Эмне үчүн Fresnel зонасы

Fresnel зонасы - үн же жарык толкундарынын жер үстүндөгү үн демилгечи натыйжалары же жарык, эсептешүүлөрдү жүзөгө ашыруу үчүн турган жерлер бар. Бул ыкма биринчи жолу 1815-жылы O.Frenel колдонулган.

тарыхый маалымат

Augustin-Жан Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - French доктор. Ал физикалык оптика касиеттерин изилдөө үчүн өз өмүрүн арнаган. Ал ошондой эле 1811-жылы Э. Malus таасири астында көп өтпөй, Ааламды изилдөө үчүн өз алдынча баштаган оптика тармагында эксперименталдык изилдөө кызыкдар болуп калды. 1814-жылы, кийлигишүү ынанымын "кайрадан", ал эми 1816-жылы башталгыч толкундардын ырааттуулук жана кийлигишүү түшүнүгүн киргизген Гюгенс белгилүү ылайык, деп кошумчалады ал. 1818-жылы аткарган иштери жөнүндө куруп, анын теориясын иштеп чыккан жарык демилгечи болгон. Ал экинчи четине чейин демилгечи карап тажрыйбасын, ошондой эле тегерек тешик киргизилген. жарык кийлигишүүгө biprism жана bizerkalami менен жүргүзүлгөн эксперименттер, азыр классиктер. 1821-жылы жарык толкундарынын өзүн өзү табиятынан чындыкты далилдеп, 1823-жылы айлана жана эллиптикалык каршылашууну ачты. Анын айтымында, толкун өкүлчүлүктөрүнүн Chromatic чалгындоо негизинде түшүндүрүп, ошондой эле учак айлануу жарыктын экиге жана birefringence. 1823-жылы, ал сынуу жана мыйзамдарды бекиткен жарыктын чагылдырылышы эки массалык маалымат каражаттарынын ортосундагы туруктуу жалпак бетинде. Янгдын менен катар толкун оптика жаратуучусу болуп эсептелет. Мындай күзгүдөн же Fresnel biprism Fresnel бир нече тоскоолдуктарды аппараттардын, ойлоп турат. Бул маяк жарык менен таптакыр жаңы жол негиздөөчүсү болуп эсептелет.

теориясынын бир үзүм

Fresnel демилгечи мүмкүн кандайдыр бир абалда бир тешиги боюнча аныктайт жана жалпысынан ал жок. Ошентсе да, пайдасы жагынан ал тегерек тешик абалда, аны дарылоо үчүн жакшы. Бул учурда, жарык булагы жана байкоо пункту экрандын тегиздикке перпендикуляр бир сапта болушу керек жана тешиктен борбору аркылуу өтөт. Чынында эле, Fresnel аймагында нур толкундарынын кайсы бетин менен жокко чыгара алат. Мисалы, equiphase бети. Бирок, бул учурда ал жалпак зонасы тешик тайдыруу үчүн ыңгайлуу болот. Бул үчүн биз биринчи Fresnel аймагын радиусу гана эмес, аныктоого мүмкүнчүлүк берет, ошондой эле туш келди сандар менен кийинки баштапкы оптикалык маселелерди карайт.

шакектерге өлчөмүн аныктоо милдети

жалпак тешиктин бети жарык булагынан (пункт C) жана байкоочу (пункт H) ортосунда деп элестетип баштайт. Бул сапта CH багыт болуп саналат. CH сегмент тегерек тешик борбору аркылуу өтөт (пункт O). Биздин максатыбыз болгондуктан симметриянын огу, Fresnel зонасы шакек түрүндө болот. Чечим эркин саны бул чөйрөлөр радиустагы аныктоо (м) чейин төмөндөйт. максималдуу балл аймагын радиусу деп аталат. маселени чечүү үчүн кошумча куруу үчүн зарыл болгон, атап айтканда: эркин ойду (A) байкоо ачуу жана карашынан түз сызык бөлүктөрдү кошуу менен учак менен жарык булагынан тандап. Натыйжада үч бурчтуктун SAN болуп саналат. Ошондо САН жолуна байкоочу келген жарык толкун, жол CH алып караганда узагыраак жолго деп, аны кабыл алышы мүмкүн. Бул жол айырмасы CA + AN-CH толкун мүнөзү байкоо учурда экинчи булактарды (А жана D) өтүп жаткан ортосундагы айырманы аныктайт дегенди билдирет. Бул мааниден ошол учурда байкоочу абалын, демек, жарык, ынталуулук менен пайда кийлигишүүсү толкундарды көз каранды болгон.

Биринчи радиуста эсептөө

Биз болсо, жол айырма жарым жарык толкун (λ / 2) барабар, antiphase жарык байкоочу келе жаткан болот. Бул жол айырмасы λ / 2 аз боло турган болсо, анда жеңил эле этабына келет деген тыянак чыгарса болот. Бул абал CA + AN-SN≤ λ / 2, аныктоосу менен алсак, пункту биринчи шакектин жайгашкан абалы, б.а. биринчи Fresnel зонасы болуп саналат. Бул учурда, айлана жолу айырмага чек арасы жарыктын жарым узундугуна барабар. Демек, бул барабардык белгиленет биринчи аймагын радиусу, аныктоо үчүн _1-б. / 2 Л тийиштүү жол айырмасы, ал сегментинде OA барабар болот. Мындай учурда, аралыктар олуттуу CO тешик диаметр (адатта ушундай жактан каралат) ашып кетсе, биринчи аймагын геометриялык радиуста кароонун төмөнкүдөй бисмиллах менен аныкталат: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

Fresnel аймагын радиустагы эсеби

кийинки шакектери элемент баалуулуктарын аныктоо үчүн формула бирдей жогоруда гана каалаган аймак санынын алым кошулган талкууланды болуп саналат. жол айырма ошол учурда бирдей эле болуп калат: CA + AN-SN≤ м * λ / 2 же CA + AH-CO-ON≤ м * λ / 2. Бул сан "м" менен каалаган аянтынын радиусу төмөнкүдөй аныктайт төмөнкүчө: P _м = √ (м * λ * CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

аралыктуу жыйынтыктарын чыгаруу

Бул чуулгандуу аймагын кетүү мүмкүн - бир эле жер тилкеси бар электр берүүлөрдүн орто жарык булагынан ажыратуу, = π * н _м R ² _м - π * R ² _м-1 = π * ₁ P ² = _1-б. аныктама боюнча кошуна шакекчелерге жолу айырмасы жарык жарым узундугуна барабар болот, анткени Fresnel аймактарды Кошуна Light, карама-каршы баскычында турат. Бул натыйжаны жалпылаштыруу, биз чөйрөлөр боюнча көзөнөктү бузулуп (кошуна мындай деп жарык туруктуу этабы айырма менен байкоочу жетет) деп жыйынтык ошол эле аянтта шакек сындырып келет. Бул ырастоо жонокой маселенин жардамы менен далилдеп турат.

бир учак толкун үчүн Fresnel зонасы

бөлүштүрүү бирдей аянты ичке шакектерге киргизди аймакты ачып карап көрөлү. Бул чөйрөлөр орто жарык булактары болуп саналат. байкоочу ар бир шакектин жарык толкун келиши менен бир- ге, болжол менен бирдей. Мындан тышкары, жагдай H боюнча чектеш чейинки доор айырма да ушуну айтууга болот. Бул учурда, байкоочу бирдиктүү комплекстүү учак түрү айлананын бөлүгүн кошо алганда татаал кандай узундуктагы - жаа. Ошол эле жалпы бир- - бир аккорд. Эми маселенин башка параметрлерди сактоо, ал эми тешиктен радиустагы өзгөргөн учурда бойлору отчетун өзгөрүшү үлгүсүн карап көрөлү. Мындай учурда, эгерде тешик байкоочу үчүн бир гана аймагын ачат, узор кошуу бөлүгү circumferentially берилет. акыркы мөөр шакеги менен бир- бир бурч борбордук бөлүгү π тууганы тарабынан жантайып калат, башкача айтканда. К. биринчи аймагын жол айырмасы менен аныктоо, / 2 Л барабар. Бул бурчтун π бир- ге жарым айланасы болот деген болот. Бул учурда, байкоо учурда бул баалуулуктарды суммасы нөл - нөл аккорд узундугу. үч шакек ачылат, анда сүрөт ж.б.у.с. жарым айлана жана өкүлдүк кылат. шакектерди да саны байкоочунун пунктунда бир- ге барабар. Жана пайдаланган учурда так санын чөйрөлөрдө, аны жогорку наркы жана толуктоо узундуктагы комплекстүү учак диаметри узундугуна барабар болот. Жогоруда максаттары толугу менен ачык ыкма Fresnel зонасы болуп саналат.

өзгөчө учурларда жөнүндө кыскача

сейрек шарттарды карап көрөлү. Кээде, Fresnel зоналардын бөлчөк колдонобуз маселе мамлекеттерди чечүү. Бул учурда, жарым шакек биринчи аймагын жарым аймакка туура келет чейрек тегерек үлгү түшүнөбүз. Ошо сыяктуу эле, ар кандай башка бөлчөк баасын эсептегенде. Кээде шарт шакектерге айрым бөлчөк сан жабык жана ушунчалык ачык деп эсептейт. Мындай учурда, кабар айтуу багыты жалпы бир- эки милдеттердин узундуктагы айырмасы катары кездешет. Бардык аймактар ачык болгондо, анда жарык толкун жолунда эч кандай тоскоолдук, картина бушайман болуп карап турган жок. Сиз шакектерге көп саны байкоочу пунктуна жарык булагы эмиссиясынын карандылыгын эске алышы керек жана экинчи булагы жетекчилиги ачканда, анткени экен. Биз жогорку саны зонадан жарык кичинекей амплитудага ээ экенин көрөбүз. Center алынган спиралы биринчи жана экинчи шакектерге деди орто жоондугу болуп саналат. Ошондуктан, талаа бүт көрүнгөн аянты ачык биринчи дискке караганда эки эсе аз болгон учурда жайылышы, жана сыйымдуулук төрт эсеге айырмаланып турат.

Fresnel демилгечи жарык

бул терминдин маанисин карап көрөлү. Fresnel демилгечи абалы чакырттык, тешик аркылуу бир нече аймактарды ачат. Биз шакектерге көп ачат болсо, анда бул параметр көрмөксөн болушу мүмкүн, ал геометриялык оптика үчүн бюонча аракет. аркылуу тешик байкоочу аз бир зона үчүн ачылган учурда, бул аталган Fraunhofer демилгечи. жарык булагы менен байкоочу пункту тешиктен жетиштүү алыс болсо, Ал ыраазы болуп эсептелет.

аймак табак линзанын менен салыштыруу

байкоочу боюнча көбүрөөк буруу менен жарык толкун, ал эми силер, баарын так же бардык Fresnel аймагын жаап болсо. татаал учак ар бир шакек жарым айлана берет. Демек, ачык калтырылган болсо, так зоналар, анда жалпы эле "төмөндөн жогору" жалпы бойлору салым чөйрөсүнүн бөлүшөт алып-. бир гана ачык шакекчелерди түрү, аймагы табак деп турган жарык толкун, жолуна тоскоол болгон. байкоочу боюнча жарык күчү бир нече жолу табличканын жарык көп талап жогору. Бул ар бир ачык рингге жарык толкун ошол эле баскычта байкоочу үчүн белгиленгенден жаткандыгы менен байланыштуу.

Ушундай эле жагдай линза менен жарык буруу менен байкалат. Бул, плиталардын айырмаланып, эч кандай шакекче жабылып, π * менен этабына жарык (+ 2 π * м) аймагы тасма жабык чөйрөлөрүнөн түрткү эмес. Натыйжада, жарык толкун менен бир- эки эсе болот. Андан тышкары, линзалар бир шакекке ичинде өз ара этап жылыштар деп аталган жок. Бул түз сызык сегментинде ар бир зона үчүн жарым жоондугу комплекстүү учак ачылып берилет. Натыйжада, π эсеге бир- ге көбөйөт, жана бүт комплекстүү учак спираль линзалар түз сызык салып окуялар.