Diffraction ng liwanag- ito ang paglihis ng mga light ray mula sa rectilinear propagation kapag dumadaan sa makitid na mga puwang, maliliit na bukana o kapag yumuyuko sa maliliit na hadlang. Ang phenomenon ng light diffraction ay nagpapatunay na ang liwanag ay may mga katangian ng alon.
Upang obserbahan ang diffraction, maaari kang: 1. magpasa ng liwanag mula sa isang pinagmulan sa isang napakaliit na butas o maglagay ng screen sa isang malaking distansya mula sa butas. Pagkatapos ay makikita sa screen ang isang kumplikadong larawan ng liwanag at madilim na concentric ring. 2. O direktang liwanag sa isang manipis na kawad, pagkatapos ay makikita ang mga liwanag at madilim na guhit sa screen, at sa kaso ng puting liwanag, isang guhit na bahaghari.
Prinsipyo ng Huygens-Fresnel. Ang lahat ng pangalawang mapagkukunan na matatagpuan sa ibabaw ng harap ng alon ay magkakaugnay sa bawat isa. Ang amplitude at yugto ng alon sa anumang punto sa espasyo ay resulta ng interference ng mga alon na ibinubuga ng mga pangalawang pinagmumulan. Ipinapaliwanag ng prinsipyo ng Huygens-Fresnel ang phenomenon ng diffraction:
1. Ang mga pangalawang alon, batay sa mga punto ng parehong harap ng alon (ang harap ng alon ay isang hanay ng mga punto kung saan naabot ng oscillation sa isang takdang oras), ay magkakaugnay, dahil lahat ng mga front point ay nag-oscillate na may parehong dalas at sa parehong yugto; 2. pangalawang alon, pagiging magkakaugnay, makagambala. Ang kababalaghan ng diffraction ay nagpapataw ng mga paghihigpit sa paggamit ng mga batas ng geometric na optika: Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag, ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag ay tumpak lamang kung ang mga sukat ng mga hadlang ay mas malaki kaysa sa haba ng daluyong ng liwanag . Ang diffraction ay nagpapataw ng limitasyon sa resolution ng mga optical na instrumento: 1. Sa isang mikroskopyo, kapag nagmamasid sa napakaliit na bagay, ang imahe ay malabo. 2. Sa isang teleskopyo, kapag nagmamasid sa mga bituin, sa halip na isang imahe ng isang punto, nakakakuha tayo ng isang sistema ng liwanag at madilim na mga guhit.
Paraan ng Fresnel zone Iminungkahi ni Fresnel ang isang paraan para sa paghahati sa harap ng alon sa mga annular zone, na kalaunan ay nakilala bilang pamamaraan ng fresnel zone. Hayaang magpalaganap ang isang monochromatic spherical wave mula sa isang light source na S, P ay isang observation point. Ang isang spherical wave surface ay dumadaan sa punto O. Ito ay simetriko na may paggalang sa linyang SP. Hatiin natin ang ibabaw na ito sa mga ring zone I, II, III, atbp. upang ang mga distansya mula sa mga gilid ng zone hanggang sa puntong P ay naiiba sa l / 2 - kalahati ng haba ng daluyong ng liwanag na alon. Ang dibisyong ito ay iminungkahi ni O. Fresnel at ang mga zone ay tinawag na Fresnel zone.
Kumuha ng arbitrary point 1 sa unang Fresnel zone. Sa zone II mayroong, sa bisa ng panuntunan para sa pagtatayo ng mga zone, tulad ng isang punto na tumutugma dito na ang pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng mga sinag na papunta sa point P mula sa mga punto 1 at 2 ay magiging katumbas ng l/2. Bilang resulta, ang mga oscillation mula sa mga puntos 1 at 2 ay magkakansela sa bawat isa sa puntong P.
Ito ay sumusunod mula sa mga geometric na pagsasaalang-alang na, para sa hindi masyadong malaking bilang ng mga zone, ang kanilang mga lugar ay halos pareho. Nangangahulugan ito na para sa bawat punto ng unang zone ay may katumbas na punto sa pangalawang zone, ang mga oscillations na kung saan ay kanselahin ang bawat isa. Ang amplitude ng nagresultang oscillation na dumarating sa punto P mula sa zone na may bilang na m ay bumababa sa pagtaas ng m, i.e.
9. Fraunhofer diffraction sa pamamagitan ng isang hiwa at sa pamamagitan ng diffraction grating. Mga katangian ng diffraction grating.
Ang diffraction grating ay isang sistema ng magkatulad na mga puwang na pinaghihiwalay ng mga opaque na gaps na may pantay na lapad. Ang pattern ng diffraction mula sa grating ay maaaring isaalang-alang bilang resulta ng mutual interference ng mga wave na nagmumula sa lahat ng slots, i.e. nangyayari ang multipath interference sa diffraction grating.
Upang obserbahan ang Fraunhofer diffraction, dapat na ilagay ang isang point source sa focus ng isang converging lens, at ang diffraction pattern ay maaaring suriin sa focal plane ng isang 2nd converging lens na naka-install sa likod ng isang obstacle. Hayaang normal na mahulog ang isang monochromatic wave sa eroplano ng isang walang katapusang mahabang makitid na puwang (l >> b), l ang haba, b- lapad. Path difference sa pagitan ng beam 1 at 2 sa direksyon φ
Hatiin natin ang wave surface sa slot area MN sa mga Fresnel zone, na may anyo ng mga guhit na kahanay sa gilid M ng slot. Ang lapad ng bawat strip ay pinili upang ang pagkakaiba ng landas mula sa mga gilid ng mga zone na ito ay katumbas ng λ / 2, i.e. sa kabuuan, magkasya ang mga zone sa loob ng lapad ng slit. kasi Kung ang ilaw ay bumagsak nang normal sa puwang, kung gayon ang eroplano ng puwang ay tumutugma sa harap ng alon, samakatuwid, ang lahat ng mga punto ng harap sa eroplano ng puwang ay mag-o-ocillate sa phase. Ang mga amplitude ng pangalawang alon sa eroplano ng slot ay magiging pantay, dahil ang mga napiling Fresnel zone ay may parehong mga lugar at pantay na hilig sa direksyon ng pagmamasid.
Diffraction grating- isang optical device, ang pagpapatakbo nito ay batay sa paggamit ng phenomenon ng light diffraction. Ito ay isang koleksyon ng isang malaking bilang ng mga regular na spaced stroke (mga puwang, protrusions) na inilapat sa isang tiyak na ibabaw
Upang mahanap ang resulta ng interference ng mga pangalawang alon, iminungkahi ng Fresnel ang isang paraan ng paghahati sa harap ng alon sa mga zone, na tinatawag na mga Fresnel zone.
Ipagpalagay na ang pinagmumulan ng liwanag na S (Fig. 17.18) ay point at monochromatic, at ang medium kung saan ang liwanag ay nagpapalaganap ay isotropic. Ang harap ng alon sa isang arbitrary na sandali ng oras ay magkakaroon ng hugis ng isang sphere na may radius \(~r=ct.\) Ang bawat punto sa spherical surface na ito ay pangalawang pinagmumulan ng mga wave. Ang mga oscillation sa lahat ng mga punto ng ibabaw ng alon ay nangyayari sa parehong dalas at sa parehong yugto. Samakatuwid, ang lahat ng mga pangalawang mapagkukunang ito ay magkakaugnay. Upang mahanap ang amplitude ng oscillation sa punto M, kinakailangan upang magdagdag ng magkakaugnay na mga oscillations mula sa lahat ng pangalawang mapagkukunan sa ibabaw ng alon.
Hinati ng Fresnel ang wave surface Ф sa mga ring zone na may sukat na ang mga distansya mula sa mga gilid ng zone hanggang sa puntong M ay naiiba ng \(\frac(\lambda)(2),\) i.e. \(P_1M - P_0M = P_2M - P_1M = \frac(\lambda)(2).\)
Dahil ang pagkakaiba ng landas mula sa dalawang magkatabing zone ay \(\frac(\lambda)(2),\), kung gayon ang mga vibrations mula sa kanila ay darating sa puntong M sa magkasalungat na yugto at, kapag pinatungan, ang mga vibrations na ito ay maghihina sa isa't isa. Samakatuwid, ang amplitude ng nagreresultang light vibration sa point M ay magiging katumbas ng
\(A = A_1 - A_2 + A_3 - A_4 + \ldots \pm A_m,\) (17.5)
kung saan ang \(A_1, A_2, \ldots , A_m,\) ay ang mga amplitude ng oscillations na nasasabik ng 1st, 2nd, .., mth zones.
Ipinagpalagay din ni Fresnel na ang pagkilos ng mga indibidwal na zone sa puntong M ay nakasalalay sa direksyon ng pagpapalaganap (sa anggulo \(\varphi_m\) (Fig. 17.19) sa pagitan ng normal na \(~\vec n \) sa ibabaw ng zone at ang direksyon sa punto M). Habang tumataas ang \(\varphi_m\), bumababa ang pagkilos ng mga zone, at sa mga anggulo \(\varphi_m \ge 90^\circ\) ang amplitude ng nasasabik na pangalawang alon ay katumbas ng 0. Bilang karagdagan, ang intensity ng radiation sa ang direksyon ng point M ay bumababa sa pagtaas at dahil sa pagtaas ng distansya mula sa zone hanggang point M Kung isasaalang-alang ang parehong mga kadahilanan, maaari nating isulat na
\(A_1 >A_2 >A_3 > \cdots\)
1. Pagpapaliwanag ng straightness ng light propagation.
Ang kabuuang bilang ng mga Fresnel zone na umaangkop sa isang hemisphere na may radius SP 0 na katumbas ng distansya mula sa pinagmumulan ng liwanag na S hanggang sa harap ng alon ay napakalaki. Samakatuwid, sa unang pagtatantya, maaari nating ipagpalagay na ang amplitude ng mga oscillations А m mula sa ilang m-th zone ay katumbas ng arithmetic mean ng amplitudes ng mga zone na katabi nito, i.e.
\(A_m = \frac( A_(m-1) + A_(m+1) )(2).\)
Pagkatapos ang expression (17.5) ay maaaring isulat bilang
\(A = \frac(A_1)(2) + \Bigr(\frac(A_1)(2) - A_2 + \frac(A_3)(2) \Bigl) + \Bigr(\frac(A_3)(2) - A_4 + \frac(A_5)(2) \Bigl) + \ldots \pm \frac(A_m)(2).\)
Dahil ang mga expression sa panaklong ay katumbas ng 0, at ang \(\frac(A_m)(2)\) ay bale-wala, kung gayon
\(A = \frac(A_1)(2) \pm \frac(A_m)(2) \approx \frac(A_1)(2).\) (17.6)
Kaya, ang oscillation amplitude na nilikha sa isang arbitrary point M ng isang spherical wave surface ay katumbas ng kalahati ng amplitude na nilikha ng isang central zone. Mula sa Figure 17.19, ang radius ng mth zone ng Fresnel zone \(r_m = \sqrt(\Bigr(b + \frac(m \lambda)(2) \Bigl)^2 - (b + h_m)^2) .\) Dahil ang \(~h_m \ll b\) at ang wavelength ng liwanag ay maliit, kung gayon \(r_m \approx \sqrt(\Bigr(b + \frac(m \lambda)(2) \Bigl)^2 - b^2 ) = \sqrt(mb \lambda + \frac(m^2 \lambda^2)(4)) \approx \sqrt(mb\lambda).\) Kaya, ang radius ng unang Given na \ (~\lambda\) ang wavelength ay maaaring magkaroon ng mga halaga mula 300 hanggang 860 nm, nakukuha natin ang \(~r_1 \ll b.\) Samakatuwid, ang pagpapalaganap ng liwanag mula S hanggang M ay nangyayari na parang ang light flux ay nagpapalaganap sa loob ng isang napakakitid na channel sa kahabaan ng SM, ang diameter nito ay mas mababa sa radius ng unang zone na Fresnel, i.e. prangka.
2. Diffraction sa pamamagitan ng isang bilog na butas.
Ang isang spherical wave na kumakalat mula sa isang point source S ay nakakatugon sa isang screen na may bilog na butas sa daan nito (Larawan 17.20). Ang uri ng pattern ng diffraction ay depende sa bilang ng mga Fresnel zone na kasya sa butas. Ayon sa (17.5) at (17.6) sa punto B nagresultang oscillation amplitude
\(A = \frac(A_1)(2) \pm \frac(A_m)(2),\)
kung saan ang plus sign ay tumutugma sa odd m, at ang minus sign sa even m.
Kapag ang butas ay nagbukas ng isang kakaibang bilang ng mga Fresnel zone, kung gayon ang amplitude ng mga oscillations sa punto B ay magiging mas malaki kaysa sa kawalan ng isang screen. Kung ang isang Fresnel zone ay magkasya sa butas, pagkatapos ay sa punto B ang amplitude \(~A = A_1\) i.e. dalawang beses kaysa sa kawalan ng opaque na screen. Kung magkasya ang dalawang Fresnel zone sa butas, kung gayon ang kanilang aksyon sa punto AT halos sirain ang isa't isa dahil sa panghihimasok. Kaya, ang pattern ng diffraction mula sa isang bilog na butas malapit sa punto AT magmumukhang alternating dark at light ring na nakasentro sa isang punto AT(kung ang m ay kahit na, kung gayon mayroong isang madilim na singsing sa gitna, kung ang m ay kakaiba, isang magaan na singsing), at ang intensity ng maxima ay bumababa sa distansya mula sa gitna ng pattern.
Aksenovich L. A. Physics sa mataas na paaralan: Teorya. Mga gawain. Mga Pagsusulit: Proc. allowance para sa mga institusyong nagbibigay ng pangkalahatan. kapaligiran, edukasyon / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - S. 514-517.
Upang gawing simple ang mga kalkulasyon kapag tinutukoy ang amplitude ng wave sa isang naibigay na punto sa pr-va. Ang pamamaraan ng ZF ay ginagamit kapag isinasaalang-alang ang mga problema ng wave diffraction alinsunod sa prinsipyo ng Huygens-Fresnel. Isaalang-alang natin ang pagpapalaganap ng isang monochromatic light wave mula sa puntong Q(source) hanggang sa C.L. punto ng pagmamasid P (Fig.).
Ayon sa prinsipyo ng Huygens-Fresnel, ang source Q ay pinalitan ng aksyon ng mga haka-haka na mapagkukunan na matatagpuan sa auxiliary. ibabaw S, bilang isang kuyog piliin ang ibabaw ng front spherical. isang alon na nagmumula sa Q. Susunod, ang ibabaw S ay nahahati sa mga annular zone upang ang mga distansya mula sa mga gilid ng zone hanggang sa observation point P ay naiiba sa l / 2: Pa \u003d PO + l / 2; Pb=Pa+l/2; Рс=Рb+l/2 (О - punto ng intersection ng wave surface na may linyang PQ, l - ). Edukado kaya. pantay na bahagi ng ibabaw na tinatawag na S. ZF Plot Oa spherical. surface S na tinatawag. ang unang Z. F., ab - ang pangalawa, bc - ang pangatlong Z. F., atbp. Natutukoy ang radius ng m-th Z. F. sa kaso ng diffraction sa mga round hole at screen. tinatayang expression (para sa ml
kung saan ang R ay ang distansya mula sa pinagmulan hanggang sa butas, ang r0 ay ang distansya mula sa butas (o screen) hanggang sa punto ng pagmamasid. Sa kaso ng diffraction sa mga rectilinear na istruktura (rectilinear edge ng screen, slit), ang laki ng mth ZF (ang distansya ng panlabas na gilid ng zone mula sa linya na nagkokonekta sa pinagmulan at ang observation point) ay humigit-kumulang katumbas ng O (mr0l).
Mga alon. ang proseso sa punto P ay maaaring ituring bilang resulta ng interference ng mga alon na dumarating sa observation point mula sa bawat ZF nang hiwalay, na isinasaalang-alang na ito ay dahan-dahang bumababa mula sa bawat zone na may pagtaas ng zone number, at ang mga phase ng oscillations na dulot sa point P sa pamamagitan ng mga katabing zone, ay kabaligtaran. Samakatuwid, ang mga alon na dumarating sa punto ng pagmamasid mula sa dalawang magkatabing sona ay nagpapahina sa isa't isa; ang resultang amplitude sa puntong P ay mas mababa sa amplitude na nilikha ng pagkilos ng isang sentro. mga zone.
Ang paraan ng paghahati sa mga ZF ay malinaw na nagpapaliwanag ng rectilinear propagation ng liwanag mula sa punto ng view ng mga alon. ang kalikasan ng mundo. Pinapayagan ka nitong mag-compile lamang ng mataas na kalidad, at sa ilang mga kaso medyo tumpak na dami. representasyon ng mga resulta ng wave diffraction sa dec. mahirap na kondisyon para sa kanilang pamamahagi. Screen na binubuo ng isang concentric system. mga singsing na tumutugma sa ZF (tingnan ang ZONE PLATE), ay maaaring magbigay, tulad ng , ng pagtaas ng pag-iilaw sa axis o kahit na lumikha ng isang imahe. Ang pamamaraan ni Z. F. ay naaangkop hindi lamang sa optika, kundi pati na rin sa pag-aaral ng pagpapalaganap ng radyo at. mga alon.
Pisikal na Encyclopedic Dictionary. - M.: Soviet Encyclopedia. . 1983 .
FRESNEL ZONES
Cm. Fresnel zone.
Pisikal na encyclopedia. Sa 5 volume. - M.: Soviet Encyclopedia. Editor-in-Chief A. M. Prokhorov. 1988 .
Tingnan kung ano ang "FRESNEL ZONES" sa iba pang mga diksyunaryo:
Mga lugar kung saan maaaring hatiin ang ibabaw ng isang liwanag (o tunog) na alon upang kalkulahin ang mga resulta ng light diffraction (Tingnan ang Light diffraction) (o tunog). Ang pamamaraang ito ay unang ginamit ni O. Fresnel noong 181519. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay ang mga sumusunod. Hayaan mula sa ......
FRESNEL- (1) diffraction (tingnan) ng isang spherical light wave, kapag isinasaalang-alang kung alin ang hindi maaaring magpabaya sa curvature ng surface ng insidente at diffracted (o lamang diffracted) waves. Sa gitna ng pattern ng diffraction mula sa isang bilog na opaque na disk ay palaging ... ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia
Mga seksyon kung saan nahahati ang ibabaw ng alon kapag isinasaalang-alang ang mga diffraction wave (prinsipyo ng Huygens Fresnel). Ang mga fresnel zone ay pinili upang ang distansya ng bawat susunod na zone mula sa observation point ay kalahating wavelength na mas malaki kaysa sa ... ...
Spherical diffraction. ng isang light wave sa isang inhomogeneity (halimbawa, isang butas sa screen), ang laki ng kuyog b ay maihahambing sa diameter ng unang Fresnel zone? (z?): b =? . Pangalan bilang parangal sa mga Pranses... Pisikal na Encyclopedia
Mga seksyon kung saan nahahati ang ibabaw ng alon kapag isinasaalang-alang ang diffraction ng mga alon (prinsipyo ng Huygens Fresnel). Ang mga Fresnel zone ay pinili upang ang distansya ng bawat susunod na zone mula sa observation point ay kalahating wavelength na mas malaki kaysa sa distansya ... encyclopedic Dictionary
Diffraction ng isang spherical light wave sa pamamagitan ng isang inhomogeneity (halimbawa, isang butas), ang laki nito ay maihahambing sa diameter ng isa sa mga Fresnel zone (Tingnan ang mga Fresnel zone). Ang pangalan ay ibinigay bilang parangal kay O. J. Fresnel, na nag-aral ng ganitong uri ng diffraction (Tingnan ang Fresnel). ... ... Great Soviet Encyclopedia
Mga seksyon kung saan nahahati ang ibabaw ng harap ng isang light wave upang gawing simple ang mga kalkulasyon kapag tinutukoy ang amplitude ng wave sa isang partikular na punto sa espasyo. Pamamaraan F. h. ginagamit kapag isinasaalang-alang ang mga problema ng wave diffraction alinsunod sa Huygens ... ... Pisikal na Encyclopedia
Diffraction ng isang spherical electromagnetic wave sa pamamagitan ng isang inhomogeneity, halimbawa, isang butas sa screen, ang laki kung saan b ay maihahambing sa laki ng Fresnel zone, ibig sabihin, kung saan ang z ay ang distansya ng observation point mula sa screen, ? ? haba ng daluyong. Pinangalanan para kay O. J. Fresnel ... Malaking Encyclopedic Dictionary
Diffraction ng isang spherical electromagnetic wave sa pamamagitan ng isang inhomogeneity, tulad ng isang butas sa isang screen, na ang laki b ay maihahambing sa laki ng Fresnel zone, iyon ay, kung saan ang z ay ang distansya ng observation point mula sa screen, λ ay ang haba ng daluyong. Pinangalanan para kay O. J. Fresnel ... encyclopedic Dictionary
Mga seksyon kung saan nahahati ang ibabaw ng alon kapag isinasaalang-alang ang diffraction ng mga alon (prinsipyo ng Huygens Fresnel). F. h. ay pinili upang ang pag-alis ng bawat bakas. ang zone mula sa observation point ay kalahati ng wavelength na mas mahaba kaysa sa pag-alis ng nauna ... ... Likas na agham. encyclopedic Dictionary
Diffraction ng liwanag - sa isang makitid ngunit pinakakaraniwang ginagamit na kahulugan - pagbilog mga sinag ng liwanag na mga hangganan ng mga opaque na katawan (mga screen); pagtagos ng liwanag sa rehiyon ng geometric na anino. Ang diffraction ng liwanag ay nagpapakita ng sarili nitong pinaka-prominente sa mga lugar na may matalim na pagbabago sa flux density ng mga sinag: malapit sa caustics, ang focus ng lens, ang mga hangganan ng geometric shadow, atbp. Ang wave diffraction ay malapit na magkakaugnay sa mga phenomena ng pagpapalaganap at pagkalat ng mga alon sa hindi homogenous na media.
Diffraction tinawag set ng phenomena,naobserbahan sa panahon ng pagpapalaganap ng liwanag sa isang daluyan na may matalim na inhomogeneities, ang mga sukat nito ay maihahambing sa haba ng daluyong, at nauugnay sa mga paglihis mula sa mga batas ng geometric na optika.
Ang pag-ikot ng mga hadlang sa pamamagitan ng mga sound wave (diffraction of sound waves) ay patuloy nating inoobserbahan (naririnig natin ang tunog sa paligid ng sulok ng bahay). Upang obserbahan ang diffraction ng light rays, kinakailangan ang mga espesyal na kondisyon, ito ay dahil sa maikling wavelength ng light waves.
Walang makabuluhang pisikal na pagkakaiba sa pagitan ng interference at diffraction. Ang parehong phenomena ay binubuo sa muling pamamahagi ng liwanag na pagkilos ng bagay bilang resulta ng superposisyon ng mga alon.
Ang phenomenon ng diffraction ay ipinaliwanag gamit Prinsipyo ng Huygens , Kung saan ang bawat puntong naaabot ng alon ay nagsisilbing sentro ng pangalawang alon, at ang sobre ng mga alon na ito ay nagtatakda ng posisyon ng harap ng alon sa susunod na sandali ng oras.
Hayaang normal na mahulog ang isang eroplanong alon sa isang butas sa isang opaque na screen (Larawan 9.1). Ang bawat punto ng seksyon ng harap ng alon na na-highlight ng butas ay nagsisilbing isang mapagkukunan ng mga pangalawang alon (sa isang homogenous na isotopic medium sila ay spherical).
Ang pagkakaroon ng pagtatayo ng sobre ng pangalawang alon para sa isang tiyak na sandali ng oras, nakikita natin na ang harap ng alon ay pumapasok sa rehiyon ng geometric na anino, i.e. umiikot ang alon sa mga gilid ng butas.
Ang prinsipyo ng Huygens ay nalulutas lamang ang problema ng direksyon ng pagpapalaganap ng harap ng alon, ngunit hindi tinutugunan ang isyu ng amplitude at intensity ng mga alon na nagpapalaganap sa iba't ibang direksyon.
Ang isang mapagpasyang papel sa pagtatatag ng likas na alon ng liwanag ay ginampanan ni O. Fresnel sa simula ng ika-19 na siglo. Ipinaliwanag niya ang phenomenon ng diffraction at nagbigay ng paraan para sa quantitative calculation nito. Noong 1818 natanggap niya ang Gantimpala ng Paris Academy para sa kanyang paliwanag sa kababalaghan ng diffraction at ang kanyang paraan ng pagsukat nito.
Inilagay ni Fresnel ang pisikal na kahulugan sa prinsipyo ng Huygens, na dinadagdagan ito ng ideya ng interference ng mga pangalawang alon.
Kapag isinasaalang-alang ang diffraction, nagpatuloy ang Fresnel mula sa ilang mga pangunahing pagpapalagay na tinanggap nang walang patunay. Ang kabuuan ng mga pahayag na ito ay tinatawag na Huygens–Fresnel na prinsipyo.
Ayon kay Prinsipyo ng Huygens , bawat isa harap na punto Ang mga alon ay maaaring ituring bilang isang pinagmumulan ng mga pangalawang alon.
Ang Fresnel ay makabuluhang binuo ang prinsipyong ito.
· Lahat ng pangalawang pinagmumulan ng harap ng alon na nagmumula sa isang pinagmulan, magkakaugnay sa pagitan nila.
· Ang mga seksyon ng ibabaw ng alon ay pantay sa lugar na nag-radiate pantay na intensidad (kapangyarihan) .
· Ang bawat pangalawang pinagmumulan ay higit na naglalabas ng liwanag sa direksyon ng panlabas na normal sa ibabaw ng alon sa puntong iyon. Ang amplitude ng pangalawang alon sa direksyon na gumagawa ng anggulo na α sa normal ay mas maliit, mas malaki ang anggulo α, at katumbas ng zero sa .
· Para sa pangalawang mapagkukunan, ang prinsipyo ng superposisyon ay wasto: radiation ng ilang bahagi ng alon ibabaw hindi nakakaapekto sa radiation ng iba(kung ang bahagi ng ibabaw ng alon ay natatakpan ng opaque na screen, ang mga pangalawang alon ay ilalabas ng mga bukas na lugar na parang walang screen).
Gamit ang mga probisyong ito, nagawa na ng Fresnel na gumawa ng mga quantitative na kalkulasyon ng pattern ng diffraction.
MGA SAGOT SA CONTROL QUESTIONS:
1. Ano ang paraan ng Fresnel zone?
Prinsipyo ng Huygens-Fresnel: ang bawat elemento ng ibabaw ng alon ay nagsisilbing pinagmumulan ng pangalawang spherical wave, ang amplitude nito ay proporsyonal sa laki ng elemento dS. Ang amplitude ng spherical wave ay bumababa sa distansya r mula sa pinagmulan ayon sa batas 1/ r. Samakatuwid, mula sa bawat seksyon dS ibabaw ng alon, isang oscillation ang dumating sa punto ng pagmamasid:
Ang nagreresultang oscillation sa observation point ay isang superposition ng oscillations na kinuha para sa buong wave surface:
Ang formula na ito ay isang analytical expression ng Huygens-Fresnel na prinsipyo.
Kapag isinasaalang-alang ang diffraction phenomena, ang konsepto ng mga Fresnel zone ay ginagamit. Makikita sa pigura na ang layo b m mula sa panlabas na gilid m-th zone sa observation point ay katumbas ng:
saan b ay ang distansya mula sa tuktok ng ibabaw ng alon O hanggang sa punto ng pagmamasid.
panlabas na hangganan m-th zone ay pumipili ng isang spherical na taas na segment sa ibabaw ng alon h m(Larawan 11). tukuyin ang lugar ng segment sa pamamagitan ng S m. Tapos yung area m- th zone ay maaaring katawanin bilang:
G
Ang taas ng spherical segment (Fig. 11):
Ang lugar ng spherical segment (Fig.I.2):
parisukat m ika-sona:
panlabas na radius ng hangganan m ika-sona:
2. Ano ang mga kondisyon para sa pag-obserba ng light diffraction?
Ang light diffraction ay makikita sa paglihis ng mga light wave mula sa rectilinear propagation kapag ang liwanag ay dumadaan sa maliliit na butas o lumampas sa mga gilid ng opaque na katawan sa isang optically homogenous na medium. Ang diffraction ng liwanag ay maaaring maobserbahan kung ang mga sukat ng mga hadlang o butas ay maihahambing (sa parehong pagkakasunud-sunod) sa wavelength ng mga light wave.
3. Para saan ang Cornu spiral?
Sa
ang mga integral na ito ay tinatawag na mga integral na Fresnel. Hindi sila kinukuha sa elementarya, gayunpaman, may mga talahanayan kung saan mahahanap ng isa ang mga halaga ng mga integral para sa iba't ibang v. Kahulugan ng parameter v iyan ba | | v| nagbibigay ng haba ng arko ng kurba ng Cornu, na sinusukat mula sa pinanggalingan.
Ang mga numerong minarkahan sa kahabaan ng curve sa Fig. 14 ay nagbibigay ng mga halaga ng parameter v. Mga punto kung saan asymptotically lumalapit ang curve habang ito ay may gawi v hanggang +∞ at -∞, ay tinatawag na foci o pole ng Cornu spiral. Ang kanilang mga coordinate ay:
hanapin ang derivative dξ/ δη sa punto ng curve na tumutugma sa ibinigay na halaga ng parameter v:
kaya:
Ginagawang posible ng Cornu spiral na mahanap ang amplitude ng light vibration sa anumang punto sa screen. Ang posisyon ng punto ay nailalarawan sa pamamagitan ng coordinate x, binibilang mula sa hangganan ng geometric na anino. Para sa punto P, nakahiga sa hangganan ng geometric na anino ( x=0 ), lahat ng hatched zone ng zone ay isasara. Ang mga vibrations ng unhatched zone ay tumutugma sa kanang helix ng helix. Samakatuwid, ang magreresultang oscillation ay kakatawanin ng isang vector, ang simula nito ay nasa punto O, at ang wakas ay nasa punto F 1 . Kapag gumagalaw ng isang punto P sa rehiyon ng geometric na anino, ang kalahating eroplano ay sumasaklaw sa dumaraming bilang ng mga hindi na-hatch na mga zone. Samakatuwid, ang pinagmulan ng nagresultang vector ay gumagalaw sa kanang kulot sa direksyon ng poste F 1 . Bilang resulta, ang oscillation amplitude ay monotonically sa zero.
4. Ano ang diffraction grating? Ano ang panahon ng sala-sala?
Ang diffraction grating ay isang koleksyon ng isang malaking bilang ng mga magkaparehong slits na may pagitan ng isa at parehong distansya mula sa isa't isa. Ang distansya sa pagitan ng mga midpoint ng mga katabing slot ay tinatawag na grating period.
5. Ano ang maximum at minimum na mga kondisyon para sa isang diffraction grating at slit?
,
kung saan ang d ay ang lattice period at ang am ay ang order.
kung saan ang b ay ang lapad ng puwang, ang am ay ang pagkakasunud-sunod.
6. Ano ang resolving power ng isang optical instrument?
Ang kapangyarihan ng paglutas ng isang optical device ay tinutukoy ng kaugnayan:
dito b- ang pinakamaliit na distansya sa pagitan ng 2 stroke sa bagay, na nakikilala kapag sinusunod sa pamamagitan ng aparato, n ay ang refractive index ng medium na pumupuno sa espasyo mula sa bagay patungo sa device, u-kalahati ng pambungad na anggulo ng mga sinag na nagmumula sa mga punto ng bagay at bumabagsak sa aparato.
NATANGGAP NA MGA HALAGA:
Bagay 23: a=0.5020.025 mm
Bagay 24: a=1.0290.021 mm
Object 31: d=0.3070.004 mm
Object 32: d=0.6180.012 mm
