Cén fáth crios Fresnel

crios Fresnel - Is iad na réimsí ar a bhfuil an dromchla na dtonnta fuaime nó éadrom eolas a ríomh de thorthaí díraonta fuaime nó éadrom. Cuireadh an modh seo i bhfeidhm den chéad uair i 1815 O.Frenel.

faisnéis stairiúil

Augustin-Zhan Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - fisiceoir Francach. chaith sé a shaol le staidéar ar na hairíonna de optics fisiceacha. Sé freisin i 1811 faoi thionchar E. Malus thosaigh go neamhspleách chun staidéar a dhéanamh fisice, go luath bhí suim acu i dtaighde turgnamhach i réimse na optics. Sa 1814, an "tháinig" an prionsabal de chur isteach, agus i 1816 Chuir an bprionsabal maith ar a dtugtar de Huygens, lenar tugadh isteach an coincheap de chomhleanúnachas agus cur isteach ar thonnta bunrang. In 1818, ag tógáil ar an obair atá déanta, d'fhorbair sé an teoiric na díraonta solais. Isteach sé an cleachtas smaoineamh ar an díraonta ó imeall, chomh maith le poll ciorclach. turgnaimh a rinneadh, anois Classics, leis an biprism agus bizerkalami cur isteach solais. In 1821 bhí sé go bhfuil an nádúr transverse tonnta solais, i 1823 d'oscail an polarú ciorclach agus éilipseacha. Mhínigh sé ar bhonn na huiríll tonn polarization chromatic, chomh maith leis an uainíocht ar an eitleán de polarization an tsolais agus birefringence. In 1823, bhunaigh sé na dlíthe athraonta agus frithchaitheamh solais ar dhromchla réidh seasta idir an dá meáin. Mar aon le Jung mheas an cruthaitheoir na optics tonn. An bhfuil an bacáin feistí isteach agus arís eile, ar nós scáthán nó Fresnel biprism Fresnel. Mheas sí ina bhunaitheoir ar bhealach bunúsach nua de illumination teach solais.

Tá beagán de theoiric

Socraigh Fresnel díraonadh féidir poll ar aon cruth agus go ginearálta gan é. Mar sin féin, ó thaobh na féidearthachta is fearr a chóireáil sé i gcruth poll ciorclach. Sa chás seo, ní mór an foinse solais agus an pointe bhreathnaithe ar líne atá ingearach le plána an scáileán agus Gabhann trí lár an poll. Go deimhin, is féidir sa chrios Fresnel briseadh aon dromchla trína na dtonnta solais. Mar shampla, an dromchla equiphase. Mar sin féin, sa chás seo beidh sé áisiúil a bhriseadh an poll crios árasán. Mar sin a mheasamar a bheith ar na fadhbanna optúla bunrang, chuirfidh ar ár gcumas chun a chinneadh ní amháin ar an ga an chéad chrios Fresnel, ach freisin leantach le huimhreacha randamacha.

An tasc a chinneadh an méid de na fáinní

Chun tús a shamhlú go bhfuil an dromchla an poll cothrom idir an foinse solais (pointe C) agus an breathnóir (pointe H). Is ingearach leis an líne CH. Gabhann deighleog CH trí lár poll babhta (pointe O). Ós rud é ár sprioc an ais siméadrachta, beidh an crios Fresnel bheith i bhfoirm fáinní. Cuirfear an cinneadh a laghdú go dtí a chinneadh ga na ciorcail a bhfuil uimhir treallach (m). Is é an luach is fearr ar a dtugtar an ga an chrios. Chun an fhadhb a is gá a dhéanamh le tógáil breise, is iad sin a réiteach: roghnú pointe treallach (A) sa phlána na hoscailte agus ceangal é mírlínte díreach ó thaobh na breathnóireachta agus an foinse solais. Is é an toradh SAN triantáin. Ansin, is féidir leat é a dhéanamh ionas go mbeidh an tonn solas ag teacht leis an bhreathnadóir ar feadh an cosán ar an SAN, pas a fháil cosán níos faide ná an ceann a chur ar an CH chosáin. Sé seo le tuiscint a shainmhíníonn an difríocht cosán CA + tiontú oifigiúil-CH difríocht idir na céimeanna tonn ar aghaidh ó fhoinsí tánaisteacha (A agus D) ag an bpointe breathnadóireachta. Ón luach ag brath tonnta isteach dá bharr leis an seasamh an bhreathnadóir, agus mar sin, an déine solais ag an bpointe sin.

Ríomh an chéad ga

Fháil againn go má tá an difríocht cosán is ionann agus leath an tonnfhad solais (λ / 2), an solas ag teacht leis an bhreathnadóir in antiphase. Is féidir a rá go más rud é go mbeidh an difríocht cosán a bheith níos lú ná λ / 2, beidh an solas teacht sa chéim chéanna. An coinníoll CA + An tiontú oifigiúil-SN≤ λ / 2, de réir sainmhínithe, an gcoinníoll go bhfuil an bpointe A lonnaithe sa chéad fáinne, i.e. bhfuil sé an chéad chrios Fresnel. Sa chás seo, is é an teorainn ar an difríocht cosán ciorcal ionann agus leath an tonnfhad an tsolais. Mar sin, an chothromóid chun a chinneadh an ga an chéad chrios sonraithe leis P _1. Nuair a bheidh an difríocht cosán a fhreagraíonn do λ / 2, beidh sé comhionann leis an deighleog OA. Sa chás sin, má sháraíonn na faid an trastomhas poll mór CO (go hiondúil a mheas ach embodiments den sórt sin), na cúinsí ar ga dó céimseatúil na chéad chrios atá leis an bhfoirmle seo a leanas: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

Ríomh ga Fresnel chrios

Tá Foirmle chun a chinneadh an luach na gathanna na fáinní ina dhiaidh sin comhionann a pléadh thuas, ach leis an uimhreoir an uimhir chrios atá ag teastáil. Sa comhionannas gcás easaontais, cosán thiocfaidh: CA + tiontú oifigiúil-SN≤ m * λ / 2 nó CA + AH-CO-ON≤ m * λ / 2. Leanann sé a shainmhíníonn an ga an limistéar atá ag teastáil leis an uimhir "m" an bhfoirmle seo a leanas: P _m = √ (m * λ * CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

Achoimre ar na torthaí idirmheánacha

Ní miste a lua gur le haghaidh an crios a bhriseadh - an scaradh an foinse solais tánaisteach chun soláthairtí cumhachta a bhfuil ar an limistéar céanna, mar _m n = π * R ² _m - π * R ² _m-1 = π * ₁ P ² = P _1. Solas ó chriosanna Fresnel comharsanachta a thagann i gcéim thall, mar gheall ar an difríocht cosán ar an fáinní comharsanachta de réir sainmhínithe cothrom le leath an tonnfhad an tsolais. Generalizing an toradh seo, i gcrích againn go (sroicheann sórt sin solas ó comharsanachta an bhreathnadóir le difríocht chéim seasta) briseadh na poill ar ciorcail bheadh i gceist briseadh an fáinne ag an limistéar céanna. Tá an dearbhú go gcruthófar go héasca le cabhair na faidhbe.

crios Fresnel do tonnfhuinneamh eitleáin

Smaoinigh limistéar miondealú oscailt i fáinní tanaí de achar céanna. Tá na ciorcail foinsí solais tánaisteacha. An aimplitiúid theacht tonn solas ó gach fáinne leis an bhreathnadóir, thart ar an gcéanna. Lena chois sin, is é an difríocht chéim as an réimse in aice ag an bpointe H freisin mar an gcéanna. Sa chás seo, na amplitudes casta ag an bhreathnadóir nuair a chuirtear i casta foirm eitleán cuid amháin de chiorcal - stua. An aimplitiúid iomlán na gcéanna - corda. Anois a mheas conas an patrún athraitheach suimiú aimplitiúid i gcás athraithe ar an ga an poll san am céanna an paraiméadair eile ar an bhfadhb. Sa chás sin, más rud é go osclaíonn an poll ach amháin chrios don bhreathnadóir, tá an chuid ag cur patrún fáil circumferentially. Tá aimplitiúid an fáinne seo caite rothlú ag uillinn π i gcomparáid leis an chuid lárnach, ie. K. An difríocht cosán ar an chéad chrios, de réir sainmhínithe, is ionann λ / 2. Beidh an uillinn a chiallaíonn π Beidh aimplitiúid leath an imlíne. Sa chás seo, is é an suim na luachanna ag an pointe breathnadóireachta náid - nialas fad corda. Má tá trí fáinní a oscailt, ansin beidh an pictiúr ar son an leath ciorcal agus mar sin de. Is é an aimplitiúid i bpointe an bhreathnóra ar ré-uimhir de fáinní nialas. Agus i gcás nuair a úsáid uimhir chorr na n ciorcail, beidh sé comhionann leis an luach is fearr agus an fad an trastomhais sa phlána casta breisithe amplitudes. Is iad na cuspóirí thuas go hiomlán modh oscailte criosanna Fresnel.

Go hachomair faoi chásanna áirithe

Smaoinigh ar riochtaí annamha. Uaireanta, a réiteach ar an bhfadhb stáit a úsáid le líon codánach criosanna Fresnel. Sa chás seo, faoi na fáinne leath a bhaint amach patrún ceathrú ciorcail, a fhreagraíonn do leath achar an chéad chrios. Mar an gcéanna arna ríomh aon luach codánach eile. Uaireanta léiríonn an gcoinníoll go líon codánach áirithe de fáinní dúnta agus mar sin i bhfad níos oscailte. I gcás den sórt sin, tá an aimplitiúid iomlán na veicteoir réimse le fáil mar an difríocht de na amplitudes an dá tascanna. Nuair a bhíonn gach crios oscailte, ansin níl aon bhac ar an cosán ar an tonnta solais, beidh an pictiúr cuma mhaith ar bíseach. Casadh sé amach, mar nuair a osclaíonn tú ba chóir líon mór de na fáinní a chur san áireamh ar an spleáchas ar astú an foinse solais go dtí an pointe bhreathnadóir agus an treo na foinse thánaisteach. Fháil againn go bhfuil an solas ó chrios le líon níos airde a aimplitiúid bheag. Is Centre Helix fuarthas sa imlíne lár an chéad agus an dara fáinní. Dá bhrí sin, difríocht idir an aimplitiúid réimse i gcás ina bhfuil go léir an cheantair le feiceáil níos lú ná dhá uair ná sa oscailte chéad diosca amháin, agus an déine faoi ceithre huaire.

solas díraonta Fresnel

A ligean ar breathnú ar cad é a chiallaíonn an téarma. Glaoite Fresnel riocht díraonta, nuair tríd an poll osclaíonn réimsí éagsúla. Má beidh muid ag oscailt a lán de fáinní, ansin is féidir an rogha seo a neamhaird, atá á fheidhmiú sa comhfhogasú optaic geometrical. Sa chás ina bhfuil an poll tríd a osclaíodh chun an bhreathnadóir suntasach crios níos lú ná aon, tá an coinníoll seo a dtugtar Fraunhofer díraonadh. Tá sé a bheith arna chomhlíonadh má tá an foinse solais agus an pointe an bhreathnadóir ar fad leordhóthanach ó na poll.

Comparáid idir an lionsa pláta crios agus

Má dhúnann tú go léir corr nó gach crios fiú Fresnel, agus ag an bhreathnadóir is tonn éadrom le aimplitiúid. Tugann gach fáinne ar an eitleán casta leath ciorcal. Mar sin, má d'fhág ar oscailt na criosanna corr, ansin beidh an t-iomlán bíseach ach leath de na ciorcail, a chuireann le aimplitiúid foriomlán an "ón mbun aníos". An constaic i an cosán ar an tonn solas, ina bhfuil ach ceann amháin an chineáil fáinní oscailte, ar a dtugtar pláta crios. An déine an tsolais ag an bhreathnadóir níos mó ná arís agus arís eile ar an déine an tsolais ar an pláta. Tá sé seo mar gheall ar an bhfíric go bhfuil an tonn bhfianaise gach fáinne oscailte bhratach leis an bhreathnadóir sa chéim chéanna.

Tá staid céanna breathnaíodh le díriú solas le lionsa. Tá sé, murab ionann agus plátaí, ní fáinní nach bhfuil dúnta, agus bogann an solas sa chéim ag π * (+ 2 π * m) ó na ciorcail a dhún pláta crios. Mar thoradh air sin, tá an aimplitiúid na toinne éadrom dhó. Ina theannta sin, eliminates an lionsa mar a thugtar air shifts chéim cómhalartacha atá laistigh de fáinne amháin. Leathnaíonn sé ar an eitleán casta an imlíne go leith do gach crios i deighleog líne dhíreach. Mar thoradh air sin, na méaduithe aimplitiúid ag amanna π, agus an lionsa bíseach eitleáin fad casta unfold i líne dhíreach.