为什么你需要菲涅耳区

日期:

2018-05-15 01:15:39

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菲涅耳区-这一地区,这打破了表面的声音或光波进行计算的结果衍射的声音或光。 这种方法首先适用于由O.菲涅耳在1815.菲涅耳区

的历史背景

奥古斯丁让*菲涅尔(10.06.1788-14.07.1827)-法国物理学家。 毕生致力于研究性质的物理的光学元件。 他还在1811的影响下E.海棠开始研究物理学,很快成为有兴趣实验研究的领域中的光学元件。 在1814年quot;重新发现和quot;的原则,干扰,并且于1816年-m补充众所周知的惠更斯的原则,其中介绍了该概念的一致性和干扰的小的波浪。 1818年,工作的基础上,制定理论的衍射的光。 他介绍了实践的考虑衍射的边缘,圆孔。 进行了试验,后来成为一个典型的,与双主和基本上干扰光。 在1821年,证明了的事实poperechnoi光波,在1823年,开椭圆形和偏振光。 解释的基础上,波概念色偏振和旋转平面的偏振光和双折射。 1823年,他成立了法律的折射和反射光线上的固定平面的两个介质。 沿用荣格被认为是创始人的波光学元件。 发明一个数量干涉仪器,例如菲涅耳镜或菲涅耳biprism的。 考虑创办一个全新的方式的灯塔照射。
衍射的光菲涅耳区

一点点的理论

确定菲涅耳区尽可能获得的有孔的任意的形状,以及所有没有他。 然而,从这点来看的实际上的权宜之计,最好是考虑到孔一个圆形的。 光源和观点必须在在一条直线,这是垂直的平面屏幕和通过中心的小孔。 事实上,在菲涅耳区有可能打破任何表面上,通过其通过的光波。 例如,表面上的平等的阶段。 然而,在这种情况下,它会更容易的闯入的区域平面孔。 为此,我们考虑的基本光学的任务,这将使我们能够确定不仅在半径的第一菲涅尔区,但还有随后的随机数字。

的任务的尺寸的戒指

开始想象的是什么表面上的平洞位于光源之间(的一点)和观察员(N)。 这是垂直的线SN。 该部SN通过中心圆孔(O)。 由于我们的问题有一个轴对称,菲涅耳区将有环的形式。 并决定将减少到判定该半径圈圈有任意的数目(m)。 最大值被称为半径的该区域。 要解决的问题,需要做更多的建设,即,可选择任意一点(A)中的平面孔,并把它连接到段直线与该点观察和光源。 因此,我们有三角形。 然后你可以让这个流光来观察员沿途圣,一个较长的道路比的一个会走路的SN。 这意味着,差异的SA+-SN的确定差异的波阶段已通过从次要来源(O)在观察点。 从这种价值取决于所得到的干扰波来自位置的观察员,因此光强度在这一点上。
菲涅尔区针对平浪潮

计算的第一次半径

我们发现,如果该路径差等于一半的波长的光(和lambda;/2),光来观察员在相反的阶段。 从此我们可以得出结论,如果该路径的差异小于和lambda;/2,然后光将来在相同的阶段。 这个条件SA+-SN≤和lambda;/2,通过的定义,是的条件,这一点是在第一环,就是说,首先菲涅耳区。 在这种情况下,边界的这个圈子,路径差额将等于光的波长。 所以这个平等的允许确定的半径的第一个区域,并表示它R<子>1. 如果路径的差别相对应和lambda;/2这将等于该段OA。 在这种情况下,如果距离远优于孔的直径(通常被认为是这样的选择),然后从几何考虑,半径的第一个区域,是确定根据以下公式:<子>1=√(和lambda;**)/(CO+他).

的半径菲涅耳区

公式用于确定随后的价值的半径圈是完全相同,上面所讨论的,仅分子被添加到所需数量的区域。 在这种情况下,该公式的道路的差异将是:SA+-SN&le;m*和lambda;/2或SA+-co-&le;m*和lambda;/2. 它遵循的半径搜索区域的数目;m号的;定义的以下公式:<子>M=&radic;(m*和lambda;**)/(CO+)=R<子>1与radic;m第涅耳区

总结的临时结果

它可以指出,打破区域-分离的次级光源的来源,有相同的区域为P<子>M=π*R<子>M2和pi;*P<子>M-12=π*R<子>12=P<子>1. 光从邻菲涅尔区来的相对的相,因为路差的邻戒指是,通过的定义,等于光的波长。 推广这一结果,我们发现,在安排上的孔界(如光从邻近到达的观察员与一个固定的相区别),将意味着打破戒指的同一地区。 这一发言是很容易地证明使用的任务。
的数量菲涅耳区

菲涅耳区对面波

考虑分列的广场上的孔薄环平等的区域。 这些圈子是次要的来源的光。 幅度的光波,来自每个环观察员,大约相同。 此外,相差从相邻的圆点N也是相同的。 在这种情况下,复杂的幅度,在这点上观察员除了单个复杂的飞机形式的一部分的圆弧。 总幅度-弦。 现在考虑如何改变模式的求和复杂的幅度在改变的情况下半径的孔,同时保持其他参数的问题。 在这种情况下,如果洞打开了观察员只有一个区域,绘画的外将代表圆的一部分。 的幅度后一环,将旋转的角度&pi;中心的一部分,因为不同的第一区,通过定义、平等和lambda;/2. 角度和pi;将意味着幅度将一半的周长。 在这种情况下,总值观测点,将等于零-零弦长。 如果你将打开三个环,该图将表示一半圈等。 幅度的观察员甚至环数等于零。 在这种情况下使用时数为奇数的圈子,它会被最高和价值相等的管直径在复杂的飞机之外的幅度。 所考虑的问题是充分披露的方法的菲涅耳区。的半径将首先菲涅耳区

简短的关于特殊情况下

考虑稀少的条件。 有时候解决问题的国家使用的小数量的菲涅耳区。 在这种情况下,下半的戒指,懂了四分之一圈的模式,将相对应的一半,该地区的第一区。 计算得出类似的任何其他小数值。 有时条件意味着一个分数量的环的关闭和这么多开放。 在这种情况下,总幅度的领域是像矢量差幅度的两个任务。 当所有区域都是打开的,则没有障碍物的路上的光波,画面,将在形成一种螺旋。 这是因为当你打开一个大型的环的数量应当考虑的依赖辐射二次光源的观点和方向的次要来源。 我们发现,光从地区有一个更高的数量有了小幅度。 该中心收到的螺旋是一个圈子的第一和第二环。 因此,该领域幅度的情况时打开所有区域的两倍低于一个开放的第一轮和强度不同,在四倍。

衍射的光菲涅耳区

的比较透镜和区域板

如果你靠近所有的奇数或所有偶数菲涅耳区,然后在观察员是一个光波带大的幅度。 每一个戒指给复平面的一半圈。 所以,如果你离开奇区,然后一般的螺旋将只有一半的这些圈子,这给作出的贡献的总幅度目上号;以的。 这一障碍通道的光波,这仅仅是开放的一种类型的戒指被称为区域板。 光的强度在观察点多的时间超过光强度在记录。 这是因为光波,从每个开放的环命的观察员在相同的阶段。一个类似的情况存在,与聚焦光的镜头。 她不像LP,没有环不会关闭,变化轻相关π*(+2和pi;*m)从那些圈子这是封闭区板。 结果,幅度的光波翻了一番。 此外,透镜消除了所谓的互相转变,这需要在一个单一环。 它扩展了在复杂的飞机半圆的每个区域的一条直线。 结果,幅度增加在aπ时,整个螺旋上的复杂面,透镜将部署在一个直线。

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