Метод зон Френеля. Зонные пластинки
Построение зон Френеля: Согласно принципу Гюйгенса – Френеля, действие источника S заменяют действием воображаемых источников, расположенных на волновой поверхности Ф. Амплитуда световой волны находится в точке М.
Френель волновую поверхность Ф разбил на кольцевые зоны такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до точки М отличалась на :
Колебания от соседних зон проходят до точки M расстояния, отличающиеся на половину длины волны, поэтому в точку М они приходят в противоположной фазе и при наложении эти колебания будут взаимно ослаблять
Рис. 3.1.2 друг друга. Тогда амплитуда результирующего светового колебания в точке М: , где А1, А2, А3 и т.д.- амплитуды колебаний, возбуждаемых 1-й, 2-й,… зонами.
Внешняя граница m-й зоны выделяет на волновой поверхности сферический сегмент высотой . Учитываем, что и .
Площадь сферического сегмента:
Площадь m-й зоны Френеля:
Радиус внешней границы m-й зоны Френеля:
С ростом m уменьшается интенсивность излучения в направлении М:
Общее число зон, уменьшающихся на полусфере, огромно, а их площади очень малы, поэтому: и тогда амплитуда
Рис. 3.1.3. результирующих колебаний в точке М
Таким образом, распространение света от S к M происходит так, будто световой поток распространяется внутри очень узкого канала вдоль SM, т.е. прямолинейно.
Зонные пластинки – в простейшем случае стеклянные пластинки, на поверхность которых нанесены по принципу расположения зон Френеля чередующиеся прозрачные и непрозрачные кольца радиусами, определяемыми для заданных значений a,b, выражением
Рис. 3.1.4 Если поместить зонную пластинку в строго определенном месте (на расстоянии a от точечного источника и на расстоянии b от точки наблюдения на линии, соединяющей эти две точки), то она для света длиной волны перекроет четные зоны и оставит свободными нечетные, начиная с центральной. В результате результирующая амплитуда должна быть больше, чем при полностью открытом волновом фронте. Опыт подтверждает эти выводы: зонная пластинка увеличивает освещенность, действуя подобно собирающей линзе. [ m= 0, 2, 4,… для прозрачных и m=1, 3, 5,… для непрозрачных колец].
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 1327;