Fresnelove cone - so področja, na katerih je površina zvočnih ali svetlobnih valov za izračun rezultatov difrakcijo zvoka ali svetlobe.Ta metoda je bila prvič uporabljena leta 1815 O.Frenel.
Ozadje
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - Francoski fizik.Njegovo življenje je posvetil preučevanju lastnosti fizičnih optike.Imel je leta 1811 pod vplivom E. Malus začel študij fizike na svoje, kmalu postal zanima eksperimentalnih raziskav na področju optike.Leta 1814, "ponovno odkril" načelo motenj, in leta 1816 dodali znano načelo Huygens, ki je uvedla idejo o skladnosti in vmešavanja elementarnih valov.Leta 1818, ki temelji na delu, je razvil teorijo uklona svetlobe.Je uvedel prakso ob upoštevanju difrakcijo od roba, kot tudi okroglo luknjo.Jaz izvajanje poskusov, zdaj klasike, z dvojnim prizmo in bizerkalami svetlobe motenj.Leta 1821 se je izkazalo dejstvo, prečne narave svetlobnih valov, leta 1823 odprl krožno in eliptično polarizacijo.Pojasnil je, na osnovi konceptov valov kromatične polarizacije, kot tudi vrtenja polarizacije svetlobe in dvolomnosti.Leta 1823 je ustanovil zakone lom in odboj svetlobe na fiksno vodoravno površino med dvema medijih.Skupaj z Jungu šteje ustvarjalec valov optiko.Bil je izumitelj serije motenj naprav, kot so ogledalom ali Fresnel biprism Fresnel.Šteje se, ustanovitelj bistveno nov način osvetlitve svetilnika.
malo teorija
Prepoznajte Fresnel difrakcijska lahko tako z luknjo v kakršni koli obliki, in sploh.Ampak v smislu praktičnosti najbolje vidimo na otvoritvi njene okrogle oblike.V tem svetlobnim virom in opazovalni točki mora biti na linijo, ki je pravokotna na ravnino zaslona in poteka skozi središče luknje.Dejansko v območju Fresnelove lahko prekinil vsako površino, prek katere svetlobnih valov.Na primer, površine enake faze.Vendar pa v tem primeru bo do zloma luknjo v ravno površino.Za to upoštevati osnovne optične težav, ki nam bo omogočilo, da se ugotovi, ne samo polmer prve Fresnelove cone, ampak tudi spremljanje z poljubnih številk.
naloga dimenzioniranje prstanov
želite začeti predstavljati, kakšna je površina ravninskega lukenj, ki se nahajajo med svetlobnim virom (točka C) in opazovalca (točka H).To je pravokotna na linijo HF.CH odsek skozi središča okroglo odprtino (točka A).Ker je naš cilj je os simetrije bo Fresnelova zona v obliki obročev.Odločitev bo omejen na določitev polmera kroga s poljubnega števila (m).Največja vrednost imenujemo polmer območja.Za rešitev problema je potrebno, da bi dodatno gradnjo, in sicer: izberite poljubno točko (a) v ravnini odprtine in povezati svoje ravnih črt z opazovalne točke in vira svetlobe.Rezultat je trikotnik SAN.Potem lahko prideš tako, da svetlobni valovi, ki prihajajo na opazovalca na poti SAN opraviti daljšo pot, kot tistega, ki bo šel na pot CH.To pomeni, da je razlika pot CA + AN-CH določa razliko med fazo vala, ki je potekala na sekundarnih virov (A in D) točke opazovanja.Od te vrednosti je odvisna od nastalega motenja valov od položaja opazovalca, in zato je intenzivnost svetlobe na tej točki.Prvi polmer
Izračunaj
Izkazalo se je, da če je razlika v pot je enaka polovici valovne dolžine svetlobe (λ / 2), nato pa se bo svetloba prišla do opazovalca v opoziciji.To je mogoče sklepati, da če je razlika pot manj kot λ / 2, potem se bo svetloba prispejo v isti fazi.Ta pogoj CA + AN-SN≤ λ / 2 je po definiciji pogoj, da je točka A prvega obroča, to pomeni, da je prva Fresnelova zona.V tem primeru je meja razlike krog poti enak polovice valovne dolžine svetlobe.Torej ta enačba za določitev polmera prve cone, ki smo ga označujejo P1.Če razlika v pot ustreza λ / 2, bo enak segment OA.V tem primeru, če je razdalja do sedaj presega premer luknje (se običajno šteje takšne možnosti) od polmera geometrijske pomislekov prve cone se določi po naslednji formuli: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).
Izračun Fresnel polmerom cona
formulo za določanje prihodnjih vrednosti polmerov prstanov enaki obravnavanih zgoraj, je samo števec dodan številu želenem območju.V tem primeru bo enakost razlike poti so: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 ali CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.Iz tega sledi, da je radij želenega območja s številko "m" z naslednjo formulo: se PM = √ (m * λ * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m
ki povzema vmesni rezultati
lahko ugotovil, da lomljenjuna območju - delitev sekundarnega vira svetlobe do virov, ki imajo enako površino kot Pm = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Svetloba iz sosednjih območjih, v nasprotni fazi kot razlika poti sosednjega obroča po definiciji enaka polovice valovne dolžine svetlobe.Generalizing tega rezultata sklepamo, da razbitje lukenj na krogih (tako, da je svetloba od sosednjih gre za opazovalca, s fazno razliko fiksni) bi pomenilo rešuje obroč na istem območju.Ta trditev se lahko izkazal s pomočjo naloge.
Fresnel Zone za ravninski val
Razmislite o razčlenitvi kvadratne luknje na tanko prstan z enako površino.Ti krogi so sekundarni svetlobni viri.Amplituda svetlobnega valovanja, ki je prišel iz vsakega obroča, na opazovalca približno enako velik.Poleg tega je fazna razlika med sosednjimi območju v točki H je tudi enak.V tem primeru kompleksne amplitude v tisti točki dodal opazovalca na enotni kompleksni ravnini tvorijo del kroga - loku.Skupna amplituda enaka - akord.Sedaj menijo, kako se spreminja vzorec seštevek kompleksne amplitude v primeru spremembe odprtine ob ohranjanju druge parametre problema.V tem primeru, če je odprtina odpira gledalcu le en pas, slika bo predstavljen adicijsko delu oboda.Amplituda zadnjega obroča zasukana pod kotom Õ glede na osrednjem delu, tj. K. Razlika Pot za prvo cono, po definiciji enaka λ / 2.Ta kot π pomeni, da bo amplituda polovice kroga.V tem primeru je vsota teh vrednosti na opazovalni točki nič - dolžina nič akord.Če bo odprl tri obroče, bo slika predstavi polkrog, in tako naprej.Amplituda na opazovalca sodim številom obročev je nič.In v primeru, ko se uporablja neparno število koles, bo enaka največji vrednosti dolžine in premera kompleksni ravnini dodajanjem amplitud.Zgornji cilji so popolnoma razkrije metodo Fresnelovih con.
Brief o posameznih primerih
Razmislite zdravljenje redkih bolezni.Včasih je naloga držav, ki se uporabljajo za frakcijsko število Fresnel con.V tem primeru, pol obroč razumeti četrtinski krožni vzorec, ki bo ustrezala pol območju prve cone.Podobno izračunana katerokoli drugo frakcijsko vrednost.Včasih je pogoj kaže, da se nekateri delno število zvonjenj je zaprta, in toliko odprta.V tem primeru je celotna amplituda področju je kot razlika vektorja med amplitud dve nalogi.Ko so odprta vsa območja, potem ni ovir na poti od svetlobnega valovanja, se slika v obliki spirale.Izkazalo se je, ker ko se odpre veliko število obročev razmisliti odvisnost oddajane sekundarno svetlobnega vira do točke opazovalca in smeri sekundarni vir.Ugotovili smo, da je svetloba iz območja z velikim številom majhno amplitudo.Center tuljava je prejela sredi oboda prvega in drugega obročev.Zato je amplituda polje v primeru, kjer je vse vidno območje manj kot polovica od prve, ko je odprt krog, intenzivnost razlikuje štirikrat.
Fresnel uklon videz lahka
Oglejmo na kaj je mišljeno z izrazom.Fresnelova uklonski stanje imenujemo, ko je odprtina odprta skozi več con.Če boste odprli veliko obročki, potem se lahko ta možnost se ne upošteva, da se izvaja v pristopu do geometrijske optike.V primeru, ko se skozi luknjo na voljo za opazovalca bistvu manj kot eni coni, je ta pogoj besedilu Fraunhofer difrakcijo.On se šteje, da je izpolnjen, če je vir svetlobe in točka opazovalca na zadostni razdalji od luknje.
Primerjajte in cona plošča leče
Če zaprete vse liho ali vse celo Fresnelove cone je, medtem ko je na opazovalca bo zasvetila val z večjo amplitudo.Vsak obroč daje kompleksni ravnini pol kroga.Torej, če bi ostala odprta lihe cone, nato pa skupno bo le polovica spirala krogih, ki prispevajo k splošnemu amplitude "od spodaj navzgor".Ovira v sredino svetlobnega valovanja, pri čemer samo ena vrsta odprtih obročev, ki se imenuje pas ploščo.Jakost svetlobe pri opazovalcu odtehtajo jakost svetlobe na plošči.To je posledica dejstva, da je svetlobni val vsakega odprtega obroča pogreša gledalca v isti fazi.Podobna situacija
je opaziti s poudarkom luč z lečo.To je v nasprotju s ploščo, ni prstani niso zaprta, in premika svetlobo v fazi, ki Õ * (2 + π * m) iz krogov, ki zaprtih zone ploščo.Kot rezultat je amplituda svetlobnega valovanja podvoji.Poleg tega odpravlja leča ti vzajemne fazni premiki, ki so znotraj enega obroča.Se širi na kompleksni ravnini pol kroga za vsako cono v daljice.Zaradi tega se bo amplitude poveča za Õ roki in celoten kompleks ravnina spiralna leča razgrniti v ravni liniji.
