Fresnel bölgeleri - alanlardır içine ses veya ışık kırınım sonuçları hesaplamak için ses veya ışık dalgaları yüzey.Bu yöntem, ilk olarak 1815 O.Frenel uygulandı.
Arkaplan
Augustin-Jean Fresnel (10.06.1788-14.07.1827) - Fransız fizikçi.O fiziksel optik özelliklerinin çalışmaya adadı.E. Malus etkisi kendi fizik okumaya başladı altında Yakında optik alanında deneysel araştırma ilgilenmeye başladı, 1811 yılında vardı.1814 yılında, girişim ilkesi "yeniden keşfedilen" ve 1816 yılında tutarlılık ve elementer dalgaların girişim fikrini ortaya Huygens tanınmış ilkesini ekledi.1818 yılında, yapılan iş üzerine inşa o ışığın kırılmasıyla teorisini geliştirdi.O kenarından kırınım dikkate uygulamasına yanı sıra bir yuvarlak delik tanıttı.Ben çift prizma ve hafif müdahale bizerkalami ile deneyler, şimdi klasikleri, yürütüyoruz.1821 yılında, ışık dalgalarının enine doğa gerçeğini kanıtlamış 1823 yılında bir genelge ve eliptik kutuplaşmayı açtı.O dalga kavramları kromatik polarizasyon yanı sıra ışık ve çiftkırılım kutuplaşma dönme temelinde açıkladı.1823 yılında iki ortam arasında sabit düz bir yüzey üzerinde kırılma ve ışık yansıması yasalarını kurdu.Jung ile birlikte dalga optik yaratıcısı olarak kabul.O böyle bir ayna ya da bir Fresnel biprism Fresnel olarak parazit cihazların bir dizi mucididir.Bu deniz feneri aydınlatma temelde yeni bir yol kurucusu olarak kabul edilir.
küçük bir teori
Fresnel difraksiyon herhangi bir şekle sahip bir delik ile her ikisi de olabilir tanımlamak ve hiçbiri.Ancak pratik elverişsizlik açısından en iyi şekilde yuvarlak açılışında görülmektedir.Bu ışık kaynağı ve gözlem noktada ekran düzlemine dik olan ve deliğin merkezi içinden geçen bir hat üzerinde olması gerekir.Aslında, Fresnel bölgesinde herhangi bir yüzeye aracılığıyla ışık dalgaları kırabilir.Eşit fazın, örneğin yüzeye.Bununla birlikte, bu durumda, düz alan bir delik açmak için daha kolay olacaktır.Bunun için biz takip keyfi sayılarla da bize değil, sadece ilk Fresnel bölgesi yarıçapını belirlemek için izin, ancak temel optik sorunları düşünün.Boyutlandırma halkaları
of
görev hayal başlamak için neyi ışık kaynağı (C noktası) ve gözlemci (nokta H) arasında yer alan bir düzlemsel deliklerin yüzey.Bu HF hattı diktir.CH kademeli yuvarlak delik (A noktası) merkezinden geçer.Amacımız simetri ekseni olduğu, Fresnel alanı halka şeklinde olacaktır.Bir karar keyfi bir sayı (m) ile çemberin yarıçapının belirlenmesinde sınırlı olacaktır.Maksimum değer bölgesinde yarıçapı olarak adlandırılır.Sorunu çözmek için bu yani, ek bir inşaat yapmak için gerekli olan: açıklığın düzleminde keyfi noktası (A) seçin ve gözlem noktası ve ışık kaynağı ile düz çizgi parçaları bağlayın.Sonuç bir üçgen SAN.Yolu SAN boyunca gözlemciye gelen ışık dalgaları yol CH gidecek olandan daha uzun bir yol geçmesi, böylece daha sonra bunu yapabilirsiniz.Bu yol, bir fark CA + AN-CH gözlem noktasından ikincil kaynağa (A ve D) meydana gelen dalga faz arasındaki farkı-belirler anlamına gelir.Bu değerden bu noktada gözlemcinin konumu ve bu nedenle ışık yoğunluğu dalgaların sonuçtaki girişime bağlıdır.
hesaplayın ilk yarıçapı
yol farkı ışığı (λ / 2) yarısı dalga boyuna eşit ise, o zaman ışık muhalefet gözlemciye gelecek çıkıyor.Bu yol farkı 2 / λ az ise, o zaman ışık aynı fazda gelecek, sonucuna varılabilir.Bu durum CA + AN-SN≤ λ / 2 ilk Fresnel bölgesi olan, yani A noktası ilk halka olduğunu, tanımı gereği durumdur.Bu durumda, daire yol farkı sınır ışık yarı dalga boyuna eşittir.Yani bu denklem biz P1 tarafından ifade birinci bölgede, yarıçapını belirler.Yol farkı / 2 l karşılık, bu segmente OA eşit olacaktır.Mesafe SO kadar birinci bölgenin geometrik hususlar yarıçapından (genellikle bu tür seçenekler olarak kabul edilir), deliğin çapını aşması halinde bu durumda, aşağıdaki formül ile belirlenir: P1 = √ (λ * SB * OH) / (CO + OH).Aynı yukarıda tartışılan halkaların yarıçaplarının gelecekteki değerleri belirlemek için Fresnel alanı yarıçapı
formül
hesaplanması sadece payı istenen bölge sayısına ilave edilir.Bu durumda, yol farkı eşitliği olacaktır: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 veya CA + AN-CO-ON≤ m * λ / 2.PM = √ (m * λ * SB * OH) / (CO + OH) = R1√m Özetleme geçici sonuçlar
kırma kaydetti olabilir: Aşağıdaki formüle sayısı "m" ile istenilen alanın yarıçapı izlerbölgede - Pm aynı alana sahip kaynağa bağlı bir ışık kaynağı bir bölümü = π * π * Rm2- PM-12 = π * P12 = P1.Komşu bölgelerden ışık tanımı gereği yol farkı komşu halka olarak ters fazda ışığın yarısı dalga boyuna eşit olacaktır.Bu sonucu genelleştirerek, biz sonuçlandırmak olduğunu çevrelerin deliklerden kırılması aynı alanda halka kırılma anlamına gelecektir (komşu gelen ışık sabit bir faz farkı ile gözlemciye geldiği gibi).Bu iddia kolayca görevin yardımı ile kanıtlanmıştır.
Fresnel Zonu bir uçak dalgası
eşit alana sahip ince bir halka üzerinde arıza kare delikler düşünün.Bu çevreler, ikincil ışık kaynaklarıdır.Hakkında aynı gözlemciye her ring dışına çıktı ışık dalgasının genliği.Buna ek olarak, H noktasında komşu aralık arasındaki faz farkı da aynıdır.Bu durumda, dairenin bir tek kompleks düzlem formu kısmında bir gözlemci ekleyerek noktasında karmaşık genlikleri - yay.Aynı toplam genlik - Bir akor.Şimdi düşünün nasıl sorunun diğer parametreleri korurken açılması değişikliği durumunda karmaşık genlikleri toplanmasıyla değişen desen.Delik izleyiciye tek bölge açarsa bu durumda, resim çevresi eklenmesi kısmına sunulacak.Son halka büyüklüğü, orta kısmında, yani bir açı π göre döndürülür. K. eşit tanımı ile birinci bölgenin yol farkı,null, / 2 N- için.Bu açı, π genlik çemberin yarısı olacağı anlamına gelir.Sıfır Kiriş uzunluğu - Bu durumda, gözlem noktasındaki bu değerlerin toplamı sıfırdır.Üç yüzük açacak, resim vb yarım daire sunmak ve olacak.Halkaların eşit sayıda gözlemci genlik sıfırdır.Ve tekerleklerin bir tek numara kullanılır durumda, karmaşık düzlem ekleyerek genliklerinin uzunluğu ve çapının maksimum değere eşit olacaktır.Yukarıdaki amaçlar, tam Fresnel bölgelerinin metodu tarif edilmektedir.Özel durumlar hakkında kısa
nadir koşulları göz önünde bulundurun.Bazen Fresnel bölgeleri fraksiyonel sayıda kullanılan devletlerin görevi.Bu durumda, bir yarım halkası birinci bölgenin yarı alanına karşılık gelecektir Çeyrek daire desen anlamak.Benzer başka bir fraksiyonel değeri hesaplanır.Bazen durum halkalarının bazı fraksiyonel sayıda kapalı ve çok açık olduğunu göstermektedir.Bu durumda, alan toplam genlik iki görev büyüklükleri arasındaki bir vektör fark gibidir.Tüm bölgeler, açık olduğunda, o zaman, ışık dalgalarının yolu herhangi bir engel, resim, bir spiral şeklinde olacaktır vardır.Eğer yüzük çok sayıda açtığınızda gözlemci noktasına yayılan ikincil ışık kaynağı ve ikincil kaynağın yönü bağımlılığını dikkate çünkü çıkıyor.Biz, çok sayıda alan ışık küçük genliğe sahip olduğunu bulmak.Merkezi sargı, birinci ve ikinci halkaların çevresinin ortasında alınır.Bu nedenle, tüm görünür alan az açık daire ve yoğunluğu dört kat farklılık birincisinden daha yarısından olması durumunda alan genliği.Terimi ile kastedilen ışık
Hadi bakmak
Fresnel kırınımı.Bir delik çeşitli bölgelerinden açıldığında fresnel kırınımı koşulu denir.Eğer yüzük çok açarsan, o zaman bu seçenek bu geometrik optik yaklaşımda uygulandığında, göz ardı edilebilir.Delik esas itibariyle daha az bir bölge gözlemci için açılmış halinde, bu durum, Fraunhofer difraksiyonu olarak adlandırılır.Işık kaynağı ve gözlemcinin noktası deliğinden yeterli bir mesafede ise O, tatmin olduğu kabul edilir.Eğer tüm tek veya tüm bile Fresnel zonu kapatırsanız daha genlikli dalga yanacaktır gözlemci iken , karşılaştırın ve bölge plaka lensler
.Her bir halka karmaşık düzlem yarım daire verir.Yani açık bırakılırsa garip bölgeleri, daha sonra toplam "bottom-up" genel genlikli katkıda çevrelerin sadece yarım spiral olacak.Açık halkalar tek tip, bölge plaka olarak adlandırılan hangi ışık dalga yolunda engel.Gözlemci ışık şiddeti plaka ışık yoğunluğunu ağır basmaktadır.Bu açık her halkanın ışık dalga aynı fazda izleyiciyi özlüyor olmasından kaynaklanmaktadır.
Benzer bir durum, bir lens ile ışık odaklama görülmektedir.Bu, plaka aksine, hiçbir halkalar kapalı değildir ve bölge plaka kapalı çevrelerden π * (2 + π * m) tarafından aşamasında ışık taşır.Bunun bir sonucu olarak, ışık dalgası amplitüd iki katına çıkarılır.Ayrıca, mercek, tek bir halka içindedir karşılıklı faz kaymaları sözde ortadan kaldırır.Bir çizgi segmentinde her bölge için karmaşık düzlem yarım daire genişletir.Sonuç olarak, π kat genlik artar ve bütün kompleks düzlem spiral objektif düz bir çizgide ortaya çıkacak.
