Perchè zona Fresnel

zona Fresnel - sò zoni nta cui l 'a superficia di l' ondi sonu o di lume à purtà fora calculi di i risultati lueur sonu o di lume. Sta pratica fù prima applicata in 1815 O.Frenel.

infurmazioni storichi

Augustin-Zhan Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - fisicu Francese. Iddu cunsacratu a so vita à a studiari l 'uggetti di ottica fisicu. Iddu dinò in 1811 sottu u pesu di E. Malus accuminzau indipindente a studiari la fìsica, prestu addivintau interested in ricerca spirimintali in u campu di ottica. In u 1814, l ' "ncenzu" u principiu di vinniri, è in lu 1816 aghjuntu u principiu bè cunnisciutu-di Huygens, chi trasiu lu cuncettu di coherence e vinniri di onde elementari. In u 1818, custruisce nant'à u travagliu fattu, si sviluppau la tiurìa di lueur lume. Iddu accuminciatu a pratica di cunsidirari la lueur da i mura, oltri ca comu un pirtusu circulari. spirimenti cundotte, avà clàssici, incù u biprism è bizerkalami di vinniri lume. In 1821 si mustrò i fatti di a natura partenu di onde luce, in 1823 apertu u polarisation circulari e ellittichi. Iddu ci spiega u fundamentu di rapprisentanu onda polarisation Medispro, oltri a la rutazzioni di l 'apparecchiu di polarisation di lume è biréfringence. In 1823, si stabilisce la liggi di anglé e riflessione di luce nantu una superficia appartamentu erettu trà i dui Tecnica. Nsemi Jung cunzidiratu lu criaturi di ottica onda. Hè lu nvinturi di parechji i dispusitivi vinniri, cume un specchiu, o un Fresnel biprism Fresnel. Hè cunsidaratu u fundatore di un funnamintarmenti nova manera di temperature faro.

A parti di la tiurìa

Definisce Fresnel lueur pussibule per un pirtusu di ogni forma e di sòlitu senza lu. Però, da u puntu di vista di fs hè megliu à curà lu in una forma pirtusu circulari. In stu casu, a surgente di luce, è u puntu assirvazzioni deve esse nant'à una linia chì hè parpindiculari à l 'apparecchiu di screnu è passa à u centru di lu pirtusu. In fatti, in a zona Fresnel pò mancari ogni superficia attraversu cui l 'ondi lume. Per esempiu, a superficia equiphase. Tuttavia, in stu casu, si sarà còmuda a rumpiri lu pirtusu zona chiana. Per stu cunsidarendu i prublemi òttica elementari, chì vi permettenu di noi à definisce micca solu u raghju di a prima zona Fresnel, ma dinù seguità-up cu li nummari incerta.

Lu compitu di serenità a taglia di i chjerchji

À cumincià à pinsà chì l 'a superficia di u pirtusu appartamentu hè trà i surghjente di luce (puntu C) e l' ussirvaturi (puntu H). Hè parpindiculari à a linia CH. linìa CH passa à traversu u giru centru nicu (puntu O). Dapoi u nostru scopu hè la culonna di simmitria, la zona Fresnel hà da esse in forma di circuli. A decisione hà da esse riduci à l 'animu di raghju di sti circuli cù un numeru arbitrarie (m). Lu valuri massimu si chjama u raghju di a zona. Di scioglie u prublema hè necessariu di fà custruzzioni novu, veni à dì: sceglie un puntu arbitrariu (A) a l 'apparecchiu di l'intrata è fate lu quattru linìi mandati da u puntu di ussirvazioni è a surgente di luce. U risultatu hè un triangulu SAN. Allora vi pò fà lu in tantu chi la scuma di luce arrivari a l 'ussirvaturi longu u stradellu di u SAN, passanu una strada più cà l' unu chì hà da piglià u CH strata. Stu significa chi la diffirenza chjassu CA + AN-CH nfusca diffarenza trà i fasi onda sò passatu da fonte sicundariu (A è D) à u puntu assirvazzioni. Da stu valuri addipenni unni vinniri resultant cù u scopu di l 'ussirvaturi, è da quì a temperature luce à chì puntu.

Calculu di u primu raghju

Avemu trovu chì s'è a sfarenza percorsu hè uguali à mità di l 'onda di luce (λ / 2), la luci ca veni di l' ussirvaturi in antiphase. Si pò esse cunclusu chì s'è lu fattu chjassu sarà menu cà λ / 2, u lume hà da vene in u listessu fase. Sta cundizzioni CA + AN-SN≤ λ / 2, da definizione, hè a sola cundizione chì u puntu A hè situatu in u primu circu, i.e. hè a prima zona Fresnel. In stu casu, u ritagliu di u patrimonio cìrculu percorsu hè uguali à mità di l 'onda di lume. Induve sta 'equazzioni di definisce u raghju di a prima zona, denoted P _1. Quandu l 'diffarenza chjassu in currispundenza a λ / 2, ci serà paru à l' linìa AZ. In stu casu, si lu distanzi trapassa lu diàmitru nicu cunsistenti CO (tipicamenti cunsideratu cum'è tali embodiments), la classi di raghju moderna di u prima zona hè definitu da i seguenti fòrmula: P ₁ = √ (λ * CO + OH) / (CO + OH).

Calculu di u raghju di zona Fresnel

Formula di serenità i valori di i radii di i chjerchji chì seguitanu sò listessi intèndesi, sopra, solu aghjuntu à u numerator di u numeru zona àutri. In stu casu ugualità di diffarenza chjassu diventa: CA + AN-SN≤ m francese * λ / 2 o CA + AH-CO-ON≤ m francese * λ / 2. Sighit chi lu raghju di u spaziu chjamà cù u numaru "f" definisce i seguenti fòrmula: P _{m francese} = √ (m * λ * CO + OH) / (CO + OH) = ₁ P √m

Summing up i risultati ntirmediu

Si pò esse rimarcatu chì rumpi in zoni - la siparazzioni di la surgente di luce sicundariu u fonte avè u listessu spaziu comu P _{m francese} = π * R ² _m - π * R ² _m-1 = π * ₁ P ² = P _1. Luce da vicinu zoni Fresnel vene in fase di punta, perchè l 'diffarenza chjassu di i circuli vicinu da definizione esse uguali a mità di l' onda di lume. Generalizing stu risultatu, avemu cunchiùdiri ca la ruttura di u so tane su circuli (tali chi luce da vicinu righjunghji u usservatori cù una diffarenza fase stabbilùta) avissi a dì rumpia l 'anellu in la stessa zona. Stu vulè hè facili schiarisci cu l 'aiutu di u prublema.

zona Fresnel per una onda n'aeriu

Guardà ditiriuramentu spaziu apertura in i chjerchji diluente di uguali spaziu. Issi ambienti sò fonte lume sicundariu. U francese amplitude di l 'arrivu onda luce da ogni anellu à l' ussirvaturi, pocu pressu u listessu. In più, a diffirenza forte da u catalogu sa crèsia a lu puntu H hè dinù u listessu. In stu casu, lu cumplessu amplitudes à l 'ussirvaturi quandu aghjuntu in una sola è cumplessu forma apparecchiu di parti di nu circulu - arcu. U francese amplitude tutali di u listessu - un ta. Avà cunziddirati comu lu mudellu cambiendu di summation | di francese amplitude in casu di scambiu di u raghju di lu pirtusu, mentri mantinimentu di l 'àutri paràmetri di u prublema. In stu casu, si lu pirtusu apre solu una zona di l 'ussirvaturi, u piattu agghiuncennu mudellu hè furnì circumferentially. U francese amplitude di l 'urtima' anellu hè rotated da un angolo π parente à a parti cintrali, vale à dì. K. A diffirenza chjassu di a prima zona di definizione, uguali a λ / 2. Stu angle, vi pò dì π francese amplitude sarà meza la circunfirenza. In stu casu, la summa di sti valori à u puntu assirvazzioni hè zeru - zeru lunghezza ta. Sè vi pò aprì tri circuli, tandu u ritrattu vi rapprisintari lu menzu cìrculu e accussì on. U francese amplitude in puntu di un numaru ancu di i chjerchji di l'usservatori hè zeru. È in u casu, quandu cù un numeru strana di ammienti, si sarà uguali a lu valuri massimu è u bastimentu di u diamitru in lu cumplessu n'aeriu di amplitudes ambition. L'ugettivi di supra sò tinuti lu mètudu apartu di zoni Fresnel.

Discrittu circa casi particulari

Guardà cundizioni raru. Calchì volta, per scioglie i stati prublemu chì utilizà un numaru fractional di zoni Fresnel. In stu casu, sottu à u mezzu anellu chiamari un mudellu quartu circulu, chi vi currisponde à a mità di l 'ària di l' prima zona. Similaire calculata qualunqui avutra valori fractional. Hijo de la cundizione Naturarmenti chì unepoche fractional di circuli chjusu è tantu aperta. In un tali casu, u francese amplitude tutale di i vitturi campu eni truvata comu la diffirenza di l 'amplitudes di i dui fatti. Quandu tutti i zoni sò aperta, tandu ùn ci hè nimu ostaculu à u chjassu di l'onde luce, u ritrattu vi taliari comu 'na spirali. Si gira fora, perchè quandu vi apre un gran numaru di i chjerchji ci piglià in contu a dipindenza di missioni di u surghjente di luce à u puntu usservatori, è a direzzione di a surghjente sicundariu. Avemu trovu chì u lume di a zona cù un numeru supiriuri hà un picculu francese amplitude. Center Hedera uttinni hè in la circunfirenza menzu di lu primu e lu secùnnu circuli. Per quessa, u francese amplitude campu in lu casu induve tuttu u spaziu vede hè menu cà voti chè in u aprire unu primu discu, è u temperature diffirisci da quattru volte.

lume lueur Fresnel

A Canzona di circà à ciò chì hè vulia dì da sta parolla. Chjamatu Fresnel cundizione lueur, quandu à traversu lu pirtusu apre parechji lochi. Sè noi apre assai di i chjerchji, tandu sta funziunalità pò ignoratu, chì hè nfruènza in la balance à ottica aspettu. In u casu induve lu pirtusu mezu hè apertu di l 'ussirvaturi cunsistenti menu cà una zona, sta sola cundizione hè chjamata Fransen lueur. Iddu eni cunzidiratu à esse cuntentu siddu la surghjente di luce è a lu puntu di l'usservatori chì sò à una distanza abbastanza da lu pirtusu.

Paraguni di u lente miccia zona e

Sè vo chiudu tutti i strana, o tutte e zona ancu Fresnel, mentri à l 'ussirvaturi hè l' onda lume cun più francese amplitude. Ogni anellu di l 'apparecchiu di cumplessu duna mità di chjerchju. So se lassatu aperta la zoni strana, allura lu tutali vi cornu solu metà di l 'ammienti, chì cuntribuisce à a francese amplitude megliu di i "funnu-up". L'ostaculu à u chjassu di l'onda di luce, a cui solu unu tipu di circuli aperta, chjamata a miccia zona. U temperature di lume à l 'ussirvaturi curputu trapassa i temperature di lume u piastra. Quissa hè duvuta à u fattu chì u lume onda d 'ogni anellu aperta hè flagged à l' ussirvaturi in u listessu fase.

A situazione simile hè osservatu cù dissiminati lume cun una lente. Si, comu stich, senza aneddu sò micca chjusu è movi u lume in fasa da π * (+ 2 π * m) da u ambienti chì chjusu miccia zona. Cum'è un risultatu, u francese amplitude di l 'onda lume hè avviò. Oltri a chistu, lu lente eliminates cusì-chiamatu spicciava fase ricìprucu chì sò in una sola anellu. It expands u cumplessu n'aeriu di la mità di circunfirenza di ogni zona in nu sigmèntu di linìa. Cum'è un risultatu, u francese amplitude aumenta da i tempi π, è tutta a lente billet spirale cumplessu unfold in un linìa.