ПредишенСледващото

Методът на Fresnel зони.

Изчисленията съгласно формула

Тя представлява като цяло много труден проблем. Въпреки това, както е показано в Fresnel случаи различните симетрия, констатация получената амплитуда на трептене може да се извърши чрез просто алгебрични или геометрична сумиране.
Намираме произволна точка М на амплитудата на сферична светлинна вълна размножителен в хомогенна среда от точков източник S.
Съгласно принципа на Хюйгенс-Френел, ние замени действието на източника на действие S въображаеми източници, разположени в Е. спомагателни повърхност, която е вълна предна повърхност, простираща се от S (повърхност на сфера с център S). Fresnel стан вълна повърхност на размера на пръстен на такава зона на разстояние от зоната на краищата на до М различен λ / 2,

Такава зона на фронта на вълната дял може да се извърши, като център на мястото на зоната на фронта на вълната разлагане може да се направи, с център M сфера радиуси

метод Fresnel зона, fizportal

Тъй вибрации от съседните зони обхващат разстояния на точка М, които се различават от λ / 2. в точка М те идват в обратна фаза и при прилагане на вибрациите за взаимно отслаби помежду си. Следователно, амплитудата на получения трептенията на светлината в точка М:

където А1. А2. ... Am - трептене амплитуда развълнуван първото. 2-ри. ..., m-тата зона.
За да се направи оценка на трептене амплитуди намерят области Френеловите зони. Нека външната граница на m-тата зона разпределя сферичен сегмент на височина хм върху повърхността на вълна (фиг.).
метод Fresnel зона, fizportal

Назначаване на радиуса на този сегмент чрез RM. ние откриваме, че областта на Френел зона м-ти:

Тук σm-1 - сферичен сегмент площ разпределени външната граница м - 1-ия лента. От фигурата следва, че

След елементарни трансформации, тъй λ <
Площта на сферичен сегмент и областта на m-тия Fresnel зона:

δσm област, където Fresnel зона m-тия които, като последният израз не зависи от т. В не твърде голям m областта на зоните Fresnel са идентични.
По този начин изграждането на зоната на вълна Fresnel разделя сферичната повърхност на вълната в еднаква площ.
Намерете радиуса на зоната на Френел

Дето

Според предположение Fresnel ефекта на някои зони в точка М е по-малка, колкото по-голяма φm ъгъл между нормалата към повърхността и посоката на М. т.е. действие зони постепенно намалява от центъра (близо P0) с периферното устройство. Освен радиация интензивност по посока на точката М намалява с увеличаване на m и поради увеличеното разстояние от зоната на точката М. С оглед на двете от тези фактори, ние може да пише:

Фаза трептения вълнували съседни зони се различават от π. Следователно, амплитудата на получения трептенията в точка М е дадено от

Последният израз може да се запише като:

Поради монотонно намалява амплитуди на Fresnel зони с номер на зона увеличава, амплитуда Am вибрации от Fresnel зона m-тата е равен на средната аритметична стойност на амплитудите на съседни зони

след това

Така, амплитудата на получения трептенията на произволна точка М се определя от действието на само централната част на зоната Fresnel. Следователно, всички действия на вълната на повърхността се редуцира до точка М на действие на малката си площ, по-малка централна зона.
Ако по пътя на вълните да се сложи непрозрачен екран с дупка, оставяйки отворена само първата Френел зона, амплитудата в точка М е А1. и интензивност 4 пъти по-голяма, отколкото в отсъствието на препятствия между точки S и М.
Размножаване на светлината от S до М възниква като светлинния поток се разпространява в много тесен канал по протежение на линията SM. т.е. ясен. По този начин, на принципа на Хюйгенс-Френел може да обясни праволинейни разпространение на светлината в хомогенна среда.
Предната вълна на валидност се раздели на Френел потвърден експериментално. Ако сложите по пътя на табелката с лека вълна, която ще се припокриват с всички четни или нечетни Френеловите зони, интензивността на светлината на увеличението на точка M драстично. Когато е затворен дори зони Fresnel амплитуда в точка М е равна на

В плочата на експеримента зона значително увеличава интензивността на светлината на М. действа като леща приближаващ.
Още по-ефект може да се постигне без припокриване на дори (или нечетен) на Fresnel зона и фаза промяна на трептенията от 180 °. Такава плоча се нарича плоча фаза зона. В сравнение с фаза амплитуда зона плоча дава допълнително увеличение на амплитудата на 2 пъти. и интензивността на светлината - 4 пъти.

Свързани статии

Подкрепете проекта - споделете линка, благодаря!