принцип на Хюйгенс "- в рамките на вълновата теория не може да обясни на Френел праволинейното разпространение на светлината. Определяне на амплитудата на светлина вълна на произволна точка Р, като се използва метода на Fresnel зони. Да разгледаме първия случай на инцидент равнина вълна на (Фиг. 5.2).
Нека F плоска вълна пред посадъчен от безкрайност разположен в светлинния източник по време е в RR региона - r0 от точката за наблюдение P.
Фиг. 5.2. Прилагането на принципа на Хюйгенс "- плоската Френел вълна: Френел зона на повърхността
плоска вълна frontaFpredstavlyayut концентрични пръстени
(За по-голяма яснота, образ Френеловите зони, разположени на 90 °, така че да изглеждат по точка Р)
Всички фронта на вълната точка, съгласно принцип Хюйгенс "- Fresnel елементарен излъчват сферични вълни, които се разпространяват във всички посоки, и след известно време достигне точка на наблюдение P. Получената вибрации амплитудата в този момент се определя от векторната сума на амплитудите на всички вторични вълни.
Колебанията в всички точки на фронтът на вълната F имат една и съща посока и се провежда в една фаза. От друга страна, всички точки от предната F от точка P са на различни разстояния. За определяне на амплитудата на получените вторични вълни в метод на наблюдение разделяне предложен Fresnel вълна повърхност на пръстеновидни зони наречени Fresnel зони.
Като точка Р като център, ние се конструира серия от концентрични сфери с радиуси започват с и увеличава всеки път с половин дължина на вълната. При преминаване плоска вълна пред F тези области ще концентрични кръгове. По този начин, фронта на вълната ще пръстеновиден зона (Fresnel зона) и с радиус R. D.
Определете радиуса на зоната на Френел, като се има предвид, че, 0A = AR 2 2 - 0пу 2, т.е.
т.е. получената амплитуда създаден в точка наблюдение Р на цялата повърхност на фронт на вълната, амплитуда е наполовина произвежда само един централен (първи) Fresnel зона. По този начин, вибрации, предизвикани в точка P вълна повърхност F на, имат една и съща амплитуда, както ако се използва само половината от първата (централно) поле. Ето защо, с оглед разпространява като в тесен канал, чието сечение е равен на половината от първата (център) на зоната на Френел - отново сме попаднали на праволинейни размножаване на самолет на вълната.
Ако, обаче, на пътя на вълните да се сложи диафрагмата с дупка, оставяйки отворен само централната (първи) Френел зона, амплитудата на P е равна на А1, което е два пъти надвишава амплитудата, произведена от всички фронтът на вълната. Съответно, интензивността на светлината на точка Р ще бъде четири пъти повече, отколкото в отсъствието на препятствия между източника на светлина и точката P. Изненадващо, не е? Но чудеса не се случват в природата: в други части на осветеността на екрана ще бъде отслабена, а средната яркост на целия екран, когато се използва диафрагмата, като се очаква да се понижи.
Валидността на този подход, който се състои в разделяне на фронт на вълната на зоната Fresnel, потвърдено експериментално. Вибрациите от нечетните и дори Fresnel зони са в antiphase и следователно отслабват взаимно взаимно. Ако сложите в пътя на светлината вълна плоча, която покрива всички четни или нечетни Френеловите зони, можем да видим, че интензивността на светлината на P ще се увеличи драстично. Такава плоча, наречена група действа като леща приближаващите се. Ние подчертае отново: зоната Fresnel - е психически изолирани части на фронта на вълната повърхност, позицията на които зависи от избраната точка на наблюдение стр В още точка на наблюдение местоположение Fresnel зони ще бъде различен. Методът на Френел зони - удобен начин за решаване на проблемите на дифракцията на вълните на тези или други препятствия.
Има два вида на дифракция. Ако източникът S и точка светлина наблюдение Р са от препятствието, инцидента лъчи на препятствието и достигане на точка Р да се образува по същество успоредни греди. В този случай говорим за дифракция в паралелни лъчи, или Fraunhofer дифракция. Ако говорим за модела на дифракция при краен разстояние от препятствията, причинени от дифракция, ние говорим за дифракция на сферични вълни, или Френел дифракция.
Свързани статии