17653

Дифракція та отворі побудова Френеля. Зонна платівка Френеля

Доклад

Физика

Дифракція та отворі: побудова Френеля. Зонна платівка Френеля. Поставимо між точковим джерелом S і точкою спостереження Р непрозорий екран з круглим отвором площина якого перпендикулярна до осі SP а центр О розміщений на тій же осі. Згідно із Френелем дія такої перешкоди...

Украинкский

2013-07-05

217.42 KB

3 чел.

Дифракція та отворі: побудова Френеля. Зонна платівка Френеля.

Поставимо між точковим джерелом S і точкою спостереження Р непрозорий екран з круглим отвором, площина якого перпендикулярна до осі SP, а центр О розміщений на тій же осі. Згідно із Френелем, дія такої перешкоди зводиться до того, що екран усуває ту частину хвильового фронту, яку він прикриває. На відкритій же частині хвильового фронту світлове поле не змінюється. Таке припущення відповідає наближенню геометричної оптики, тому воно вірне лише тоді, коли радіус отвору великий у порівнянні з довжиною хвилі. Будемо вважати, що розміри отвору можна змінювати, що дозволяє відкривати будь-яку кількість зон Френеля.

Нехай  означають амплітуду і інтенсивність світла в точці Р при вільному розповсюдженні хвилі. Загальний світловий потік, що поступає через отвір строго пропорційний його площі. Але він буде розподілятися по-різному по освітлюваній поверхні,  в залежності від того, скільки зон Френеля вкладається в отворі. В одних місцях може вийти інтенсивність менша, а в інших – більша за .

Якщо відкрити першу зону Френеля, то амплітуда та інтенсивність світла в тій же точці будуть . При віддаленні від центра Р інтенсивність буде монотонно спадати. При розширенні отвору, в точку Р почнуть приходити вторинні хвилі. Їх інтерференція з тими хвилями, що прийшли раніше призводить до зменшення інтенсивності в тій же точці. При певних розмірах отвору, центр Р перестане бути точкою максимальної інтенсивності. Навколо неї почне утворюватися світле кільце, до якого  і переміститься максимум інтенсивності. Коли отвір відкриє дві перші зони Френеля, то їх дія в точці Р практично скомпенсується. При подальшому розширенні кільця спостерігатимемо послідовність світлих та темних кілець. Якщо кількість відкритих зон Френеля непарна, то в центрі – світле коло, інакше – темне.

Зонна платівка Френеля.

Інтенсивність світла в точці спостереження Р можна підсилити в багато раз, прикривши всі парні або непарні зони Френеля. Ті зони, що залишились відкритими, підсилюватимуть дію один одного. Перекриття можна здійснити, помістивши в площині отвору так звану зонну платівку (рис 1). Ширина всіх кілець повинна бути великою в порівнянні із довжиною хвилі. Тоді при належних розмірах кілець пластинка із світлим центром буде видаляти із хвильового фронту всі парні, а пластинка із темним центром – всі непарні зони Френеля.

Підсилення інтенсивності світла зонною платівкою аналогічне фокусуючій дії лінзи. Більше того, відстані від платівки до джерела S та «зображення» Р зв’язані тим же співвідношенням, що і відповідні величини для лінзи:

, де  і  - відстані від центра отвору до точок  S і  Р, f – фокусна відстань:

де D – діаметр отвору.

Якщо центр зонної платівки світлий, то m – непарне, в цьому випадку в формулу (1) входить (зовнішній) радіус світлого кільця платівки. Якщо ж центр платівки темний, то число m – парне і під  слід розуміти (зовнішній) радіус темного кільця. Який номер брати при обчисленні f – звичайно не має значення.

На відміну від лінзи, зонна платівка має декілька фокусів. Дійсно, знайдемо положення точки Р, при якому в центральному крузі платівки поміщаються перші три зони Френеля. Тоді в наступне кільце платівки потраплять четверта, п’ята і шоста зони і т.д. Якщо центр зонної платівки світлий, то поле в точці Р подається сумою:

Або , оскільки дії сусідніх зон практично знищують один одного. Таким чином в Р отримаємо максимум (фокус). Фокусна відстань знайдеться по формулі . Аналогічно знаходяться фокуси вищих порядків

де n – цілі числа, яким можна надавати не тільки додатні, але і від’ємні значення. Від’ємним значенням відповідають розбіжні хвилі і уявні  фокуси.

Інтенсивність світла в точці спостереження Р збільшиться в 4 рази, якщо змінити на  фази вторинних хвиль, що виходять від всіх зон Френеля з парними (або непарними) номерами. Це – «платівка із оберненням фази».

Матвеев ст. 212, Сивухін ст. 268


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46128. Организация и содержание совместной работы логопеда и воспитателя (учителя) детского сада (школы) для детей с нарушениями речи 21 KB
  Организация и содержание совместной работы логопеда и воспитателя учителя детского сада школы для детей с нарушениями речи. Взаимодействие логопеда и воспитателя В задачу воспитателя входит выявление степени отставания детей в усвоении программного материала по всем видам учебной и игровой деятельности. Это необходимо для устранения пробелов в развитии детей и создания условий для успешного обучения в среде нормально развивающихся сверстников. С этой целью в первые две недели воспитатели определяют возможности детей в изобразительной...
46129. Индивидуальные логопедические занятия с детьми дошкольного возраста как эффективная форма коррекционной работы 22.5 KB
  Не менее важным является развитие фонематического слуха и фонематического восприятия. Активизация мыслительной деятельности детей развитие внимания и памяти необходимые условия для успешного и разностороннего обучения дошкольников. развитие памяти внимания мышления воображения обязательная составляющая индивидуального логопедического занятия. Целенаправленная работа по развитию мелкой моторики пальцев рук ускоряет созревание речевых областей истимулирует развитие речи ребенка позволяет быстрее исправить дефектное звукопроизношение.
46130. Фронтальные логопедические занятия в условиях дошкольного образовательного учреждения компенсирующего вида (с логопедическими группами) 21 KB
  Обучение на занятиях основная форма коррекционновоспитательной работы с детьми имеющая важное значение для формирования коммуникативной функции речи и общей готовности к школе. Дети с нарушениями речи нередко характеризуются нарушением внимания пониженной познавательной активностью замкнутостью недостаточно сформированной игровой деятельностью и другими особенностями психического развития. На групповых занятиях логопед формирует умение войти в общий темп работы следовать общим инструкциям оценивать достижения партнера...
46131. Сигматизм. Определение, этиология, виды. Логопедические технологии устранения сигматизма у детей 40 KB
  Кончик языка упирается в нижние резцы передняя часть спинки языка выгнута. При таком укладе образуется узкий проход круглая щель между кончиком языка и передними верхними зубами. Вдоль языка по его средней линии образуется желобок. Для звука характерна сложная язычная артикуляция: он начинается со смычного элемента как при т при этом кончик языка опущен и касается нижних зубов.
46132. Вивчення властивостей альгінату натрію з метою використання його у технології десертної продукції молодіжного кафе "Граціо" 2.03 MB
  Створення такого підприємства харчування як кафе це крок вперед на шляху до гідного дозвілля молоді а отже і добробуту майбутньої нації 1. ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ КАФЕ 1. Маркетингове обґрунтування проекту кафе що проектується 1. Характеристика маркетингового середовища кафе що проектується Науково розроблена концепція аналізу та обліку вимог покупців вимог конкретного сегменту ринку розробка відповідно до виявлених вимог нового товару система організації його продажу включаючи заходи стимулювання та реклами а також система...
46133. Учебно-методический комплекс «Дискретная математика» 1.5 MB
  Множество элементами которого являются множества обычно называется классом или семейством. Обычно в конкретных рассуждениях элементы всех множеств берутся из некоторого одного достаточно широкого множества U своего для каждого случая которое называется универсальным множеством или универсумом. Множество X называется конечным если оно эквивалентно Jn при некоторомn. Число n называется количеством или числом элементов множества X.
46134. Практичне використання контролінгу в плануванні виробничої програми підприємства 636.46 KB
  Використання контролінгу в планування виробничої програми підприємства Організаційноекономічна характеристика підприємства Визначення пріоритетних напрямів розвитку підприємства
46135. Понятие, предмет и метод налогового права 26.5 KB
  Таким образом предметом налогового права является группа однородных отношений складывающихся между государством налогоплательщиками и иными лицами по поводу установления введения и взимания налогов. Однако применение в налоговом праве преимущественно императивного способа не исключает использования рекомендаций согласований и права выбора в поведении подчиненного субъектаналогоплательщика метод координации. С учетом вышеизложенного представляется возможным дать определение понятию налогового права.
46136. Учет и отчетность в банках. Учебное пособие 271.09 KB
  Содержит основные положения по организации бухгалтерского учета в банках типовые бухгалтерские проводки по операциям осуществляемым банками такие как: кассовые расчетные депозитные кредитные операции. Бухгалтерский учет предоставления денежных средств клиентузаемщику в балансе банкакредитора 8. Бухгалтерский учет операций по возврату погашению денежных средств в балансе банкакредитора 8.