Dlaczego strefa Fresnela

Fresnela - to obszary, w których powierzchnia fal dźwięku lub światła do obliczania wyników dyfrakcji dźwięku i światła.Metoda ta została po raz pierwszy zastosowana w 1815 O.Frenel.

Tło

Augustin Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - francuski fizyk.Poświęcił swoje życie do badania właściwości optyki fizycznej.Miał w 1811 roku pod wpływem E. Malus zaczął studiować fizykę na własną rękę, szybko zainteresował się badań eksperymentalnych w dziedzinie optyki.W 1814 roku, "na nowo" zasadę ingerencji, a w 1816 roku dodał znaną zasadę Huygensa, która wprowadziła ideę spójności i interferencji fal elementarnych.W 1818 roku, w oparciu o wykonaną pracę, rozwinął teorię dyfrakcji światła.On wprowadził praktykę rozważa dyfrakcji od krawędzi, a także okrągły otwór.I przeprowadzić eksperymenty, teraz klasyki, z podwójnym pryzmatem i bizerkalami światła zakłóceń.W 1821 roku, udowodnił fakt poprzeczny charakter fal świetlnych, w 1823 roku otwarto okrągły i eliptyczny polaryzacji.On opisany na podstawie koncepcji fali chromatycznej polaryzacyjnych, jak również obrotu polaryzacji światła i dwójłomności.W 1823 roku założył prawa załamania i odbicia światła na stałym płaskiej powierzchni pomiędzy dwoma mediami.Wraz z Jung uważany za twórcę optyki falowej.On jest twórcą serii urządzeń zakłócających, takich jak lustra lub Fresnela biprism Fresnela.Jest on uważany za założyciela całkowicie nowego sposobu latarni oświetlenia.

trochę teorii

Identyfikacja może być zarówno z otworem o dowolnym kształcie, a wcale.Jednak jeśli chodzi o praktyczne praktycznych jest to najlepiej widoczne na otworu okrągłego kształtu.Z tego źródła światła i punktu obserwacji może być w linii prostopadłej do płaszczyzny ekranu i przechodzi przez środek otworu.W rzeczywistości, w strefie Fresnela rozkłada każdą powierzchnię, przez którą fale świetlne.Na przykład, powierzchnie o jednakowej fazie.Jednakże, w tym przypadku łatwiej łamać otwór w płaskiej powierzchni.Do tego pod uwagę podstawowe problemy optyczne, które pozwolą nam ustalić nie tylko promień pierwszej strefy Fresnela, ale także obserwacji w dowolnych ilościach.

Zadaniem pierścieni klejące

Aby wyobrazić sobie, co powierzchni znajdujących się między źródłem światła (punkt C) i obserwatora (punkt H) płaskich otworów.Prostopadle do linii HF.Segment CH przechodzi przez środek okrągłego otworu (punkt A).Ponieważ naszym celem jest osią symetrii, przy czym strefa Fresnela będzie w postaci pierścieni.Decyzja zostanie ograniczona do określania promienia okręgu z dowolnej liczby (m).Maksymalna wartość nazywa się promień strefy.W celu rozwiązania tego problemu konieczne jest, aby dodatkowy budowy, a mianowicie: wybrać dowolny punkt (A) w płaszczyźnie otworu i połączenie jej proste odcinki z punktu obserwacyjnego a źródłem światła.Rezultatem jest trójkąt SAN.Następnie można zrobić to tak, że fale świetlne pochodzące obserwatora wzdłuż ścieżki SAN przejść dłuższą drogę niż ten, który trafi na CH ścieżki.Oznacza to, że różnica ścieżka CA + AN-CH określa różnicę pomiędzy fazą fali, która odbyła się na źródłach wtórnych (A i D) do punktu widokowego.Od tej wartości, w zależności od wynikowego zakłócenia fal z pozycji obserwatora, a więc natężenia światła w tym punkcie.

Oblicz promień

pierwszy okazuje się, że jeśli różnica ścieżka jest równa połowie długości fali światła (λ / 2), a następnie światło przyjdzie do obserwatora w opozycji.Można stwierdzić, że, jeśli różnica jest mniejsza niż ścieżka λ / 2, a następnie światło pojawi się w tej samej fazie.Ten stan Kalifornia + AN-SN≤ λ / 2 jest z definicji warunek, że punkt A jest w pierwszym pierścieniu, to znaczy, że jest to pierwsza strefa Fresnela.W tym przypadku, granica różnicy okręgu ścieżki jest równa połowie długości fali światła.Tak więc równanie określić promień pierwszej strefy, co oznaczamy P1.Jeżeli różnica ścieżki odpowiadające Î / 2, to będzie równe segment OA.W takim przypadku, jeżeli odstęp tak daleko poza średnicę otworu (jest to zwykle uznaje się takie opcje), ze względów geometrycznych promieniowi pierwszej strefy jest określony za pomocą następującego wzoru: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).

Obliczanie promienia strefy Fresnela

wzorze określania przyszłych wartości promieni pierścieni identyczne omówionych powyżej, tylko licznik dodaje się do ilości tej strefy.W tym przypadku, równość różnicy ścieżki będą: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 lub CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.Wynika z tego, że promień żądanej powierzchni z numerem "m" z następującym wzorem: pm = √ (M * Î * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m

Podsumowując wyniki tymczasowe

można zauważyć, że przy łamaniuw obszarze - podziału źródła światła wtórnego do źródeł mających takie samo pole jak Pm = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Światło z sąsiednich stref będzie w przeciwnej fazie, jako różnica ścieżka sąsiednim pierścieniem z definicji jest równa połowie długości fali światła.Uogólniając ten wynik, możemy stwierdzić, że łamanie otworów w kręgach (takich, że światło z sąsiedniego przychodzi do obserwatora z różnicy faz stałej) oznaczałoby złamanie pierścień w tym samym obszarze.Stwierdzenie to jest łatwo stwierdzić za pomocą zadania.

Strefa Fresnela dla fali płaskiej

rozważyć podział kwadratowe otwory na cienkim pierścieniem z równym terenie.Kręgi te są wtórne źródła światła.Amplituda fali świetlnej, który wyszedł z każdego pierścienia do obserwatora o tym samym.Ponadto, różnica faz między sąsiednim przedziale w punkcie H jest również takie same.W tym przypadku, złożone amplitudy w punkcie dodawania obserwatora na jednej formie złożonej samolot części koła - łuku.Całkowita amplituda to samo - akord.Rozważmy teraz, w jaki sposób zmienia wzór sumowania amplitud złożone, w przypadku zmiany momentu otwierania, przy zachowaniu pozostałych parametrów tego problemu.W takim przypadku, jeśli otwór otwiera się na widza tylko jedną strefę, obraz zostanie przedstawiony do części dodawania obwodu.Amplituda ostatniej pierścień jest obracany względem Kąt Õ części środkowej, tj. K. Różnica ścieżkę pierwszej strefy z definicji równa Î / 2.To oznacza, że ​​kąt π amplituda będzie połowa okręgu.W tym przypadku, suma tych wartości w punkcie obserwacyjnym jest zero - zerowej długości cięciwy.Jeśli otworzysz trzy pierścienie, obraz przedstawi półkole, i tak dalej.Amplituda w obserwatorowi dla parzystej liczby pierścieni jest zero.Oraz w przypadku, gdy stosowany jest nieparzysta liczba kół będzie równa wartości maksymalnej długości i średnicy płaszczyźnie zespolonej dodanie amplitudach.Powyższe cele zostały w pełni ujawnić metodę stref Fresnela.

Krótki o szczególnych przypadkach

Zastanów rzadkich chorób.Czasami zadanie państw, które wykorzystywane niecałkowitej liczby stref Fresnela.W tym przypadku, pierścień pół zrozumieć, ćwierć okrąg, który będzie odpowiadać pół obszarze pierwszej strefy.Podobnie obliczyć dowolnej innej wartości ułamkowej.Czasami stan sugeruje, że pewna liczba ułamkowa pierścieni jest zamknięty, a tak bardzo otwarty.W tym przypadku, całkowita amplituda pola jest jako różnica wektora pomiędzy amplitudami dwóch zadań.Gdy wszystkie linie są otwarte, to nie ma przeszkód na drodze fal świetlnych, obraz będzie w formie spirali.Okazuje się, ponieważ podczas otwierania dużej liczby pierścieni, aby wziąć pod uwagę zależność emitowanych wtórnego źródła światła do punktu obserwatora i kierunku źródła wtórnego.Uważamy, że światło z obszaru z wielu ma małą amplitudę.Center cewka jest umieszczona w środku na obwodzie pierwszych i drugich sygnałów.W związku z tym, amplituda pola w przypadku, gdy cała widoczna powierzchnia stanowi mniej niż połowę, niż pierwsza, gdy kółka, a natężenie różni się cztery razy.

Fresnela dyfrakcji światła

wygląd Spójrzmy prawdzie w co należy rozumieć przez pojęcie.Dyfrakcja Fresnela nazywa się stan, gdy otwór jest otwarty przez kilka stref.Jeśli otworzysz wiele pierścieni, to opcja ta może być ignorowane, która jest wywierana w podejściu do optyki geometrycznej.W przypadku, w którym otwór przelotowy jest otwarty w zasadniczo mniej niż jednej strefie obserwatora, to stan określa się jako dyfrakcji Fraunhofera.On jest uważany za spełniony, jeżeli źródło światła i punkt obserwatora jest w wystarczającej odległości od otworu.

Porównaj i obiektywy płytowe strefy

Jeśli zamkniesz wszystkie dziwne lub nawet całą strefę Fresnela, przy obserwatora zaświeci falę o większej amplitudzie.Każdy pierścień daje płaszczyzny zespolonej półkole.Więc jeśli otwarte linie nieparzyste, a następnie całkowita będzie tylko połowa spirala kręgach, które przyczyniają się do ogólnego amplitudy "bottom-up".Przeszkoda na drodze fali świetlnej, w którym tylko jeden rodzaj otwartych pierścieni, zwanej płyty strefy.Natężenie światła na obserwatora przewyższają intensywność światła na talerzu.Jest to spowodowane faktem, że fala świetlna każdego otwartego pierścienia zdobywa widza w tej samej fazie.

Podobna sytuacja występuje z skupiając światło z obiektywu.To, w przeciwieństwie do płyty, bez pierścieni nie są zamknięte, a porusza się światło w fazie o Õ * (2 + π * m) z kręgów, które zamknięte płyty strefy.W wyniku tego, amplituda fali światła jest podwojona.Ponadto, soczewka eliminuje tak zwane wzajemne przesunięcia fazowe, które są w pojedynczym pierścieniu.To rozszerza się na płaszczyźnie zespolonej półkola dla każdej strefy w segmencie telefonii.W wyniku tego, zwiększa się amplitudę od gatunku razy, a cały zespół płaszczyzny spiral soczewek będą rozwijać się w linii prostej.