Fresneli tsooni - on valdkonnad, millesse pinnale heli või valguse lained arvutamiseks tulemusi difraktsioon heli või valguse.See meetod kohaldati esmakordselt aastal 1815 O.Frenel.
Background
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - prantsuse füüsik.Ta pühendas oma elu omaduste uurimine füüsikaliste optika.Ta oli 1811. mõjul E. Malus hakkas õppima füüsika oma, sai peagi huvitatud eksperimentide valdkonnas optika.1814. aastal "taasavastatud" põhimõtte häireid ja 1816 lisati tuntud põhimõte Huygens, mis tutvustas idee sidusust ja häireid elementaarsete lained.1818. aastal, tuginedes tööd, ta arendas teooria valguse difraktsiooni.Ta tutvustas tava arvestades difraktsioon äärest, samuti ümmargune auk.Ma katsetuste läbiviimiseks, nüüd klassikat, topelt prisma ja bizerkalami valguse interferentsi.Aastal 1821 ta tõestas asjaolu, et põiki looduse valguse lained, 1823 avati ümmarguse ja elliptilise polarisatsiooni.Ta selgitas põhjal laine mõisted kromaatilise polarisatsiooni, samuti pöörlemist valguse polarisatsiooni ja birefringence.1823. aastal asutas ta seaduste murdumise ja peegeldumise valguse kindla tasasele pinnale kahe meedia.Koos Jung pidas looja laine optika.Ta on leiutaja rea interferentsseadmed nagu peegel või Fresneli biprisma jms Fresneli.Leitakse asutaja täiesti uus viis tuletorni valgustamiseks.
vähe teooria
Nimetage Fresneli difraktsioon võib olla nii auk mis tahes kuju ja üldse mitte.Aga nii praktiline otstarbekus on kõige paremini näha avamisel tema ümar kuju.Selles valgusallika ja vaatluspunkti peab olema sirge, mis on risti ekraani ja läbib auk.Tegelikult Fresneli tsooni võib murda mingit pinda, mille kaudu valguslaineid.Näiteks pinnad võrdse faasis.Kuid sel juhul on see lihtsam murda auk lame ala.Selleks vaatleme elementaarne optilise probleeme, mis võimaldab meil kindlaks teha, mitte ainult raadiuses esimene Fresneli tsooni, kuid ka järelkontrolli suvalise arvu.
ülesanne suuruse rõngad
alustamiseks ette kujutada, milline pind tasapinnaline augud asuvad valgusallika (punkt C) ning vaatleja (punkt H).See on risti rida HF.CH segment läbib keskel ümmargune auk (punkt A).Kuna meie eesmärgiks on sümmeetriatelg, Fresneli tsooni saab vormis rõngastega.Otsus võetakse ainult määramiseks ringi raadius suvalise arvu (m).Maksimaalne väärtus nimetatakse raadiuse tsooni.Probleemi lahendamiseks on vaja teha täiendavaid ehitus, nimelt: vali suvalise punkti (A) tasapinnal avamise ja ühendage selle sirge segmenti vaatluspunkti ja valgusallikas.Tulemuseks on kolmnurk SAN.Siis saad teha seda nii, et valgus lained tulevad vaatleja teed SAN läbida pikema tee kui üks, mis läheb teele CH.See tähendab, et tee vahet CA + AN-CH määrab vahe laine faas, mis toimus teisestest allikatest (A ja D) vaatluspunktile.Siit väärtus sõltub sellest tulenev sekkumine laineid vaatleja asukohast, mistõttu valguse intensiivsust sel hetkel.
Arvuta raadiusega
Selgub, et kui teed vahet on võrdne poolega valguse lainepikkus (λ / 2), siis süttib vaatleja opositsioonis.Sellest võib järeldada, et kui tee vahe on väiksem kui λ / 2, siis väikesed saabub sünfaasselt.See tingimus CA + AN-SN≤ λ / 2 on definitsiooni järgi tingimusel, et punktist A on esimene ring, mis on, see on esimene Fresneli tsooni.Sel juhul, piirjoon ringist teepikkuse vahe on võrdne poolega valguse lainepikkus.Nii see võrrand määramiseks raadiusega esimese tsooni, mida me tähistagu P1.Kui teepikkuse vahe vastab X / 2, siis on see võrdne segment OA.Sellisel juhul, kui kaugus SO ületab kaugelt ava läbimõõt (see on tavaliselt peetakse selliseid võimalusi), alates geomeetriliste kaalutlustest raadiusega esimese tsooni määratakse järgmise valemi abil: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).
arvutamine Fresneli tsooni raadiusega
valem määramise tulevikus väärtuste vahede rõngad identsed eespool mainitud, vaid lugeja lisatakse arv soovitud tsooni.Sel juhul võrdse tee vahet saab: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 või CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.Sellest järeldub, et raadiuses soovitud ala number "m" järgmise valemiga: PM = √ (m * λ * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m
Kokkuvõtteks vahetulemused
võib märkida, et breakingvaldkonnas - jaotus teisese valgusallikas allikate millel on sama ala Pm = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Valguse naaberalasid on vastupidises faasis, kui tee vahet naabruses ring määratluse võrdne poolega valguse lainepikkus.Üldistades selle tulemusena võime järeldada, et purustamine aukude ringid (nii, et valgus naaberriikide jõuab vaatleja püsifaasis vahe) tähendaks murda ring samal alal.See väide on lihtsalt tõestanud abiga ülesanne.
Fresneli tsoon jaoks tasalaine
Mõtle jaotus ruudu augud õhuke ring võrdse pindala.Need ringid on teisejärguline valgusallikad.Amplituud valguse laine, mis tuli välja iga ring vaatleja umbes sama.Lisaks faaside erinevuse külgneva illustreeriv kohas H on ka samad.Sel juhul on keeruline amplituudi hetkel, lisades vaatleja ühe keeruline lennuk kujul ringi osas - kaar.Kogu amplituud sama - akord.Vaadake siis, kui muutuvate muster liidetakse kompleksi amplituudide puhul muutus avamise hoides muid parameetreid probleem.Sellisel juhul, kui auk avaneb vaataja ainult ühe tsooni, tuleb pilt esitatakse lisaks osa ümbermõõt.Amplituud viimase keeramisel nurga π võrreldes keskmist osa, st. K. Jalg erinevust esimese tsooni määratluse järgi võrdne X / 2.See nurk π tähendab, et amplituud on pool ringi.Sel juhul on nende väärtuste summa on vaatluspunkti on null - null akordi pikkus.Kui te avab kolm rõngast, pilt esitab pool ringi, ja nii edasi.Amplituud on vaatleja paarisarv rõngad on null.Ja juhul kui paaritu arv rattad kasutatakse, siis on see võrdne maksimaalse väärtuse pikkus ja diameeter kompleksi tasapinna lisades amplituudid.Ülaltoodud eesmärkide täielik avalikustab meetodi Fresneli tsooni.
Brief umbes erijuhtudel
Mõtle harva tingimused.Mõnikord ülesanne on märgitud, et kasutada murdarv Fresneli tsooni.Sel juhul pool tsükli mõista kvartalis ringi struktuuris, mis kestab vastab poolele area esimese tsooni.Samamoodi arvutatakse muid osaväärtust.Mõnikord tingimus viitab sellele, et teatud murdarv rõngad on suletud, ja nii palju avatud.Sel juhul moodustas amplituud valdkonnas on vektorina vahe amplituudid kaks ülesannet.Kui kõik tsoonid on avatud, siis ei ole takistus valguse lained, pilt on kujul spiraal.Selgub, sest kui avate suur hulk rõngad kaaluda sõltuvust eraldunud teisese valgusallikas punktini vaatleja ja suunas teisene allikas.Me leiame, et valguse ala, kus suur hulk on väike amplituud.Center mähis on saadud keskelt ümbermõõdust esimese ja teise rõngastega.Seetõttu valdkonnas amplituudi Juhul kui kogu nähtava piirkonna on vähem kui pool kui esimene kui avatud ringi ja intensiivsus erineb neli korda.
Fresneli difraktsioon valguse
Vaatame, mida tähendab mõiste.Fresneli difraktsioon seisundit nimetatakse kui auk on avatud läbi mitme tsooni.Kui te avab palju rõngad, siis saab seda võtit eiratakse, mis on avaldanud ka lähenemine geomeetriline optika.Juhul kui läbivavas avatakse vaatleja oluliselt väiksemad kui ühes tsoonis, see tingimus on edaspidi Fraunhoferi difraktsiooni.Teda peetakse täidetuks, kui valgusallika ja punkti vaatleja on piisavalt kaugel auk.
võrdleb ja tsooniplaadi läätsed
Kui sulged kõik kummaline või kõiki isegi Fresneli tsooni, samal ajal kui vaatleja süttib laine suurema amplituudiga.Iga ring annab keerulisi lennuk pool ringi.Nii avatuna veider tsoone, siis kokku on ainult pool spiraal ringi, et aidata kaasa üldise amplituud "alt-üles".Takistuse teele valgust laine, kus on ainult üht tüüpi avatud rõngad, mida nimetatakse tsooni plaat.Valguse intensiivsust juures vaatleja kaaluvad üles valguse intensiivsus plaadi.See on tingitud asjaolust, et valgus laine iga avatud tsükkel jätab vaataja sünfaasselt.
Sarnane olukord on täheldatud keskendudes valguse objektiivi.See, et erinevalt plaat, no rõngad ei ole suletud, ja liigub valguse faasi π * (2 + π * m) kaugusel ringkondades, et suletud tsooni plaat.Selle tulemusena amplituudi valguse laine kahekordistatakse.Lisaks objektiivi elimineerib nn vastastikuse faasinihetega mis on ühes tsüklis.See laiendab keerukas lennuk pool ringi iga ala sirglõigu.Selle tulemusena amplituud suureneb π korda, ja kogu kompleksi lennuk spiraal objektiiv paljastama sirgjooneliselt.
