Fresnel - são áreas em que a superfície das ondas sonoras ou de luz para computar os resultados de difração de som ou luz.Este método foi aplicado pela primeira vez em 1815 O.Frenel.Fundo
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - físico francês.Ele dedicou sua vida ao estudo das propriedades de óptica física.Ele tinha em 1811 sob a influência de E. Malus começou a estudar física por conta própria, logo tornou-se interessado na pesquisa experimental no campo da óptica.Em 1814, "redescoberto" o princípio da interferência, e em 1816 acrescentou o princípio bem conhecido de Huygens, que introduziu a ideia de coerência e de interferência de ondas elementares.Em 1818, com base no trabalho feito, ele desenvolveu a teoria da difração da luz.Ele introduzido a prática de se considerar a difracção da borda, bem como um furo redondo.Eu conduzir experimentos, agora clássicos, com prisma de casal e bizerkalami de interferência da luz.Em 1821, ele provou o fato de a natureza transversal das ondas de luz, em 1823 abriu uma polarização circular e elíptica.Explicou com base em conceitos de onda de polarização cromática, bem como a rotação da polarização da luz e a birrefringência.Em 1823, ele estabeleceu as leis da refração e reflexão da luz sobre uma superfície plana fixa entre os dois meios.Junto com Jung considerado o criador da óptica de onda.Ele é o inventor de uma série de dispositivos de interferência, tais como um espelho de Fresnel ou um bi-prisma de Fresnel.É considerado o fundador de uma fundamentalmente novo modo de iluminação do farol.Pouco de teoria
Identificar difração de Fresnel pode ser tanto com um buraco de qualquer forma, e nenhum.Mas em termos de conveniência prática é melhor visto na abertura de sua forma redonda.Nesta fonte de luz e o ponto de observação devem estar numa linha que é perpendicular ao plano do ecrã e passa através do centro do furo.Na verdade, na zona de Fresnel pode quebrar qualquer superfície através da qual as ondas de luz.Por exemplo, as superfícies de fase igual.No entanto, neste caso, será mais fácil de quebrar um buraco na área plana.Para isso, considerar os problemas ópticos elementares, que nos permitirão determinar não apenas o raio da primeira zona de Fresnel, mas também follow-up com números arbitrários.Tarefa
de anéis de dimensionamento
Para começar a imaginar o que a superfície de uma buracos planas situadas entre a fonte de luz (ponto C) eo observador (ponto H).Ele é perpendicular à linha de HF.Segmento CH passa através do centro do furo redondo (ponto A).Uma vez que o nosso objectivo é o eixo de simetria, a zona de Fresnel vai ser na forma de anéis.A decisão será confinado à determinação do raio do círculo com um número arbitrário (m).O valor máximo é chamado o raio da zona.Para resolver o problema que é necessário para fazer um adicional de construção, a saber: selecionar um ponto arbitrário (A), no plano da abertura e ligar os seus segmentos de linha recta com o ponto de observação e a fonte de luz.O resultado é um triângulo SAN.Então você pode fazer com que as ondas de luz que vêm para o observador ao longo do caminho SAN passar um caminho mais longo do que aquele que vai continuar a CH caminho.Isto implica que a diferença de caminho CA + AN-CH determina a diferença entre a fase de onda, que teve lugar em fontes secundárias (A e D) para o ponto de observação.A partir deste valor depende da interferência resultante de ondas a partir da posição do observador e, portanto, a intensidade da luz neste ponto.Primeiro raio
Calcular
Acontece que, se a diferença de caminho é igual a metade do comprimento de onda da luz (λ / 2), então a luz virá para o observador na oposição.Pode-se concluir que, se a diferença de trajecto é menor do que λ / 2, então a luz vai chegar na mesma fase.Esta condição CA + AN-SN≤ λ / 2 é, por definição, a condição de que o ponto A é, em primeiro anel, isto é, é a primeira zona de Fresnel.Neste caso, o limite da diferença de trajecto círculo é igual a metade do comprimento de onda da luz.Portanto, esta equação para determinar o raio da primeira zona, que designamos por P1.Se a diferença de caminho correspondente a? / 2, será igual ao segmento OA.Nesse caso, se a distância até agora exceder o diâmetro do orifício (isto é geralmente considerado tais opções), a partir de considerações geométricas raio da primeira zona é determinada pela seguinte fórmula: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).
Cálculo do raio de zona de Fresnel
fórmula para determinar valores futuros dos raios dos anéis idênticos discutidos acima, apenas o numerador é adicionado ao número da zona desejada.Neste caso, a igualdade da diferença de trajecto será: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 ou CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.Segue-se que o raio da área desejada com o número "m" com a seguinte fórmula: PM = √ (m * X * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m
resumindo os resultados intermédios
pode-se notar que a quebrana área - uma divisão da fonte de luz secundário às fontes que têm a mesma área que Pm = π π * * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Luz relação às zonas vizinhas irá em fase oposta, como diferença de trajecto anel vizinho, por definição, ser igual a metade do comprimento de onda da luz.Generalizando este resultado, podemos concluir que a quebra dos furos nos círculos (de tal forma que a luz do vizinho vem para o observador com uma diferença de fase fixo) significaria quebrar o anel na mesma área.Esta afirmação é facilmente comprovado com a ajuda da tarefa.
Fresnel de zona para uma onda plana
Considere a repartição buracos quadrados em um fino anel com a mesma área.Estes círculos são as fontes de luz secundárias.A amplitude da onda de luz que saiu de cada anel para o observador sobre o mesmo.Além disso, a diferença de fase entre o intervalo adjacente ao ponto H também é o mesmo.Neste caso, as amplitudes complexas ao ponto em adicionar um observador a um único complexo de forma plana parte do círculo - arco.A amplitude total do mesmo - um acorde.Agora, considere como o padrão de mudança de soma amplitudes complexas, no caso de mudança da abertura, mantendo os outros parâmetros do problema.Nesse caso, se o furo se abre para o espectador apenas uma zona, a imagem será apresentada à peça adição da circunferência.A amplitude do último anel é rodado um ângulo π relação à parte central, isto é. K. A diferença de trajecto da primeira zona, por definição, igual a? / 2.Este ângulo π significa que a amplitude será a metade do círculo.Neste caso, a soma destes valores no ponto de observação é zero - zero comprimento da corda.Se você vai abrir três anéis, a imagem apresentará um meio círculo, e assim por diante.A amplitude no observador para um mesmo número de anéis é zero.E no caso em que um número impar de rodas é usado, será igual ao valor máximo do comprimento e diâmetro do plano adicionando amplitudes complexas.Os objectivos acima referidos são completamente divulgam o método de zonas de Fresnel.
Breve sobre casos particulares
Considere condições raras.Às vezes, a tarefa de estados que utilizaram um número fracionário de zonas de Fresnel.Neste caso, um meio anel compreender padrão quarto de círculo, o que irá corresponder a metade da área da primeira zona.Do mesmo modo qualquer outro valor calculado fraccionada.Às vezes a condição sugere que certo número fraccional de anéis está fechada, e muito aberto.Neste caso, a amplitude total do campo é como a diferença vectorial entre as amplitudes das duas tarefas.Quando todas as zonas são abertos, então não há qualquer obstáculo no caminho das ondas de luz, a imagem será sob a forma de uma espiral.Acontece, porque quando você abre um grande número de anéis de considerar a dependência da fonte de luz secundária emitida ao ponto de o observador ea direção da fonte secundária.Nós descobrimos que a luz da área com um número grande tem uma pequena amplitude.Bobina central é recebido no meio da circunferência dos primeiro e segundo anéis.Por conseguinte, a amplitude de campo no caso em que toda a área visível é menos de metade do que o primeiro, quando o círculo aberto, e a intensidade difere por quatro vezes.
Fresnel difração da luz do
Vejamos o que se entende pelo termo.Condição de difração de Fresnel é chamado quando um buraco é aberto através de várias zonas.Se você vai abrir um monte de anéis, então esta opção pode ser ignorada, que é exercida na abordagem da ótica geométrica.No caso em que o orifício de passagem é aberta para o observador substancialmente menos do que um fuso, esta condição é referida como difracção de Fraunhofer.Ele é considerado para ser satisfeito se a fonte de luz e o ponto do observador está a uma distância suficiente a partir do furo.
Compare e lentes de placa de zona
Se você fechar toda impar ou mesmo toda a zona Fresnel, enquanto o observador irá acender onda com maior amplitude.Cada anel dá o complexo plano de meio círculo.Portanto, se deixada em aberto as zonas ímpar, então o total será de apenas metade da espiral de círculos que contribuem para a amplitude global da "ascendente".O obstáculo no caminho da onda de luz, em que apenas um tipo de anéis abertos, chamado de placa de zona.A intensidade da luz ao observador ultrapassam a intensidade da luz na placa.Isto é devido ao facto de que a onda de luz de cada anel aberto falha o espectador na mesma fase.
situação semelhante é observado com a focagem de luz com uma lente.É, ao contrário da placa, há anéis são não fechado, e move a luz em fase por π * (2 * + π m) do que os círculos fechados placa de zona.Como resultado, a amplitude da onda de luz é dobrada.Além disso, a lente elimina chamada deslocamentos de fase recíprocos que estão dentro de um único anel.Ela se expande no complexo plano semi-círculo para cada zona em um segmento de linha.Como resultado, a amplitude aumenta por vezes ¸, e toda a lente plano espiral complexo vai se desdobrar em uma linha reta.
