لماذا منطقة فريسنل

منطقة فريسنل - مناطق داخل أي سطح موجات الصوت أو الضوء لتنفيذ العمليات الحسابية نتائج حيود الصوت أو الضوء. تم تطبيق هذه الطريقة لأول مرة في عام 1815 O.Frenel.

معلومات تاريخية

أوغستين-تشان Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - الفيزيائي الفرنسي. وقال انه كرس حياته لدراسة خصائص البصريات الفيزيائية. وأيضا في عام 1811 تحت تأثير E مالوس بدأ مستقل لدراسة الفيزياء، وسرعان ما أصبحت مهتمة في البحوث التجريبية في مجال البصريات. في عام 1814، و "اكتشاف" مبدأ التدخل، وعام 1816 أضاف مبدأ معروفة من هيغنز، والتي أدخلت مفهوم التماسك وتداخل الموجات الابتدائية. في عام 1818، وبناء على العمل المنجز، وقال انه وضعت نظرية الحيود خفيفة. وقدم ممارسة النظر في الحيود من الحافة، فضلا عن ثقب دائري. التجارب التي أجريت، والآن الكلاسيكية، مع biprism وbizerkalami التدخل الخفيف. في عام 1821 أثبت حقيقة طبيعة عرضية من موجات الضوء، في عام 1823 افتتح الاستقطاب دائري وبيضاوي الشكل. وأوضح على أساس التمثيل موجة الاستقطاب لوني، وكذلك دوران الطائرة من استقطاب الضوء والانكسار. في عام 1823، أسس قوانين انكسار و انعكاس الضوء على سطح مستو ثابت بين وسائل الإعلام اثنين. جنبا إلى جنب مع جونغ يعتبر خالق البصريات الموجة. هو مخترع العديد من الأجهزة تدخل، مثل مرآة أو فريسنل biprism فريسنل. واعتبرت مؤسس طريقة جديدة كليا لإضاءة المنارة.

وهناك القليل من نظرية

تحديد فريسنل الحيود من الممكن للحفرة من أي شكل، وعموما من دون ذلك. ومع ذلك، من وجهة نظر جدوى فمن الأفضل التعامل معها في شكل حفرة دائرية. في هذه الحالة، يجب أن يكون مصدر الضوء ونقطة مراقبة على الخط الذي هو عمودي على الطائرة الشاشة ويمر عبر مركز الثقب. في الواقع، في منطقة فريسنل يمكن كسر أي سطح من خلالها موجات الضوء. على سبيل المثال، سطح equiphase. ومع ذلك، في هذه الحالة لن تكون مريحة للخروج من حفرة منطقة مسطحة. لهذا نعتبر المشاكل البصرية الأولية، والتي سوف تسمح لنا لتحديد ليس فقط نصف قطر منطقة فريسنل الأولى، ولكن أيضا المتابعة مع أرقام عشوائية.

مهمة تحديد حجم الحلقات

للبدء في تصور أن سطح الحفرة مسطح بين مصدر الضوء (نقطة C) والمراقب (نقطة H). ومن عمودي على خط CH. يمر قطاع CH خلال الجولة مركز الثقب (نقطة O). منذ هدفنا هو محور التناظر، ستكون منطقة فريسنل في شكل حلقات. سيتم تخفيض قرار لتحديد نصف قطر هذه الدوائر مع عدد التعسفي (م). ويطلق على القيمة القصوى نصف قطر المنطقة. لحل المشكلة فمن الضروري القيام الإنشاءات الإضافية، وهي: اختيار نقطة عشوائية (A) في الطائرة من فتح وتوصيله قطاعات خط مستقيم من نقطة المراقبة ومصدر الضوء. والنتيجة هي مثلث SAN. ثم هل يمكن أن تجعل من ذلك أن الموجة الخفيفة وصوله للمراقب على طول مسار SAN، يمر مسار أطول من تلك التي سوف تتخذ CH المسار. وهذا يعني أن الفرق مسار CA + AN-CH يعرف الفرق بين يتم تمرير المراحل موجة من مصادر ثانوية (A و D) في نقطة مراقبة. من هذه القيمة تعتمد موجات تدخل الناتجة مع موقف المراقب، وبالتالي شدة الضوء عند هذه النقطة.

حساب نصف قطر الأول

نجد أنه إذا كان الفرق مسار يساوي نصف الطول الموجي للضوء (λ / 2)، وعلى ضوء قادم للمراقب في antiphase. ويمكن أن نخلص إلى أنه إذا كان الفرق مسار سوف يكون أقل من λ / 2، وعلى ضوء سيأتي في المرحلة نفسها. هذا الشرط CA + AN-SN≤ λ / 2، بحكم التعريف، هو شرط أن النقطة (أ) يقع في الحلقة الأولى، أي أنها منطقة فرانيل الأولى. في هذه الحالة، حدود الفرق مسار دائرة يساوي نصف الطول الموجي للضوء. وبالتالي هذه المعادلة لتحديد نصف قطر المنطقة الأولى، تدل P _1. عندما يكون الفرق بين مسار الموافق λ / 2، وسوف يكون مساويا لقطاع الزراعة العضوية. في هذه الحالة، إذا تجاوزت المسافات ثقب قطره CO كبير (عادة تعتبر مجرد هذه تجسيدات)، يتم تعريف اعتبارات دائرة نصف قطرها الهندسي للمنطقة الأولى الصيغة التالية: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

حساب نصف قطر منطقة فريسنل

صيغة لتحديد قيم نصف قطر من الحلقات اللاحقة متطابقة نوقشت أعلاه، فقط إضافة إلى بسط عدد المنطقة المطلوب. في ذلك المساواة بين حالة اختلاف مسار يصبح: CA + AN-SN≤ م * λ / 2 أو CA + AH-CO-ON≤ م * λ / 2. ويتبع ذلك أن نصف قطر المنطقة المرغوبة مع الرقم "م" يحدد الصيغة التالية: P _م = √ (م * * λ CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

تلخيص نتائج المتوسطة

وتجدر الإشارة إلى أن لمنطقة الانهيار - الفصل بين مصدر الضوء الثانوية إلى إمدادات الطاقة لديها نفس المنطقة، _وم ن = π * R ² _م - π * R ² _م-1 = π * ₁ P ² = P _1. الضوء من المناطق المجاورة فريسنل يأتي في مرحلة المعاكس، لأن الفرق مسار حلقات المجاورة بحكم التعريف مساويا لنصف الطول الموجي للضوء. تعميم هذه النتيجة، فإننا نستنتج أن كسر الفتحات الموجودة على الدوائر (مثل هذا الضوء من المجاورة يصل المراقب مع فرق الطور الثابت) يعني كسر الحلبة في نفس المنطقة. ثبت هذا القول بسهولة مع مساعدة من هذه المشكلة.

منطقة فريسنل لموجة الطائرة

النظر انهيار منطقة فتح في حلقات أرق من منطقة متساوية. هذه الدوائر هي مصادر الضوء الثانوية. اتساع وصول موجة خفيفة من كل حلقة للمراقب، تقريبا نفس. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الفرق مرحلة من مجموعة المجاور في H النقطة هي أيضا نفس الشيء. في هذه الحالة، وسعة معقدة في المراقب عندما أضاف في واحد معقد شكل الطائرة جزءا من دائرة - القوس. السعة الإجمالية لنفسه - على وتر حساس. ننظر الآن كيف تغير نمط الجمع من السعة في حالة تغيير نصف قطر الثقب مع الحفاظ على معايير أخرى للمشكلة. في هذه الحالة، إذا كان ثقب يفتح منطقة واحدة فقط للمراقبة، يتم توفير نمط مضيفا جزء محيطي. يتم تدوير اتساع حلقة الماضية من قبل زاوية π نسبة إلى الجزء المركزي، أي. K. الفرق مسار المنطقة الأولى، بحكم التعريف، أي ما يعادل λ / 2. هذه الزاوية سوف يعني π والسعة أن يكون نصف محيط. في هذه الحالة، فإن مجموع هذه القيم في نقطة مراقبة صفر - صفر طول الوتر. إذا كان سيتم فتح ثلاث حلقات، ثم الصورة سوف تمثل نصف دائرة وهلم جرا. السعة في وجهة نظر المراقب من عدد زوجي من حلقات صفرا. وفي حالة عند استخدام عدد فردي من الدوائر، وسوف يكون مساويا لقيمة الحد الأقصى وطول قطرها في الطائرة معقدة من سعة بالإضافة. الأهداف المذكورة أعلاه بشكل كامل طريقة فتح مناطق فريسنل.

بإيجاز عن حالات معينة

النظر في حالات نادرة. في بعض الأحيان، من أجل حل مشكلة الدول التي تستخدم عددا كسور مناطق فريسنل. في هذه الحالة، تحت الحلبة النصف تحقيق نمط ربع دائرة، والتي سوف تتوافق مع نصف مساحة المنطقة الأولى. يحسب بالمثل أي قيمة كسور أخرى. أحيانا تقترح شرط أن بعض العدد الكسري حلقات مغلقة وذلك انفتاحا. في مثل هذه الحالة، يتم العثور على السعة الإجمالية للناقلات الميدان واختلاف سعة من المهمتين. عند كافة مناطق مفتوحة، ثم لا يوجد أي عقبة في مسار موجات الضوء، فإن الصورة تبدو وكأنها دوامة. كما تبين، لأنه عندما تقوم بفتح عدد كبير من حلقات ينبغي أن تأخذ في الاعتبار الاعتماد من الانبعاثات من مصدر الضوء إلى نقطة المراقبة واتجاه مصدر ثانوي. نجد أن الضوء القادم من منطقة مع عدد أكبر ديها السعة الصغيرة. مركز الحصول على الحلزون في محيط الأوسط من حلقات الأولى والثانية. ولذلك، فإن اتساع حقل في الحالة التي يكون فيها كل المنطقة المرئية أقل من مرتين مما كانت عليه في فتح القرص الأول، وكثافة تختلف من أربع مرات.

ضوء حيود فريسنل

دعونا ننظر إلى ما هو المقصود من هذا المصطلح. دعا فريسنل حالة الحيود، عندما من خلال ثقب يفتح عدة مجالات. إذا كنا سوف تفتح الكثير من الحلقات، ثم هذا الخيار يمكن تجاهلها، وهذا هو المبذولة في تقريب البصريات الهندسية. في الحالة حيث يتم فتح ثقب من خلال لمراقب إلى حد كبير منطقة أقل من واحد، ويسمى هذا الشرط فراونهوفر الحيود. وهو يعتبر أن تكون راضية إذا كان مصدر الضوء وجهة المراقب وعلى مسافة كافية من الحفرة.

مقارنة بين عدسة لوحة منطقة و

إذا قمت بإغلاق كافة الغريب أو كل منطقة حتى فريسنل، وفي المراقب هو موجة الضوء مع زيادة السعة. كل حلقة من الطائرة معقدة يعطي نصف دائرة. حتى إذا ترك الباب مفتوحا المناطق ونيف، ثم مجموع ستتحول فقط نصفين من الدوائر، التي تسهم في اتساع العامة لل"أسفل إلى أعلى". العقبة في مسار الموجة الخفيفة، في أي نوع واحد فقط من حلقات مفتوحة، ودعا لوحة منطقة. شدة الضوء في المراقب تتجاوز مرارا شدة الضوء على طبق من ذهب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن موجة خفيفة من كل حلقة مفتوحة ووضع علامة للمراقب في المرحلة نفسها هذه.

ويلاحظ وجود حالة مماثلة مع التركيز الضوء مع عدسة. ذلك، خلافا لوحات، ليست مغلقة لا الخواتم، وينتقل الضوء في المرحلة التي كتبها π * (+ 2 π * م) من الدوائر التي أغلقت لوحة منطقة. ونتيجة لذلك، تضاعف سعة الموجة الخفيفة. وعلاوة على ذلك، فإن عدسة يلغي ما يسمى مرحلة التحولات المتبادلة التي تقع ضمن حلقة واحدة. توسعها على متن الطائرة المعقدة للمحيط نصف لكل منطقة في شريحة خط مستقيم. ونتيجة لذلك، فإن زيادة السعة من قبل مرات π، وكلها عدسة دوامة طائرة معقدة تتكشف في خط مستقيم.