Apa zona Fresnel

zona Fresnel - wilayah kang menyang lumahing saka swara utawa cahya ombak kanggo nindakake etung-etungan saka asil difraksi swara utawa cahya. cara iki pisanan Applied ing 1815 O.Frenel.

informasi sajarah

Augustin-Zhan Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - Fisikawan Perancis. Panjenenganipun pengabdian uripé kanggo sinau sifat optik fisik. Dheweke uga ing 1811 ing pangaribawa E. Malus wiwit independen kanggo sinau fisika, lajeng kasengsem ing riset eksperimen ing Bidang optika. Ing 1814, ing "malih" prinsip gangguan, lan ing 1816 ditambahaké asas kondhang Huygens, kang ngenalaken konsep sesambungan lan gangguan ombak SD. Ing taun 1818, bangunan ing karya rampung, piyambakipun ngembangaken teori saka difraksi cahya. Panjenenganipun ngenalaken laku kang ngelingi difraksi saka pinggiran, uga minangka bolongan ing layang ideran. èksperimèn sing diayahi, saiki klasik, karo biprism lan bizerkalami gangguan cahya. Ing taun 1821 piyambakipun mbuktekaken kasunyatan ing alam melintang saka ombak cahya, ing taun 1823 dibukak ing polarisasi bunder lan bentuké bunder dawa. Jlentrehe ing basis saka gelombang wujud polarisasi chromatic, uga rotasi bidang saka polarisasi cahya lan birefringence. Ing taun 1823, sing madeg ing hukum refraction lan bayangan cahya ing lumahing tetep warata antarane loro media. Bebarengan karo Jung dianggep pangripta optik gelombang. Kuwe penemu saka sawetara piranti gangguan, kayata pangilon utawa Fresnel biprism Fresnel. Iku dianggep minangka pangadeg cara dhasar anyar mercusuar katerangan.

A dicokot saka teori

Nemtokake Fresnel difraksi bisa kanggo bolongan saka wangun lan umume tanpa iku. Nanging, saka titik tampilan saka kamungkinan kadadosan iku paling apik kanggo nambani ing wangun bolongan ing layang ideran. Ing kasus iki, sumber cahya lan titik pengamatan kudu ing baris sing sejajar karo bidang layar lan liwat liwat tengah bolongan. Ing kasunyatan, ing zona Fresnel bisa break lumahing sembarang liwat kang ombak cahya. Contone, ing lumahing equiphase. Nanging, ing kasus iki bakal trep kanggo break bolongan zona warata. Iki kita nimbang masalah optik SD, kang bakal ngidini kita kanggo nemtokake ora mung ing radius saka zona Fresnel pisanan, nanging uga tindakake-munggah karo nomer acak.

Tugas nentokake ukuran rings

Kanggo miwiti kanggo mbayangno sing lumahing bolongan warata antarane sumber cahya (titik C) lan pengamat (titik H). Iku sing sejajar karo baris CH. babagan CH liwat liwat tengah bolongan babak (titik O). Wiwit kita goal sumbu simetri, zona Fresnel bakal ing wangun dering. A kaputusan bakal suda kanggo netepake radius bunderan iki karo nomer kasepakatan (m). Nilai maksimum diarani Radius saka zona. Kanggo ngatasi masalah iku perlu kanggo nindakake construction tambahan, yaiku: milih titik kasepakatan (A) ing bidang bukaan lan nyambung perangan garis lurus saka titik pengamatan lan sumber cahya. Asil punika triangle SAN. Banjur sampeyan bisa nggawe iku supaya gelombang cahya sampun kanggo pengamat sadawane path saka SAN, pass path maneh saka kang bakal njupuk CH path. Iki gawe katut sing prabédan path CA + AN-CH nemtokake prabédan antarane fase gelombang sing liwati saka sumber sekunder (A lan D) ing titik pengamatan. Saka nilai iki gumantung ombak gangguan asil karo posisi pengamat, lan Empu cahya kakiyatan ing titik.

Pitungan saka radius pisanan

Kita temokake yen ing prabédan path padha kanggo setengah gelombang cahya (λ / 2), cahya teka menyang pengamat ing antiphase. Sampeyan bisa rampung yen prabédan path bakal kurang saka λ / 2, cahya bakal teka ing phase padha. Kondisi iki CA + AN-SN≤ λ / 2, dening definisi, iku ana ing titik A dumunung ing ring pisanan, i.e. iku zona Fresnel pisanan. Ing kasus iki, bates saka prabédan path bunder padha karo setengah gelombang cahya. Empu rumus iki kanggo nemtokake Radius saka zona kapisan, tetenger P _1. Nalika prabédan path cocog kanggo λ / 2, iku bakal padha menyang babagan OA. Ing kasus-kasus iku, yen jarak ngluwihi diameteripun bolongan mesti CO (biasane dianggep embodiments kuwi), anggit saka radius geometris ing zona pisanan wis ditetepake dening rumus: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

Pitungan saka Radius saka zona Fresnel

Formula kanggo nentokake angka saka radii saka dering sakteruse iku podho rupo rembugan ndhuwur, mung ditambahake menyang numerator nomer zona sing dipengini. Ing kasus podo prabédan path dadi: CA + AN-SN≤ m * λ / 2 utawa CA + AH-CO-ON≤ m * λ / 2. Nderek yen Radius saka wilayah sing dipengini karo nomer "m" nemtokake rumus: P _m = √ (m * λ * CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

Summing munggah ing asil penengah

Sampeyan uga nyatet sing kanggo zona bejat - misahake saka sumber cahya secondary daya Penyetor gadhah wilayah sing padha, minangka _m n = π * R ² _m - π * R ² _m-1 = π * ₁ P ² = P _1. Cahya saka tetanggan zona Fresnel rawuh ing phase ngelawan, amarga prabédan path saka dering tetanggan dening definisi satingkat setengah gelombang cahya. Generalizing ini, kita yakin sing bejat saka bolongan ing bunderan (kayata sing cahya saka tetanggan tekan pengamat karo prabédan phase tetep) kang tegese bejat dering ing wilayah padha. tuntutan iki gampang mbuktekaken karo bantuan saka masalah.

zona Fresnel kanggo gelombang bidang

Coba risak mbukak wilayah menyang dering tipis saka wilayah kang padha. bunderan Iki sumber cahya secondary. Amplitudo saka rawuh gelombang cahya saka saben-saben cincin kanggo pengamat, kira-kira padha. Kajaba iku, ing prabédan phase saka sawetara jejer ing titik H uga padha. Ing kasus iki, ing amplitudes Komplek ing pengamat nalika ditambahaké ing Komplek wangun bidang part single kang bunder - busar. The total saka amplitudo padha - penghubung. Saiki nimbang carane pola ganti saka summation saka amplitudo ing cilik saka owah-owahan ing radius saka bolongan nalika ngramut paramèter liyane saka masalah. Ing kasus-kasus iku, yen bolongan mbukak mung siji zona kanggo pengamat, pola bagean nambah diwenehake circumferentially. Amplitudo saka ring pungkasan wis diputer dening amba π relatif kanggo sisih tengah, IE. K. Path prabédan saka zona pisanan, kanthi temenan, witjaksono kanggo λ / 2. amba iki bakal π tegese amplitudo bakal setengah circumference ing. Ing kasus iki, jumlah saka angka iki ing titik pengamatan punika nul - nul dawa penghubung. Yen tiga cincin bakal kabuka, banjur Gambar makili setengah bunder lan ing. Amplitudo ing titik pengamat kang nomer malah dering iku nul. Lan ing kasus nalika nggunakake nomer Ganjil saka bunderan, iku bakal padha menyang Nilai maksimal lan dawa diameteripun ing bidang Komplek saka amplitudes Saliyane. Dislametaké ndhuwur iku kanthi cara mbukak saka zona Fresnel.

Sedhela babagan kasus tartamtu

Coba kahanan langka. Kadhangkala, kanggo ngatasi negara masalah sing nggunakake nomer cilik saka zona Fresnel. Ing kasus iki, ing setengah ring éling pola bunder waktu, kang bakal cocog kanggo setengah wilayah saka zona pisanan. Kajaba diwilang Nilai cilik liyane. Kadang kondisi tabet sing nomer cilik tartamtu saka dering ditutup lan dadi luwih mbukak. Ing kasus kaya mengkono, total amplitudo saka vektor lapangan ditemokake minangka prabédan saka amplitudes saka loro tugas. Nalika kabeh zona sing mbukak, banjur ana alangan ing dalan saka ombak cahya, gambar bakal katon kaya spiral sing. Pranyata metu, amarga nalika mbukak nomer akeh dering ngirim njupuk menyang akun katergantungan polusi saka sumber cahya kanggo titik pengamat lan arah sumber sekunder. Kita temokake yen cahya saka zona karo nomer luwih nduweni amplitudo cilik. Pusat dijupuk helix ing circumference tengah dering pisanan lan kaloro. Mulane, ing amplitudo lapangan ing cilik endi kabeh wilayah katon kurang saka kaping pindho saka ing mbukak siji disk pisanan, lan kakiyatan bedo dening kaping papat.

cahya difraksi Fresnel

Ayo kang katon ing apa temenan dening istilah iki. Disebut kondisi difraksi Fresnel, nalika liwat bolongan mbukak sawetara wilayah. Yen kita bakal mbukak akèh dering, banjur pilihan iki bisa digatèkaké, sing disurung ing panyerakan optik géometris. Ing cilik endi bolongan liwat wis dibukak kanggo pengamat mesti kurang saka zona, kondisi iki diarani Fraunhofer difraksi. Dianggep dadi wareg yen sumber cahya lan titik pengamat ing kadohan cekap saka bolongan.

Comparison saka lensa zona piring lan

Yen sampeyan nutup kabeh aneh utawa kabeh zona malah Fresnel, nalika ing pengamat iku gelombang cahya karo amplitudo luwih. Saben ring bidang Komplek menehi separo bunder. Dadi yen kiwa mbukak zona aneh, banjur saking bakal mung spiral halves bunderan, kang kontribusi marang amplitudo sakabèhé saka "bottom up". Pêpalang ing dalan saka gelombang cahya, kang mung siji jinis dering mbukak, disebut plate zona. Kakiyatan cahya ing pengamat bola-bali ngluwihi kakiyatan cahya ing piring. Iki amarga kasunyatan sing gelombang cahya saka saben-saben cincin mbukak gendero pengamat ing phase padha.

A kahanan sing padha wis diamati karo ngarahke cahya karo lensa. Iku, kados piring, ora dering ora ditutup, lan gerakane cahya ing phase dening π * (+ 2 π * m) saka bunderan sing ditutup plate zona. Akibaté, ing amplitudo saka gelombang cahya tikel. Menapa malih, lensa ngilangake supaya disebut-papindhahan phase ngetokake kang ing ring siji. Iku ngembang ing bidang Komplek saka setengah circumference kanggo saben zona ing babagan garis lurus. Akibaté, ing amplitudo mundhak kaping π, lan kabèh Komplek lensa bidang spiral mbukak menyang baris terus.