Nganong Fresnel zone

Fresnel zone - mga lugar nga sa diin ang nawong sa tingog o sa kahayag balod sa pagtuman sa kalkulasyon sa tingog anggulo sa gigikanan resulta o kahayag. Kini nga pamaagi mao ang una nga gipadapat sa 1815 O.Frenel.

sa kasaysayan nga impormasyon

Augustin-Zhan Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - Pranses nga pisiko. Iyang gihalad ang iyang kinabuhi sa pagtuon sa mga kabtangan sa pisikal nga Optics. Siya usab sa 1811 ubos sa impluwensya sa E. Malus nagsugod nga independente sa pagtuon pisika, sa wala madugay nahimong interesado sa eksperimento research sa kapatagan sa optics. Sa 1814, ang "nakaplagan pag-usab" sa baruganan sa pagpanghilabot, ug sa 1816 dugang pa sa pag-ayo-nga nailhan baruganan sa Huygens, nga gipaila-ila sa mga konsepto sa pagsunod ug sa pagpanghilabot sa mga balud sa elementarya. Sa 1818, sa pagtukod sa buhat nga nahimo, siya naugmad ang teoriya sa kahayag anggulo sa gigikanan. Siya gipaila-ila sa batasan sa pagkonsiderar sa anggulo sa gigikanan gikan sa ngilit, ingon man sa usa ka circular lungag. Gipahigayon eksperimento, karon classics, uban sa biprism ug bizerkalami sa kahayag pagpanghilabot. Sa 1821 siya napamatud-an sa kamatuoran sa mga transverse kinaiya sa kahayag balud, sa 1823 miabli sa mga lingin ug elliptical polarization. Siya mipasabut sa basehan sa tinabyog larawan chromatic polarization, ingon man ang rotation sa eroplano sa polarization sa kahayag ug sa birefringence. Sa 1823, siya malig-on sa mga balaod sa pagpatipas ug pagpamalandong sa kahayag sa usa ka fixed nga patag nga nawong sa taliwala sa duha ka mga media. Uban sa Jung giisip ang Magbubuhat sa tinabyog Optics. Ang imbentor sa pipila lalang pagpanghilabot, sama sa usa ka salamin o sa usa ka Fresnel biprism Fresnel. Kini giisip ang magtutukod sa usa ka batakan nga bag-o nga paagi sa parola kahayag.

Usa ka gamay sa teoriya

Tinoa Fresnel anggulo sa gigikanan sa mahimo alang sa usa ka lungag sa bisan unsa nga porma ug sa kinatibuk wala kini. Apan, gikan sa punto sa panglantaw sa feasibility kini mao ang labing maayo sa pagtratar sa kini sa usa ka lingin nga lungag porma. Sa kini nga kaso, ang kahayag tinubdan ug ang obserbasyon punto kinahanglan nga sa usa ka linya nga tindog sa eroplano screen ug nga moagi sa mga sentro sa sa lungag. Sa pagkatinuod, sa Fresnel zone makabungkag sa bisan unsa nga nawong nga pinaagi niini ang kahayag balod. Kay sa panig-ingnan, ang equiphase nawong. Apan, sa niini nga kaso kini mahimong sayon aron sa pagguba sa patag zone lungag. Kay kini atong hunahunaon ang elementary optical problema, nga motugot kanato sa pagtino kon dili lamang sa radyos sa unang Fresnel zone, apan usab sa pagsunod-sa random mga numero.

Ang tahas sa pagtino sa gidak-on sa mga singsing

Sa pagsugod sa paghunahuna nga ang nawong sa patag nga lungag mao tali sa kahayag tinubdan (punto P) ug ang observer (punto H). Kini mao ang tindog sa linya CH. CH bahin moagi sa round lungag center (punto O). Tungod kay ang atong tumong mao ang sa axis sa kahapsay, ang Fresnel zone mahimong diha sa porma sa mga singsing. Ang usa ka desisyon nga mikunhod ngadto sa sa determinasyon sa radyos sa niini nga mga mga bilog uban sa usa ka arbitraryong nga gidaghanon (m). Ang maximum nga bili mao ang gitawag nga radyos sa zone. Aron sa pagsulbad sa problema nga kini mao ang gikinahanglan aron sa pagbuhat sa dugang nga pagtukod, nga mao: sa pagpili sa usa ka arbitraryong punto (A) sa eroplano sa pag-abli ug sa Sumpaysumpaya kini tul-id nga mga bahin nga linya gikan sa punto sa obserbasyon ug ang kahayag tinubdan. Ang resulta mao ang usa ka triangle SAN. Unya ang imong mahimo sa paghimo niini sa ingon nga ang kahayag nga halad-abot sa observer sa daplin sa dalan sa mga SAN, moagi sa usa ka taas nga dalan kay sa usa nga kuhaon ang dalan CH. Kini nagpasabot nga ang mga dalan kalainan CA + usa ka-CH naghubit kalainan sa taliwala sa mga tinabyog hugna nga milabay gikan sa secondary mga tinubdan (A ug D) sa obserbasyon punto. Gikan niini nga bili nag-agad mosangpot nga pagpanghilabot balod sa posisyon sa observer, ug busa ang kahayag intensity sa punto nga.

Kalkulasyon sa unang radyos

Atong makita nga kon ang dalan kalainan mao nga sama sa sa katunga sa kahayag wavelength (λ / 2), ang kahayag sa pag-abut sa observer sa antiphase. Kini mahimong nakahinapos nga kon sa dalan kalainan mahimong dili kaayo kay sa λ / 2, ang kahayag moabut sa samang bahin. Kini nga kahimtang CA + usa ka-SN≤ λ / 2, pinaagi sa kahulogan, mao ang kondisyon nga ang punto sa usa ka nahimutang sa unang singsing, pananglitan kini mao ang unang Fresnel zone. Sa kini nga kaso, ang utlanan sa lingin dalan kalainan mao nga sama sa sa katunga sa wavelength sa kahayag. Busa talaid niini nga sa pagtino sa radyos sa unang zone, nagpaila sa P _1. Sa diha nga ang dalan kalainan katumbas sa λ / 2, kini nga sama sa bahin OA. Sa kaso nga, kon ang mga gilay-on molabaw sa kinadak CO lungag diametro (kasagaran giisip lang sa maong mga embodiments), ang mga konsiderasyon sa geometric radyos sa unang zone ang gihubit sa mosunod nga pormula: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

Kalkulasyon sa radyos sa Fresnel zone

Pormula alang sa pagtino sa mga mithi sa radii sa sunod-sunod nga singsing mga susama nga gihisgotan sa ibabaw, lamang dugang sa ihapán sa gitinguha nga gidaghanon zone. Sa niana nga kaso pagkasama sa dalan kalainan mahimong: CA + USA-SN≤ m * λ / 2 o CA + AH-CO-ON≤ m * λ / 2. mosunod nga ang radyos sa sa gitinguha nga dapit uban sa gidaghanon "m" naghubit sa mosunod nga pormula: P _m = √ (m * λ * CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

Pagsumaryo sa intermediate nga resulta

Mamatikdan nga alang sa pagbanagbanag zone - ang panagbulag sa mga secondary kahayag tinubdan sa suplay sa gahum nga may sama nga dapit, sama sa _m n = π * R ² _m - π * R ² _m-1 = π * ₁ P ² = P _1. Kahayag gikan sa kasikbit nga Fresnel zones moabut sa atbang nga bahin, tungod kay ang dalan kalainan sa silingang singsing sa kahulugan nga sama sa sa katunga sa mga wavelength sa kahayag. Generalizing niini nga resulta, makaingon kita nga ang pagpikaspikas sa mga lungag sa mga lingin (sa ingon nga ang kahayag gikan sa silingang-ot sa mga observer uban sa usa ka pihong hugna kalainan) nagpasabot sa paglapas sa singsing sa samang dapit. pangangkon Kini mao ang dali nga napamatud-an uban sa tabang sa mga problema.

Fresnel zone alang sa usa ka eroplano tinabyog

Tagda ang pagkadaot sa pag-abli nga dapit ngadto sa thinner singsing sa managsama nga dapit. Kini nga mga mga bilog nga mga secondary nga kahayag tinubdan. Ang amplitude sa kahayag tinabyog pag-abot gikan sa matag singsing sa observer, gibana-bana nga sa mao usab nga. Dugang pa, ang bahin kalainan gikan sa kasikbit nga laing sa punto H mao usab ang sama nga. Sa kini nga kaso, ang mga komplikado nga kadako sa observer sa diha nga dugang pa sa usa ka komplikado nga eroplano nga porma nga bahin sa usa ka lingin - arko. Ang kinatibuk-ang amplitude sa sa mao gihapon nga - sa usa ka chord. Ug palandunga unsa ang pag-usab sa sumbanan sa kinatibuk-an sa amplitude sa kaso sa kausaban sa radyos sa lungag samtang pagmintinar sa uban nga mga lantugi sa problema. Sa kaso nga, kon ang lungag abli lamang sa usa ka zone alang sa observer, ang sumbanan sa pagdugang bahin gitagana circumferentially. Ang amplitude sa katapusan nga singsing mao ang rotated pinaagi sa usa ka anggulo π paryente sa sentro nga bahin, ie. K. Ang dalan kalainan sa unang zone, pinaagi sa kahulogan, katumbas sa λ / 2. anggulo Kini nga π kahulogan amplitude mahimong katunga sa sirkumperensiya. Sa kini nga kaso, ang igo nga gidaghanon sa niini nga mga mithi sa obserbasyon punto mao zero - zero chord gitas-on. Kon sa tulo ka singsing pagabuksan, nan, ang hulagway nga nagrepresentar sa katunga lingin ug sa ingon sa. Ang amplitude sa punto sa tigpaniid sa usa ka bisan pa sa gidaghanon sa mga singsing mao ang zero. Ug sa kaso sa diha nga ang paggamit sa usa ka salikwaut nga gidaghanon sa mga mga bilog, kini nga sama sa maximum bili ug ang gitas-on sa diametro sa komplikado eroplano sa Dugang pa kadako. Ang tumong sa ibabaw sa bug-os bukas nga pamaagi sa Fresnel zones.

Sa mubo mahitungod sa partikular nga mga kaso

Tagda ang talagsaong mga kahimtang. Usahay, sa pagsulbad sa mga nag-ingon nga problema nga sa paggamit sa usa ka fractional gidaghanon sa mga Fresnel zones. Sa kini nga kaso, ubos sa katunga singsing nga makaamgo sa usa ka quarter lingin panig-ingnan, nga katumbas sa katunga sa dapit sa unang zone. Susama kalkulado sa bisan unsa nga lain nga mga fractional bili. Usahay ang kahimtang nagsugyot nga ang pipila ka fractional gidaghanon sa mga singsing sirado ug sa ingon sa daghan nga bukas. Sa maong kahimtang, ang kinatibuk-ang amplitude sa kapatagan vector makaplagan ingon nga ang mga kalainan sa mga kadako sa duha ka mga buluhaton. Sa diha nga ang tanang mga zones mao ang mga bukas, nan walay babag diha sa dalan sa kahayag balod, ang hulagway motan-aw sama sa usa ka tuliyok. Kini turns sa, tungod kay sa diha nga abli kaninyo ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga singsing kinahanglan sa asoy sa pagsalig sa pagbuga sa kahayag tinubdan sa observer punto ug sa direksyon sa secondary tinubdan. Atong makita nga ang kahayag gikan sa zone sa usa ka mas taas nga gidaghanon adunay usa ka gamay nga amplitude. Center nga nakuha helix anaa sa tunga-tunga circumference sa una ug ikaduha nga mga singsing. Busa, ang uma amplitude sa kaso diin ang tanan nga mga makita nga dapit mao ang dili kaayo kay sa makaduha pa kay sa sa open sa usa ka una nga disk, ug ang intensity lahi sa upat ka mga panahon.

Fresnel anggulo sa gigikanan sa kahayag

ni tan-awon kon unsa ang gipasabot sa niini nga termino Himoa. Gitawag Fresnel anggulo sa gigikanan nga kahimtang, sa diha nga pinaagi sa lungag abli sa pipila ka mga dapit. Kon kita moabli sa usa ka daghan sa mga singsing, nan kini nga opsyon mahimong panumbalinga, nga gipakita diha sa gibanabana sa geometrical Optics. Sa kaso diin ang mga paagi sa lungag giablihan alang sa observer sa kinadak ubos pa kay sa usa ka zone, niini nga kahimtang mao ang gitawag nga Fraunhofer anggulo sa gigikanan. Siya giisip nga matagbaw kon ang kahayag tinubdan ug sa punto sa mga tigpaniid anaa sa usa ka igo nga gilay-on gikan sa lungag.

Pagtandi sa zone plate lente ug

Kon pagsarado kaninyo sa tanan nga katingad o sa tanan nga bisan sa Fresnel zone, samtang sa tigpaniid mao ang kahayag nga halad uban sa mas dako nga amplitude. Ang matag singsing sa mga komplikado nga eroplano naghatag katunga nga lingin. Busa kon bukas ang katingad-zones, nan ang kinatibuk-lamang tuliyok halves sa mga bilog, nga makatampo sa kinatibuk-ang amplitude sa "ubos-up". Ang babag sa dalan sa kahayag tinabyog, diin usa lamang ka matang sa bukas nga singsing, nga gitawag zone plate. Ang intensity sa kahayag sa tigpaniid balik-balik nga molabaw sa intensity sa kahayag sa ibabaw sa plato. Kini mao ang tungod sa kamatuoran nga ang kahayag nga halad sa matag bukas nga singsing nga flagged sa observer sa samang bahin.

Ang usa ka susama nga kahimtang obserbahan sa pag-focus sa kahayag sa usa ka lente. Kini, dili sama sa mga palid, walay singsing dili sirado, ug nagpalihok sa mga kahayag diha sa hugna pinaagi sa π * (+ 2 π * m) gikan sa mga mga bilog nga sirado zone plate. Ingon sa usa ka resulta, ang mga amplitude sa kahayag tinabyog ang midoble. Dugang pa, ang lens mitangtang sa ingon-gitawag nga tugbang nga bahin nga kabalhinan nga anaa sa sulod sa usa ka singsing. Kini nagpalapad sa komplikado nga eroplano sa katunga nga sirkumperensiya alang sa matag zone sa usa ka tul-id nga linya nga bahin. Ingon sa usa ka resulta, ang amplitude pagtaas sa π panahon, ug ang tibook nga komplikado eroplano tuliyok lente pagpahayag ngadto sa usa ka tul-id nga linya.