ඇයි ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය

ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය - ශබ්දය හෝ ආලෝක කිරණ මතුපිට ශබ්ද විවර්තනය ප්රතිඵල හෝ ආලෝකය ගණනය කිරීම් සිදු කිරීමට ඇති බවට ප්රදේශ වේ. මෙම ක්රමය මුලින්ම 1815 O.Frenel දී අදාළ වේ.

ඓතිහාසික තොරතුරු

ඔගස්ටින්-Zhan Frenel (10.06.1788-14.07.1827) - ප්රංශ භෞතික විද්යාඥයෙක්. ඔහු භෞතික විද්යාව ලෙසිනි ගුණ අධ්යයනය කිරීම ඔහුගේ ජීවිතය කැප කළේය. ඊ Malus බලපෑම යටතේ ද 1811 දී ඔහු ප්රකාශ විද්යාවේ ක්ෂේත්රයේ පර්යේෂණාත්මක උනන්දු බවට පත් විය ඉක්මනින්, භෞතික විද්යාව අධ්යයනය සඳහා ස්වාධීනව ආරම්භ විය. 1814 දී, මැදිහත් මූලධර්මය "අසිරිමත්", හා 1816 දී තර්කාන්විත හා ප්රාථමික තරංග මැදිහත්වීම් සංකල්පය හඳුන්වා දෙනු Huygens ඇති සුප්රසිද්ධ මූලධර්මය බව සඳහන් කර තිබේ. 1818 දී, සිදු කළ කාර්යය මත ගොඩනැගීම, ඔහු න්යාය වර්ධනය ආලෝකය විවර්තනය ය. ඔහු අද්දර සිට විවර්තනය, මෙන්ම චක්රලේඛය කුහරය සලකා එම ක්රියාවලිය හඳුන්වා දෙන ලදී. සිදු වූ පර්යේෂණ, දැන් සම්භාව්ය, ආලෝකය මැදිහත් වන biprism හා bizerkalami සමග. 1821 දී ඔහු 1823 දී චක්රලේඛය හා ඉලිප්සාකාර ධ්රැවාන්තගත වීමක් විවෘත, ආලෝකය තරංග තීර්යක් ස්වභාවය ප්රදර්ශනය කළා. ඔහු chromatic ධ්රැවාන්තගත වීමක් මෙන්ම, ගුවන් යානය භ්රමණය තරංග නිරූපණයන් පදනම මත පැහැදිලි ධ්රැවිත ආලෝක හා birefringence. 1823 දී, ඔහු වර්තනය හා නීති ස්ථාපිත ආලෝකය පරාවර්තනය මාධ්ය දෙක අතර ස්ථාවර පැතලි මතුපිට. ජුන්ග් සමග තරංග ප්රකාශ විද්යාව නිර්මාතෘ සලකා බලන ලදී. කිහිපයක් මැදිහත් එවැනි කැඩපත හෝ ෆ්රෙස්නෙල් biprism ෆ්රෙස්නෙල් ලෙස උපාංග, නිර්මාතෘවරයා වේ. එය ප්රදීපාගාරය පහන් දැල්වීම සහමුලින්ම නව ක්රමයක් නිර්මාතෘ සලකා බලන ලදී.

න්යාය ටිකක්

ඕනෑම හැඩය හා සාමාන්යයෙන් එය නොමැති සිදුරක් සඳහා හැකි ෆ්රෙස්නෙල් විවර්තනය තීරණය කරන්න. කෙසේ වෙතත්, ශක්යතා දෘෂ්ටි කෝණයෙන් එය චක්රලේඛය කුහරය හැඩය එය ප්රතිකාර කිරීම සඳහා හොඳම වේ. මේ අවස්ථාවේ දී, ආලෝක ප්රභවය හා නිරීක්ෂණ අවස්ථාවක තිරය තලය ලම්බ වන අතර කුහරය මධ්යස්ථානය හරහා බව රේඛාවක් මත විය යුතුය. සැබවින් ම, ෆ්රෙස්නෙල් කලාපයේ කරන හරහා ආලෝකය තරංග ඕනෑම මතුපිටක් බිඳිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, equiphase මතුපිට. කෙසේ වෙතත්, මෙම නඩුවේ එය පැතලි කලාපය කුහරය බිඳ දැමීම සඳහා පහසු වනු ඇත. මේ සඳහා අපි මුලින්ම ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය අරය පමණක් නොව තීරණය, පමණක් නොව, අහඹු ලෙස පසු විපරම්-අපට ඉඩ ඇත මූලික ප්රකාශ ගැටළු, සලකා බලන්න.

මුදු ප්රමාණය නිර්ණය කිරීමේ කටයුත්ත

පැතලි කුහරය මතුපිට ආලෝකය ප්රභවයක් (ලක්ෂ්ය C) හා නිරීක්ෂකයා අතර (ලක්ෂ්ය H) අතර ඇති පරිකල්පනය කරන්නට අප ආරම්භ කිරීම. එය රේඛාව CH ලම්බ වේ. CH කොටස වටය කුහරය මධ්යස්ථානය (ලක්ෂ්ය O) හරහා ගමන් කරයි. අපගේ අරමුණ වන්නේ නිසා සමමිතික අක්ෂය, එම ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය මුදු ස්වරූපයෙන් වනු ඇත. හිතුවක්කාරී අංකය (මීටර්) සහිත තීරණය මෙම කව අරය අධිෂ්ඨානය දක්වා අඩු කරනු ඇත. උපරිම අගය කලාපය අරය ලෙස හැඳින්වේ. , එය අතිරේක ඉදිකිරීම් කරන්න අවශ්ය ප්රශ්නය විසඳීම සඳහා එනම්: විවෘත තලයේ දී අත්තනෝමතික ස්ථානය (A) තෝරා නිරීක්ෂණ පැහැදිලි නම් හා ආලෝකය ප්රභවයක් සිට එය සරළ රේඛීය අංශ සම්බන්ධ වේ. ප්රතිඵලය ත්රිකෝණය, SAN වේ. එවිට ඔබට SAN මාවත ඔස්සේ, නිරීක්ෂකයකුට පැමිණෙන ආලෝකය තරංග, මාර්ගය CH ගන්නා බව එක් වූ කාලයට වඩා වැඩි වන්න සමත් බව නිසා එය කරන්න පුළුවන්. මෙම මාර්ගය වෙනස CA + ඒඑන්-CH රැල්ල අදියර නිරීක්ෂණ අවස්ථාවක දී ද්විතියික මූලාශ්ර (A හා D) සිට ගොස් ඇත අතර වෙනස නිර්වචනය. ගම්ය මෙම අගය සිට නිරීක්ෂකයා තත්වය හා, එම නිසා එම අවස්ථාවේ ඇති ආලෝක තීව්රතාවය සමග හේතුවෙන්, මැදිහත් තරංග රඳා පවතී.

පළමු අරය ගණනය

මාර්ගය වෙනස ආලෝකය තරංග ආයාමය භාගය (λ / 2), antiphase දී, නිරීක්ෂකයා වෙත එන්නේ ආලෝකය සමාන වේ නම්, අපි සොයා ගන්න. එය මාර්ගය වෙනස λ / 2 ට වඩා අඩු වනු ඇත නම්, ආලෝකය එම අදියර එන බව නිගමනය කළ හැක. මේ තත්ත්වය CA + ඒඑන්-SN≤ λ / 2, නිර්වචනය විසින් i.e. එය පළමු ෆ්රෙස්නෙල් කලාපයක් කියලා, A ලක්ෂය පළමු මුද්ද පිහිටා ඇත බවට වූ කොන්දේසිය වේ. මේ අවස්ථාවේ දී, රවුම මාර්ගය වෙනස සීමාව ආලෝකයේ තරංග ආයාමය භාගය සමාන වේ. ඒ නිසා පළමු කලාපය අරය තීරණය කිරීම සඳහා මෙම සමීකරණය, P, _{1 දක්වනු.} මාර්ගය වෙනස / 2 λ අනුරූප විට, එය කොටස OA සමාන වනු ඇත. එවැනි අවස්ථාවක දී අදාළ දුර සැලකිය යුතු ලෙස සමාගම කුහරය විෂ්කම්භය (සාමාන්යයෙන් පමණක් එවැනි නොමඟයවන සුලු සලකා) ඉක්මවා නම්, පළමු කලාපයේ ජ්යාමිතික අරය සැලකිල්ලට පහත සඳහන් සූතෙයන්: P ₁ = √ (λ * සමාගම + OH) / (CO + OH).

ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය අරය ගණනය

ඉන් පසු මුදු සහ සූර්යයා වටිනාකම් තීරණය කිරීම සඳහා සූත්රය අපේක්ෂිත කලාපය සංඛ්යාව numerator පමණක් එක් කල, ඉහත සාකච්ඡා සමාන වේ. එවැනි අවස්ථාවක දී මාර්ගය වෙනසක් සමානාත්මතාවය බවට පත්: CA + ඒඑන්-SN≤ මීටර් * λ / 2 ක් හෝ CA + එච්-CO-ON≤ මීටර් * λ / 2. පී _{මීටර්} = √ (මීටර් * λ * සමාගම + OH) / (CO + OH) = ₁ පී √m: එය අපේක්ෂිත ප්රදේශයේ අරය සංඛ්යාව "M", පහත සඳහන් වන සුත්රය නිර්වචනය සමග බව පහත සඳහන්

අතරමැදි ප්රතිඵල සාරාංශ

_{මීටර්} ලෙස, එම ප්රදේශයේ ඇති බල සැපයුම් කිරීමට ද්විතීයික ආලෝක ප්රභවයක් වෙන් n = π * ආර් _{මීටර්} ² - - π * ආර් ² _m-1 = π * ₁ පී ² = P ₁ එය බිඳී යාමේ කලාපය සඳහා සැලකිල්ලට ගත _{හැකිය.} නිර්වචනය විසින් අසල්වැසි මුදු මාවත වෙනස ආලෝකයේ තරංග ආයාමය භාගය සමාන විය නිසා අසල්වැසි ෆ්රෙස්නෙල් කලාප සිට ආලෝක, ප්රතිවිරුද්ධ අදියර තුළ ය. මෙම ප්රතිඵලය Generalizing, අපි කව මත කුහර බිඳ (අසල්වැසි සිට ආලෝක ස්ථාවර කලා වෙනසක් සමඟ, නිරීක්ෂකයා ළඟා එවැනි) එම ප්රදේශයේ මුදුව බිඳ අදහස් වන බව ඔහු කියා සිටියේ. නිගමනය මෙම ප්රකාශය ඉතා පහසුවෙන් ප්රශ්නය ද සහාය ඇතිව ඔප්පු වී ඇත.

ගුවන් යානයක් තරංග සඳහා ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය

සමාන ප්රදේශයේ සිහින් මුදු බිඳ වැටීම විවෘත ප්රදේශයේ සලකා බලන්න. මෙම කව ද්විතීයික ආලෝක ප්රභව වේ. , නිරීක්ෂකයා, එක් එක් මුද්ද සිට ආලෝකය තරංග පැමිණීම විස්තාරය ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ. මීට අමතරව, ලක්ෂ්යය එච් යාබද පරාසයක සිට කලා වෙනසක් ද සමාන වේ. චාප - රවුමක් තනි සංකීර්ණ තලය ආකාරයක කොටසක් එකතු වූ විට, නිරීක්ෂකයා දී මේ අවස්ථාවේ දී, සංකීර්ණ විස්තාරය. එම මුළු විස්තාරය - ඇවිස්සුවේ. දැන් කුහරය අරය වෙනස් වූ අවස්ථාවක විස්ථාරයෙන් සමාකලනය වෙනස් වෙන රටා ගැටලුවේ වෙනත් පරාමිතික පවත්වා ගෙන යන අතර ආකාරය ගැන සලකා බලමු. එවැනි අවස්ථාවක දී, එම කුහරය, නිරීක්ෂකයා සඳහා පමණක් එක් කලාපයක් විවෘත කරයි නම්, රටාව එකතු කොටසක් circumferentially සපයා ඇත. පසුගිය වලල්ලේ විස්තාරය මධ්යම කොටස, එනම් කිරීමට කෝණය π සාපේක්ෂ මගින් කැරකෙමින් පවතී. කේ නිර්වචනය විසින් / 2 λ සමාන පළමු කලාපයේ මාර්ගය වෙනස,. මෙම කෝණය π අදහස් විස්තාරය පරිධිය අර්ධ වනු ඇත වනු ඇත. ශුන්ය - මේ අවස්ථාවේ දී, නිරීක්ෂණ අවස්ථාවක දී එම වටිනාකම් එකතුව ශුන්ය වේ මතකයන් අවධි දිග. මුදු තුනක් විවෘත කෙරේ නම්, එම පින්තූර එසේ මත අර්ධ වෘත්තය නියෝජනය කරන අතර ඇත. මුදු ඊටත් සංඛ්යාව, නිරීක්ෂකයා ගේ අවස්ථාවක දී විස්තාරය ශුන්ය වේ. හා මෙම නඩුවේ භාවිතා කරන විට ඔත්තේ සංඛ්යාවක් කව, එය උපරිම අගය කළ අතර ඊට අමතරව විස්තාරය අතර සංකීර්ණ තලය තුළ විෂ්කම්භය දිග සමාන වනු ඇත. ඉහත අරමුණු ෆ්රෙස්නෙල් කලාප මුළුමනින්ම විවෘත ක්රමය වේ.

විශේෂයෙන් රෝගීන් ගැන කෙටියෙන්

දුර්ලභ කොන්දේසි ගැන සලකා බලන්න. සමහර විට, ෆ්රෙස්නෙල් කලාප භාගික අංකය භාවිතා බවත් ප්රශ්නය රාජ්යයන් විසඳීමට. මේ අවස්ථාවේ දී, අර්ධ මුද්ද යටතේ පළමු කලාපයේ ප්රදේශයේ අර්ධ අනුරූප වන හතරෙන් රවුම රටාව, තේරුම්. මීට සමාන වෙනත් ඕනෑම භාගික අගය ගණනය. සමහර විට තත්ත්වය මුදු සමහර භාගික අංකය වසා දමා මේ තරම් විවෘත බවයි. එවැනි තත්වයක් යටතේ, ක්ෂේත්රයේ දෛශික මුළු විස්තාරය ඇති කාර්යයන් දෙකක් විස්තාරය වෙනස ලෙස හමු වී ඇත. සියලු කලාප විවෘත වන විට, එවිට ආලෝකය තරංග මාවත කිසිදු බාධාවක් පවතී, මේ පින්තූරේ සර්පිලාකාර වගේ ඇත. ඔබ මුදු විශාල සංඛ්යාවක් විවෘත කළ විට නිසා, නිරීක්ෂකයා ලක්ෂ්යය වෙත ආලෝකය ප්රභවය විමෝචන යැපීම හා ද්විතීයික මූලාශ්රයක් දිශාව සැලකිල්ලට ගත යුතු එය, හැරෙනවා. වැඩි සංඛ්යාව සමග කලාපය වන ආලෝකය කුඩා විස්තාර ඇති බව අප සොයා. මධ්යස්ථානය ලබා සර්පිලයේ පළමු හා දෙවන වළලු මැද වට වේ. ඒ නිසා, සියලු දෘශ්යමාන ප්රදේශයේ විවෘත එක් ප්රථම තැටිය වඩා දෙගුණයක් වඩා අඩු වන අතර, තීව්රතාව සිව් ගුණයකින් වෙනස් එහිදී මෙම නඩුවේ ක්ෂේත්රයේ විස්තාරය.

ෆ්රෙස්නෙල් විවර්තනය ආලෝකය

අපි මේ කාලීන කිරීමෙන් අදහස් වන්නේ කුමක්ද ගැන අපි දැන් සලකා බලමු. සිදුරු හරහා ප්රදේශ කිහිපයකට විවෘත විට, ෆ්රෙස්නෙල් විවර්තනය තත්ත්වය ලෙස හඳුන්වනවා. අපි මුදු ගොඩක් විවෘත කරනු ඇත නම්, වර්තනය විස්තර කිරීම සඳහා ආසන්න දී යොදන ලද බව, මෙම විකල්පය නොසලකා හැරිය හැක. හරහා කුහරය එක් කලාපයක් වඩා සැලකිය යුතු අඩු නිරීක්ෂකයාගේ විවෘත කරනු ලබන අවස්ථාවේ දී, මේ තත්ත්වය ලෙස හැඳින්වේ Fraunhofer විවර්තනය. ඔහු ආලෝකය ප්රභවයක් හා නිරීක්ෂකයා තර්කය කුහරය සිට ප්රමාණවත් දුරින් නම් සෑහීමකට පත් විය සැලකේ.

කලාපයේ තහඩු කාච සංසන්දනය හා

නිරීක්ෂකයා, වඩාත් විශාල විස්තාරය සමග ආලෝකය තරංග වන අතර, ඔබ සියලු අමුතු හෝ සියලු පවා ෆ්රෙස්නෙල් කලාපය වසා නම්. සංකීර්ණ තලය එක් එක් මුද්ද අර්ධ වෘත්තය ලබා දෙයි. ඒ නිසා අමුතු කලාප විවෘත ඉතිරි නම්, එසේ නම් මුළු පමණක් "පතුලේ-අප්" සමස්ත විස්තාරය දායක වන කව බැට්මින්ටන්, සර්පිලාකාර ඇත. ආලෝකය තරංග, කලාපය තහඩු කැඳවා ඇති වර්ගය එකම එක විවෘත මුදු, මාවත දී බාධාවක්. නිරීක්ෂකයා, ආලෝක තීව්රතාව නැවත නැවතත් තහඩුව මත ආලෝකය තීව්රතාව ඉක්මවා. මෙම එක් එක් විවෘත මුද්ද ආලෝකය තරංග එම අදියරේ දී, නිරීක්ෂකයා වෙත සනිටුහන් කර ඇත බව යන කරුණ නිසා ය.

ඒ හා සමාන සිදුවීමක් කාච සමග ආලෝකයේ අවධානය යොමු සමග නිරීක්ෂණය කර ඇත. එය, පිඟන් මෙන් නොව, කිසිදු මුදු වසා නැත, සහ කලාපය තහඩු වසා බව කව වලින් (+ 2 π * මීටර්) π * විසින් අදියර තුළ ඇති එළිය ගමන් කරයි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ආලෝකය රැල්ල විස්තාරය දෙගුණ වේ. එපමනක් නොව, කාච තනි මුද්ද තුළ වන ඊනියා පරස්පරය අදියර මුර ඉවත්වේ. එය සරළ රේඛීය අංශයේ අර්ධ පරිධිය එක් කලාපයකට සංකීර්ණ තලය පුළුල් කරයි. එහි ප්රතිඵලයක්, π වතාවක් විසින් තරංගවල තරංග, මුළු සංකීර්ණ තලය සර්පිලාකාර කාචයක් වශයෙන්, ඍජු රේඛාවක් බවට විහිද.