Principiul Huygens - Fresnel
Difractia luminii (de la diffractus latină -. Rupta, refractate) - abaterea de propagare a luminii de la legile opticii geometrice, reflectate razele de lumină în rotunjirea corpurile opace la limită, penetrarea luminii la umbra geometrică, îndoire de mici obstacole ușoare. Difracția apare atunci când lumina se propagă într-un mediu cu neregularități pronunțate. lumina Difracția - proprietăți de undă ale luminii de afișare în condiții extreme de tranziție de unda la optica geometrice. Fenomenul de difracție a luminii poate fi explicată pe baza principiului Huygens.
Principiul Huygens - principiul că fiecare punct al Wavefront în acest moment este centrul de wavelet secundare, care dă poziția plicului a frontului de undă în clipa următoare. Principiul Huygens face posibilă pentru a explica legile reflecției și refracției luminii, dar nu este suficient pentru a explica fenomenele de difracție, Fresnel, care a completat Huygens ideea de principiu interferența undelor secundare.
Principiul Huygens-Fresnel - dezvoltarea în continuare a principiului O. H. Huygens Fresnel, care a introdus noțiunea de coerență și de interferență a wavelet secundare. Conform principiului Huygens-Fresnel dereglării val la un moment dat poate fi prezentat ca rezultat al interferenței undelor coerente elementare secundare emise de către fiecare element al unui val de suprafață (front de undă). Principiul Huygens-Fresnel ajută la explicarea fenomenului de difracție. Fiecare element al ariei suprafeței de undă este o sursă de val sferic secundar, a cărei amplitudine este proporțională cu aria celulei. Punctul de observație al acestui element vine leagăn
în care - factor în funcție de unghiul dintre suprafața normală și direcția punctului de observație; - distanța de la suprafața elementului până la punctul de observație; - faza a elementului de oscilație la locul locație.
Oscilația rezultată în punctul de observație este superpoziției oscilații coerente de la toate elementele suprafeței de undă, ajuns la punctul de observație. Pentru a calcula rezultate amplitudinile de oscilație pentru alte scopuri decât simetrie cazuri, Fresnel metoda propusă, numita metoda zonelor Fresnel. Există două tipuri de difracție: difracție și Fresnel difracție Fraunhofer.
difracție Fraunhofer (raze paralele) - unde plane de difracție pe un obstacol (obstacol din sursa de lumină este îndepărtată la distanță infinită).
Fresnel Difracția - difracție sferice de undă a luminii pe neomogenitatea (de exemplu, gaura din ecran). difracției Fresnel se efectuează în cazurile în care sursa de lumină și ecran, care servește pentru a observa modelul de difracție sunt situate la distanțe finite de obstacolele cauzate de difracție.
Metoda zonelor Fresnel.
Zona Fresnel - porțiunile inelare, care împart suprafața sferică a unui front de undă a luminii atunci când se analizează problemele difracția undelor în conformitate cu principiul Huygens - Fresnel pentru simplificarea calculelor la determinarea amplitudinii undei la un moment dat în spațiu. Să val monocromatic propagates din punct la punctul de observație. Poziția Wavefront la un moment indicat în figură. Conform principiului Huygens - operarea sursei Fresnel înlocui acțiunea surselor secundare (imaginare) situate pe suprafața unui front de undă sferică, care este împărțit în zone inelare, astfel încât distanța față de marginile adiacente zonelor punctelor de observare difera de unde - lungime de undă. (Figura - punctul de intersecție al frontului de undă cu distanța linie = ..). Apoi, distanța de la marginea zonei lea până la punctul de observație este egal
Raza exterioara a zonei Fresnel lea
Zona banda th
pentru a nu suprafață prea mare a zonelor Fresnel sunt identice.
Deoarece vibrațiile din zonele adiacente sunt la distanțele punctelor care diferă de unii până la punctul în care vin în opoziție. La calcularea amplitudinii metodei de oscilație care rezultă în zona Fresnel trebuie să fie, de asemenea, remarcat faptul că, odată cu creșterea de oscilație numărul zonei de amplitudine, vine la un punct monotonnoubyvayut: A1> A2> A3> A4> .... Putem presupune că AM amplitudinea oscilațiilor este egală cu media aritmetică a amplitudinile zonelor adiacente: Amplitudinea vibrațiilor rezultate ale luminii care vine din întreaga Wavefront la punctul va fi egal cu:
Această expresie poate fi reprezentat după cum urmează:
ca expresie în paranteze este zero, iar amplitudinea ultima zonă Fresnel este infinitezimal. În consecință, amplitudinea produsă de punct peste Wavefront sferic, amplitudinea este jumătate din zona Fresnel centrală generată. Dacă 1m, 0,5 microni, raza primei zone Fresnel este egală cu 0,5 mm. În consecință, lumina de la sursă la punctul de observație deoarece se extinde într-un canal îngust în față, adică, aproape în linie dreaptă.
Vibrațiile din zonele impare și chiar Fresnel sunt reciproc în antifază și se anulează reciproc. În cazul în care orice obstacol se suprapune peste o porțiune a Wavefront sferice, calcularea amplitudinii oscilațiilor care rezultă în punctul de observație de către zona Fresnel a înregistrat numai o zonă Fresnel deschisă. Dacă ați pus în calea plăcii de undă a luminii, care s-ar suprapune cu toată zona de par sau impar Fresnel, amplitudinea vibrațiilor la punctul de observație crește dramatic. O astfel de placă este numită o zonă. Placă de zonă crește foarte mult intensitatea luminii la punctul. acționând ca o lentilă convergentă.