zona Fresnel

Zona Fresnel.

Pentru a explica legile de bază ale propagării luminii principiu Huygens Fresnel completat postulat valuri de interferență și oscilațiile secundare ale intensității pe unghi cu normala la frontul de undă. Găsiți amplitudinea luminii de oscilație de la sursa de lumina de la un punct arbitrar D (Figura 49.) Conform principiului Huygens - Fresnel posibil după metoda.

În cazul în care punctul de sursa de lumină A și monocromatice, și mediul în care lumina, izotrop, front de undă într-un moment arbitrar va avea forma unei sfere de rază. Fiecare punct de pe această suprafață sferică

Este o sursă secundară de valuri. Fluctuațiile în toate punctele suprafeței undei apar la aceeași frecvență și aceeași fază. În consecință, toate aceste surse secundare de valuri coerente. Pentru a găsi amplitudinea de oscilație la punctul O este necesară pentru a produce oscilații coerente de adăugarea tuturor surselor secundare de pe suprafața de undă. Deoarece distanța dintre punctul O la diferite porțiuni ale suprafeței de undă nu este același lucru, fluctuațiile ei în punctul O vor veni în diferite faze.

Pentru a găsi rezultatul oscilațiilor de interferență din surse secundare Fresnel a propus o metodă de partiționare a frontului de undă în zone, numite acum zone Fresnel.

Lăsați distanța de la punctul O la cel mai apropiat punct al suprafeței de undă în jgheabul.

Prima zonă Fresnel este limitată la punctele suprafeței de undă care distanța până la punctul O este:

unde K - lungimea de undă a luminii. Aceste puncte se află pe un cerc. Cea de a doua zonă este situată între marginea primei zone și punctele suprafeței de undă care distanța până la punctul O este:

În mod similar definim limitele a treia, a patra și zonele ulterioare.

Calculele arată că aria zonelor Fresnel sunt identice. Prin urmare, același lucru ar trebui să fie amplitudinea oscilațiilor excitate de fiecare dintre zonele. Dar, din moment ce diferența de drum dintre cele două zone învecinate este egală cu fluctuațiile dintre ele vin la punctul O în faze opuse.

Având în vedere acest lucru, este posibil să se explice rezultatele experimentelor cu transmiterea luminii printr-o rază mică a găurii. În timp ce deschiderea rază mai mică decât raza primei zone Fresnel, creșterea acestuia duce la o creștere a amplitudinii vibrațiilor punctul O (deoarece diferența de cale pentru vibrațiile care provin din diferite puncte ale primei zone nu depășește). amplitudinea maximă a vibrațiilor la punctul A ajunge egalitate cu raza de deschidere a primei raza zonei Fresnel.

Odată cu creșterea în continuare a razei găurilor din punctul amplitudinii vibrațiilor D scade cu oscilațiile de interferență care provin din prima și a doua zone; devine minimă la o rază egală cu raza celei de a doua deschidere

zonă. Odată cu creșterea în continuare a razei amplitudinii găurii de oscilație are o valoare minimă, atunci când deschiderea este plasată într-un număr par de zone Fresnel și valori maxime pentru un număr impar. Bazat pe faptul că amplitudinea oscilațiilor în funcționarea adăugarea a două zone adiacente, atunci când egalitatea zonelor lor, în timp ce ia o valoare minimă, dar rămâne încă nenul, Fresnel presupus că amplitudinea de oscilație cauzată de acțiunea surselor secundare pe zona suprafeței depinde de direcția propagarea oscilațiilor. Amplitudinea maximă a vibrațiilor este obținută într-o direcție normală pe frontul de undă. Deoarece abaterile de la undele secundare normale excitat de scăderile de amplitudine și devine zero, atunci când unghiul de valori egale sau mai mari de 90 ° (fără valuri secundare propagă wavefront din direcția inversă).