоне плоче и

Ако затворите све парне или непарне Фреснел зону, док на посматрача је светлост талас са већом амплитудом. Сваки прстен комплексној равни даје полукруг. Дакле, ако остављена отворена непарне зоне, онда је укупан ће само спирално половине круговима, који доприносе укупној амплитуде "одоздо на горе". Сметња на путу светлосног таласа, у којима је само једна врста отворених прстенова, званом зоне плате. Интензитет светлости на посматрача више пута прелази интензитет светлости на тањир. То је због чињенице да је светлост талас сваког отвореног прстена је обележена на посматрача у истој фази.

Слична ситуација се посматра са фокусирање светлост са објективом. Она, за разлику од таблица, без прстена нису затворена, и помера светлост у фази Ш * (+ 2 π * м) из кругова који је угашен зоне тањир. Као резултат тога, амплитуда светлосног таласа је удвостручен. Штавише, објектив елиминише тзв реципрочне фазе померања које су унутар једне прстена. Она проширује комплексној равни половине обима за сваку зону праволинијски сегмент. Као резултат тога, амплитуда повећава од Ш а, а цео комплекс сочива авион спиралне одвијају у правој линији.