Fresnel alueet - ovat alueita, joihin pinta äänen tai valoaaltojen laskemiseksi tulosten diffraktion äänitason tai valon.Tätä menetelmää käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1815 O.Frenel.
Taustaa
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - Ranskan fyysikko.Hän omisti elämänsä tutkimuksen ominaisuuksien fyysisen optiikka.Hänellä oli vuonna 1811 vaikutuksen alaisena E. Malus alkoi opiskella fysiikkaa omasta, pian kiinnostui kokeellisen tutkimuksen alalla optiikka.Vuonna 1814, "löysi" periaate häiriöitä, ja vuonna 1816 lisättiin tunnettu periaatteen Huygens, joka esitti ajatuksen johdonmukaisuutta ja häiriöitä alkeis aaltoja.Vuonna 1818 pohjalta työn, hän kehitti teorian diffraktion valon.Hän esitteli käytäntö huomioon diffraktion reunasta, sekä pyöreä reikä.Olen kokeita, nyt klassikoita, kaksinkertainen prisma ja bizerkalami valon häiriöitä.Vuonna 1821, hän osoitti tosiasia poikittainen luonne valonsäteet, vuonna 1823 avattu pyöreä ja elliptinen polarisaatio.Hän selitti perusteella aalto käsitteitä kromaattinen polarisaatio, sekä kierto polarisaatio valon ja birefringence.Vuonna 1823 hän perusti lakien taittumisen ja heijastamalla valoa kiinteään tasaiselle pinnalle kahden median.Yhdessä Jung pidetään luoja aalto optiikka.Hän on keksijä sarjan häiriöitä laitteiden, kuten peilin tai Fresnel biprism Fresnelin.Sitä pidetään perustaja pohjimmiltaan uusi tapa majakka valaistus.
Hieman teoriaa
Tunnista Fresnel diffraktio voi olla sekä reikä minkä muotoinen, ja ei ollenkaan.Mutta suhteen käytännön syihin parhaiten nähdään avajaisissa sen pyöreä muoto.Tässä valonlähteen ja havainto pisteen on oltava viiva, joka on kohtisuorassa näytön ja kulkee reiän keskelle.Itse asiassa Fresnel vyöhykkeen voi rikkoa pinnan, jonka läpi valonsäteet.Esimerkiksi pinnat yhtä vaihetta.Kuitenkin, tässä tapauksessa se on helpompi rikkoa reikä tasainen alue.Tätä pidämme alkeis optinen ongelmia, mikä antaa meille mahdollisuuden määrätä paitsi säteellä ensimmäisen Fresnel vyöhyke, mutta myös seurantaa ja mielivaltaisia numeroita.
tehtävänä koon renkaat
Aluksi kuvitella, mitä pinnan tasomaisen reikiä välissä valonlähteen (kohta C) ja tarkkailija (kohta H).Se on kohtisuorassa HF.CH segmentti kulkee keskustan pyöreä reikä (piste).Koska tavoitteemme on symmetria-akseli, Fresnel-alue tulee olemaan renkaiden muodossa.Päätös tulee rajoittua määrittämiseen ympyrän säde, jossa mielivaltainen määrä (m).Maksimiarvo kutsutaan säde vyöhykkeen.Ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen tehdä lisärakentamista, nimittäin: valitse mielivaltainen piste () tasossa aukon ja liitä sen suoran linjan segmenttien kanssa havainnon pisteen ja valonlähteen.Tuloksena on kolmio SAN.Sitten voit tehdä se niin, että valonsäteet tulevat tarkkailija tiellä SAN kulkevat pidemmän matkan kuin yksi, joka menee tiellä CH.Tämä merkitsee sitä, että polku ero CA + CH määrittää ero aalto vaihe, joka pidettiin toissijaisia lähteitä (ja D) havainto pisteeseen.Tästä arvosta riippuu tuloksena häiriötä aaltojen asennosta tarkkailijan, ja sen vuoksi valon intensiteetti tässä vaiheessa.
Laske ensimmäinen säde
Osoittautuu, että jos tie ero on puolet valon aallonpituus (λ / 2), niin valo tulee tarkkailijan opposition.Voidaan päätellä, että jos polku ero on alle λ / 2, niin valo saapuu samassa vaiheessa.Tämä ehto CA +-SN≤ λ / 2 on määritelmän edellyttäen, että piste on ensimmäinen rengas, että on, se on ensimmäinen Fresnel vyöhyke.Tässä tapauksessa raja ympyrä polku ero on puolet valon aallonpituus.Joten tämä yhtälö määrittää säde ensimmäisen vyöhykkeen, joka me ilmi P1.Jos polku ero vastaa λ / 2, se on yhtä suuri kuin segmentin OA.Tällöin jos etäisyys toistaiseksi ylittää reiän halkaisija (se pidetään yleensä tällaisia vaihtoehtoja), mistä geometrista tulkintaa säteellä ensimmäisen vyöhykkeen määritetään seuraavalla kaavalla: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).
laskeminen Fresnel-säde
kaava määrittämiseksi tulevia arvoja säteiden renkaiden identtinen edellä, vain osoittaja lisätään määrä halutun vyöhykkeen.Tässä tapauksessa tasa polun ero on: CA +-SN≤ m * λ / 2 tai CA +-CO-ON≤ m * λ / 2.Tästä seuraa, että säde on halutun alueen, jonka numero on "m" seuraavan kaavan mukaan: PM = √ (m * λ * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m
Yhteenveto alustavat tulokset
voidaan todeta, että rikkoutuminenalueella - jako toissijaisen valonlähteen lähteet, joilla on sama alue kuin Pm = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Valo viereisistä vyöhykkeiden vastakkaisessa vaiheessa kuin polku ero naapurimaiden rengas määritelmän on vastattava puolta valon aallonpituus.Yleistäen tähän tulokseen, voimme päätellä, että rikkoutuminen reikiä piireissä (siten, että valo naapurimaiden tulee tarkkailijalle kiinteä vaihe-ero) merkitsisi rikkomatta renkaan samalla alueella.Tämä väite on helppo todistaa avulla tehtävän.
Fresnel Zone tasoaallon
Harkitse erittely neliö reikiin ohut rengas yhtä alueella.Nämä ympyrät ovat toissijaisia valonlähteitä.Amplitudi valon aalto, joka tuli ulos kunkin renkaan tarkkailija suunnilleen sama.Lisäksi, vaihe-ero vierekkäisten välillä pisteessä H on myös sama.Tässä tapauksessa, kompleksi amplitudit pisteessä lisäämällä tarkkailija yhden kompleksitasossa ovat osa ympyrän - kaaren.Yhteensä amplitudi sama - sointu.Nyt harkita, miten muuttuminen yhteen kompleksin amplitudien tapauksessa muutos aukon säilyttäen muut parametrit ongelma.Tällöin jos reikä avautuu katsojalle vain yksi vyöhyke, kuva esitellään lisäksi kehän osaa.Amplitudi viimeinen rengas kierretään kulman π suhteessa keskeinen osa eli. K. polku ero ensimmäisen vyöhykkeen määritelmällisesti yhtä kuin λ / 2.Tämä kulma π tarkoittaa, että amplitudi on puolet ympyrän.Tässä tapauksessa summa nämä arvot havainto kohta on nolla - nolla sointu pituus.Jos avaat kolme rengasta, kuva esittää puoliympyrä, ja niin edelleen.Amplitudi tarkkailija parillinen määrä renkaita on nolla.Ja tapauksessa, jossa pariton määrä pyöriä käytetään, se on sama kuin maksimiarvo pituuden ja halkaisijan kompleksitason lisäämällä amplitudit.Edellä mainitut tavoitteet on täysin paljastaa menetelmän Fresnel alueilla.
Lyhyt noin erityistapauksissa
Harkitse harvinaisten sairauksien hoidossa.Joskus tehtävä todetaan, että käytetyn murtoluvun Fresnel alueilla.Tässä tapauksessa puoli rengas ymmärtää neljänneksellä ympyrä kuvio, joka vastaa puolta alueen ensimmäisen vyöhykkeen.Vastaavasti laskettuna muita murto arvo.Joskus ehto ehdottaa tiettyjen murto määrä soittoja on suljettu, ja niin paljon auki.Tässä tapauksessa, yhteensä amplitudi kenttä on vektorina ero amplitudit kaksi tehtävää.Kun kaikki alueet ovat auki, niin ei ole mitään estettä tiellä valonsäteet, kuvasta tulee muodossa kierre.On käynyt ilmi, koska kun avaat useita renkaita harkita riippuvuus lähettämän toissijaisen valonlähde pisteen tarkkailijan ja suunta toissijainen lähde.Huomaamme, että valoa, jossa on suuri määrä on pieni amplitudi.Keskusta kela vastaanotetaan keskellä kehän ensimmäisen ja toisen renkaat.Näin ollen, kenttä amplitudi tapauksessa, jossa kaikki näkyvä pinta-ala on alle puolet kuin ensimmäinen, kun avoin ympyrä, ja intensiteetti poikkeaa neljä kertaa.
Fresnel diffrak- valon
Katsotaan, mitä termi.Fresnel diffraktio tilaa kutsutaan kun reikä avataan useiden vyöhykkeiden.Jos avaa paljon renkaita, niin tämä vaihtoehto voidaan jättää huomiotta, että kohdistuu lähestyessä geometrinen optiikka.Tapauksessa, jossa läpi reikä avataan tarkkailija huomattavasti vähemmän kuin yhden vyöhykkeen, tämän ehdon kutsutaan Fraunhoferin diffraktio.Häntä pidetään täytetyksi, jos valonlähteen ja pisteen tarkkailijan on riittävän kaukana reiästä.
Vertaa ja vyöhyke levy linssit
Jos suljet kaikki pariton vai kaikki edes Fresnel vyöhyke, kun taas tarkkailija syttyy aalto enemmän amplitudi.Jokainen rengas antaa kompleksitason puoliympyrä.Joten jos se jätetään auki outoa alueet, sitten koko on vain puolet kierre piireissä, jotka edistävät yleistä amplitudi "alhaalta ylöspäin".Este valon aalto, jossa vain yhden tyyppinen auki renkaat, nimeltään vyöhyke levy.Valon intensiteetti tarkkailija suuremmat valon intensiteetti levy.Tämä johtuu siitä, että valo aalto kukin avoin rengas piti katsojan samassa vaiheessa.
samanlainen tilanne havaitaan keskittyy valoa linssi.Se, toisin kuin levy, ei renkaita ei ole suljettu, ja liikkuu valon vaiheessa mukaan π * (2 + π * m) päässä piireissä että suljettu vyöhyke levy.Sen seurauksena, amplitudi valon aalto on kaksinkertaistunut.Lisäksi linssi eliminoi ns vastavuoroinen vaihesiirrot jotka ovat yksi soitto.Se laajenee kompleksitasossa puoliympyrä kunkin vyöhykkeen jana.Tämän seurauksena amplitudi kasvaa π kertaa, ja koko monimutkainen kone kierre linssi paljastuu suorassa linjassa.
