Френеля зоны - участки, на к-рые разбивают поверхность фронта световой волны для упрощения вычислений
при определении амплитуды волны в заданной точке про-странства. Метод Ф. з.
используется при рассмотрении задач о дифракции волн в соответствии с
Гюйгенса - Френеля принципом .Рассмотрим распространение монохрома-тич.
световой волны из точки А (источник) в к--л. точку наблюдения В (рис.).
Согласно принципу Гюйгенса - Фре-
неля, действие источника
А заменяют действием воображаемых источников, расположенных на вспомогат.
поверхности S, в качестве к-рой выбирают поверхность фронта сферич. волны,
идущей из А. Эту поверхность разбивают на кольцевые зоны так, чтобы расстояния
от краёв зоны до точки наблюдения В отличались на l/2: S1B-S0B=S2B-S1B=S3B-S2B=l/2
(S0 - точка пересечения фронта
волны с линией А В, l-длина волны). Построенные таким способом
равновеликие участки поверхности наз. Ф. з.
Радиус m-й Ф. з.
в случае дифракции на круглых отверстиях и экранах определяется следующим приближённым
выражением (при ml<<b) 
где а и b - соответственно расстояния от источника и от точки
наблюдения до отверстия (экрана). В случае дифракции на прямолинейных структурах
(прямолинейный край экрана, щель) размер т-й Ф. з. (расстояние
внеш. края зоны от линии, соединяющей источник и точку наблюдения) приближённо
равен
Волновой процесс в точке
В можно рассматривать как результат интерференции волн, приходящих в
точку наблюдения от каждой Ф. з. в отдельности, приняв во внимание, что амплитуда
колебаний от каждой зоны медленно убывает с ростом номера зоны, а фазы колебаний,
вызываемых в точке В смежными зонами, противоположны. Поэтому волны,
приходящие в точку наблюдения от двух смежных
зон, ослабляют друг друга и амплитуда результирующего колебания в точке В меньше, чем амплитуда, создаваемая действием одной центр. зоны. Следовательно,
действие всей волны в точке наблюдения В сводится к действию её малого
участка, меньшего, чем центр. зона, т. е. использование Ф. з. даёт возможность
наглядно объяснить прямолинейное распространение света с точки зрения его волновой
природы.
Метод разбиения на Ф. з. позволяет просто составить качественное, а в ряде случаев достаточно точное и количественное представление о результатах дифракции волн при разл. сложных условиях их распространения. Экран, состоящий из системы концентрич. колец, соответствующих Ф. з. (см. Зонная пластинка ),может дать, как и линза, усиление освещённости на оси или даже создать изображение. Метод Ф. з. применим не только в оптике, но и при изучении распространения радио- и звуковых волн.
Л. И. Капорский.
|
|
 |
