Fresnel zónák - olyan területek, ahová a felszíni hang vagy fényhullámok számítástechnikai eredményeit diffrakciós hang vagy fény.Ezt a módszert először alkalmazzák 1815 O.Frenel.
Háttér
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - francia fizikus.Ő szentelte életét, hogy a tanulmány tulajdonságainak fizikai optika.Ő volt 1811-ben befolyása alatt E. Malus kezdett tanulni a fizika a saját, hamarosan érdekelt kísérleti kutatásokat az optika területén.1814-ben, "újra felfedezett" elvének interferenciát, és 1816-ban felvette a jól ismert elve Huygens, amely bevezette az elképzelést, a koherencia és az interferencia elemi hullámok.1818-ban, az épület a munkát, ő fejlesztette ki az elmélet a diffrakciós fény.Ő vezette be a gyakorlatban a figyelembe véve a diffrakciós szélétől, valamint egy kerek lyuk.Én végezzen kísérleteket, ma már klasszikus, dupla prizma és bizerkalami fény zavaró.1821-ben, ő bizonyult az a tény, hogy a keresztirányú jellege fényhullámok, 1823-ban megnyílt egy kör alakú vagy elliptikus polarizáció.Elmagyarázta alapján hullám fogalmak kromatikus polarizáció, valamint a forgatás a polarizáció a fény és a kettős törést.1823-ban megalapította a törvények a fénytörés és fény visszaverése egy rögzített sík felületre a két média.Együtt Jung tekinthető az alkotója hullám optika.Ő a feltaláló egy sor zavaró eszközök, mint például egy tükör vagy egy Fresnel biprism Fresnel.Úgy ítélik meg, alapítója egy alapjaiban új módja a világítótorony megvilágítás.
kis elmélet
Határozza Fresnel diffrakciós lehet mind egy lyuk bármilyen alakú, és egyáltalán nem.De tekintve a gyakorlati hasznosság akkor érvényesül legjobban a megnyitón kerek formáját.Ebben a fényforrás és a megfigyelési pont kell lennie egy sorban, amely merőleges arra a síkra, a képernyő és a közepén halad át a lyuk.Tény, hogy a Fresnel zóna tudja törni bármilyen felületen, amelyen keresztül a fény hullám.Például, a felületek azonos fázisban.Azonban, ebben az esetben könnyebb lesz megtörni egy lyuk a sík terület.Erre tartjuk az elemi optikai problémák, amely lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározza nemcsak a sugara az első Fresnel zónában, hanem nyomon követése tetszőleges számban.
feladata méretezés gyűrűk
Először elképzelni, hogy milyen a felület egy sík lyukak között található a fényforrás (C pont) és a megfigyelő (H-pont).Ez merőleges a vonal a HF.CH szegmens közepén halad át a kerek lyuk (A pont).Mivel célunk a szimmetriatengelye, a Fresnel-zóna lesz a gyűrűk formájában.A döntést fog korlátozódni a meghatározása a kör sugara tetszőleges számú (m).A legnagyobb értéket nevezzük a sugara a zónában.A probléma megoldása érdekében szükség van arra, hogy további építése, nevezetesen: válasszon ki egy tetszőleges pont (A) a síkban a nyitó és csatlakoztassa a egyenesdarabból a megfigyelő és a fényforrás.Az eredmény egy háromszög SAN.Akkor lehet, hogy úgy, hogy a fényhullámok jön a megfigyelő felé vezető úton SAN át hosszabb utat, mint az, hogy megy az úton CH.Ez azt jelenti, hogy az út különbség CA + AN-CH meghatározza a különbség a hullám fázisa lezajlott másodlagos források (A és D) a megfigyelési ponton.Ebből az értékből függ a kapott interferencia hullámok a helyzetét a megfigyelő, és ezért a fény intenzitása ezen a ponton.
Számolja első sugara
kiderül, hogy ha az út különbség felével egyenlő a fény hullámhossza (λ / 2), akkor a fény jön a megfigyelő az ellenzék.Ebből arra lehet következtetni, hogy ha az út különbség kisebb, mint λ / 2, akkor a fény érkezik az azonos fázisban.Ez az állapot a CA + AN-SN≤ λ / 2 definíció szerint a feltétellel, hogy az A pont van az első gyűrű, azaz, ez az első Fresnel zónát.Ebben az esetben, a határ a körpályát különbség felével egyenlő a fény hullámhossza.Tehát ez az egyenlet, hogy meghatározzák a sugara, az első zónát, amely mi jelöljük a P1.Ha az útvonal különbség megfelelő lambda / 2, ez egyenlő lesz a szegmens OA.Ebben az esetben, ha a távolság eddig haladja az átmérője a furat (ez alatt általában olyan opciók), geometriai megfontolások sugara az első zóna határozza meg a következő képlet szerint: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).
számítása Fresnel zóna sugara
képlet meghatározására jövőbeli értékeinek sugarak a gyűrűk azonos a fent tárgyalt, csak a számláló hozzáadjuk a száma a kívánt zóna.Ebben az esetben, az egyenlőség az út különbség lesz: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 vagy a CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.Ebből következik, hogy a sugár a kívánt terület az "m" a következő képlet: PM = √ (m * λ * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m
Összegezve az időközi eredmények
lehet jegyezni, hogy a törésA területen - egy részlege a másodlagos fényforrás a források, amelyek ugyanazon a területen, mint Pm = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Fény a szomszédos zónák ellentétes fázisban útkülönbségével szomszédos gyűrű definíció felével egyenlő a fény hullámhossza.Általánosítva ez az eredmény, arra a következtetésre jutunk, hogy a törés a lyuk a köröket (úgy, hogy a fény a szomszédos jön a megfigyelő egy fix fáziskülönbség) azt jelentené, hogy elszakadna a gyűrűt ugyanazon a területen.Ez az állítás könnyen bizonyítható segítségével a feladat.
Fresnel zóna számára síkhullámú
Tekintsük a bontást, négyzet alakú lyukakkal egy vékony gyűrű egyenlő területű.Ezek a körök a másodlagos fényforrások.Az amplitúdó a fény hullám, hogy kijött minden gyűrű a megfigyelő közel azonos.Ezen túlmenően, a fázis közötti különbség szomszédos tartományban a ponton, H is ugyanaz.Ebben az esetben, a komplex amplitúdók azon a ponton, hozzátéve egy megfigyelő egy komplex síkban forma része a kör - ív.A teljes amplitúdója azonos - egy akkordot.Most úgy vélik, hogy a változó mintázatát összeadásával komplex amplitúdója a megváltoztatása esetén a nyitó, miközben a többi paraméter a probléma.Ebben az esetben, ha a lyuk nyílik a néző csak egy zónán, a kép kerül bemutatásra, hogy a felül része a kerületnek.Az amplitúdó a utolsó gyűrű forgatjuk szöget π képest a központi része, azaz a. K. A útvonal különbség az első zóna, definíció szerint, egyenlő lambda / 2.Ez a szög π azt jelenti, hogy az amplitúdó fele lesz a kör.Ebben az esetben, az összeget ezen értékek a megfigyelési pont nulla - nulla akkord hosszát.Ha megnyílik három gyűrű, a kép lesz egy fél kört, és így tovább.Az amplitúdó a megfigyelő egy még főzőlapok száma nulla.És abban az esetben, ha páratlan számú kerekek használunk, akkor egyenlő lesz a maximális érték a hosszát és átmérőjét a komplex síkban hozzáadásával amplitúdókkal.A fenti célokat maradéktalanul tegyenek módszerével Fresnel zónák.
rövid mintegy konkrét esetekben
Tekintsük ritka körülmények között.Néha a feladat kimondja, hogy használt töredék Fresnel zónák.Ebben az esetben, egy fél gyűrű megérteni negyed kör minta, amely a felének felel meg a területet az első zónában.Hasonlóképpen számítjuk bármely más tört értékét.Néha a feltétellel, azt sugallja, hogy bizonyos frakcionált főzőlapok száma zárva van, és így sokkal nyitva.Ebben az esetben, a teljes amplitúdó a mező egy vektor közötti különbséget amplitúdóit két feladatot.Amikor minden zóna nyitva van, akkor nincs akadály a fényhullámok, a kép lesz a spirál alakban.Kiderül, mert ha megnyit számos gyűrűk, hogy fontolja meg a függőség a kibocsátott másodlagos fényforrás arra a pontra, a megfigyelő és az irányt a másodlagos forrásból.Azt látjuk, hogy a fény a területen nagy számban van egy kis amplitúdójú.Center tekercs érkezik a közepén a kerülete a első és a második gyűrű.Ezért a területen amplitúdó abban az esetben, ahol az összes látható terület kevesebb, mint a fele, mint az első az egyik, amikor a nyitott kör, és az intenzitás eltér négy alkalommal.
Fresnel diffrakciós fény
Nézzük meg, mit jelent a kifejezés.Fresnel diffrakciós állapotot nevezik, amikor egy lyuk van nyitva keresztül több zónára.Ha megnyílik egy csomó gyűrűk, akkor ez a lehetőség lehet figyelmen kívül hagyni, hogy gyakorlunk a megközelítés geometriai optika.Abban az esetben, ha az átmenő furat van nyitva a megfigyelő lényegesen kevesebb, mint egy zóna, ez a feltétel nevezik Fraunhofer diffrakció.Ő tekinthető teljesítettnek, ha a fényforrás és a pont a megfigyelő megfelelő távolságban a gödörből.
összehasonlítása és zóna lemez objektívek
Ha bezárja az összes páratlan vagy a páros Fresnel zónában, míg a megfigyelő világít hullám nagyobb amplitúdóval.Minden gyűrű ad a komplex síkban félkört.Tehát, ha nyitva hagyják a páratlan zónák, akkor a teljes lesz csak a fele a spirál a körökben, hogy hozzájárulnak a teljes amplitúdó a "bottom-up".Az akadály a fény hullám, amelyben csak egyféle nyitott gyűrű, az úgynevezett zóna lemez.A fény intenzitása a megfigyelő meghaladják a fény intenzitása a lemez.Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a fény hullám minden egyes nyitott gyűrű hiányzik a nézőt azonos fázisban.
Hasonló helyzet figyelhető összpontosítva fényt a lencse.Ez, ellentétben a lemez, gyűrűk nélkül nem zárt, és mozog a fény fázisban π * (2 + π * m) a köröket, hogy a zárt terület lemez.Ennek eredményeként, az amplitúdó a fény hullám megduplázódik.Sőt, a objektív kiküszöböli úgynevezett kölcsönös fáziseltolódások amelyek egyetlen gyűrűt.Kiterjeszti a komplex síkon félkör minden zóna egy szakaszt.Ennek eredményeként, az amplitúdó növekszik π-szer, és az egész komplex síkban spirál lencse bontakozik ki egy egyenes vonal.
