Untuk mengetahui hasil interferensi gelombang sekunder, Fresnel mengusulkan metode membagi muka gelombang menjadi zona-zona yang disebut zona Fresnel.
Mari kita asumsikan bahwa sumber cahaya S (Gbr. 17.18) adalah titik dan monokromatik, dan medium di mana cahaya merambat adalah isotropik. Muka gelombang pada waktu tertentu akan berbentuk bola dengan jari-jari \(~r=ct.\) Setiap titik pada permukaan bola ini merupakan sumber gelombang sekunder. Osilasi di semua titik permukaan gelombang terjadi dengan frekuensi dan fase yang sama. Oleh karena itu, semua sumber sekunder ini koheren. Untuk mencari amplitudo osilasi di titik M, perlu dijumlahkan osilasi koheren dari semua sumber sekunder pada permukaan gelombang.
Fresnel membagi permukaan gelombang Ф menjadi zona cincin dengan ukuran sedemikian rupa sehingga jarak dari tepi zona ke titik M berbeda \(\frac(\lambda)(2),\) yaitu \(P_1M - P_0M = P_2M - P_1M = \frac(\lambda)(2).\)
Karena perbedaan jalur dari dua zona yang berdekatan sama dengan \(\frac(\lambda)(2),\), maka osilasi dari zona tersebut tiba di titik M dalam fase yang berlawanan dan, jika ditumpangkan, osilasi ini akan saling melemahkan masing-masing zona. lainnya. Oleh karena itu, amplitudo getaran cahaya yang dihasilkan di titik M akan sama dengan
\(A = A_1 - A_2 + A_3 - A_4 + \ldots \pm A_m,\) (17.5)
dimana \(A_1, A_2, \ldots , A_m,\) adalah amplitudo osilasi yang tereksitasi oleh zona ke-1, ke-2, .., ke-m.
Fresnel juga mengemukakan bahwa aksi masing-masing zona di titik M bergantung pada arah rambat (pada sudut \(\varphi_m\) (Gbr. 17.19) antara garis normal \(~\vec n \) ke permukaan zona dan arah ke titik M). Dengan bertambahnya \(\varphi_m\), pengaruh zona berkurang dan pada sudut \(\varphi_m \ge 90^\circ\) amplitudo gelombang sekunder tereksitasi sama dengan 0. Selain itu, intensitas radiasi di arah titik M berkurang seiring bertambahnya dan bertambahnya jarak dari zona ke titik M. Dengan mempertimbangkan kedua faktor tersebut, kita dapat menulis bahwa
\(A_1 >A_2 >A_3 > \cdots\)
1. Penjelasan tentang kelurusan rambat cahaya.
Jumlah keseluruhan Zona Fresnel terletak di belahan bumi dengan radius SP 0 sama dengan jarak dari sumber cahaya S ke muka gelombang yang sangat besar. Oleh karena itu, sebagai perkiraan pertama, kita dapat mengasumsikan bahwa amplitudo osilasi A m dari titik tertentu zona ke-m sama dengan rata-rata aritmatika dari amplitudo zona yang berdekatan, yaitu.
\(A_m = \frac( A_(m-1) + A_(m+1) )(2).\)
Maka ekspresi (17.5) dapat dituliskan dalam bentuk
\(A = \frac(A_1)(2) + \Bigr(\frac(A_1)(2) - A_2 + \frac(A_3)(2) \Bigl) + \Bigr(\frac(A_3)(2) - A_4 + \frac(A_5)(2) \Bigl) + \ldots \pm \frac(A_m)(2).\)
Karena ekspresi dalam tanda kurung sama dengan 0, dan \(\frac(A_m)(2)\) dapat diabaikan, maka
\(A = \frac(A_1)(2) \pm \frac(A_m)(2) \kira-kira \frac(A_1)(2).\) (17.6)
Jadi, amplitudo osilasi yang diciptakan pada titik sembarang M oleh permukaan gelombang bola sama dengan setengah amplitudo yang diciptakan oleh satu zona pusat. Dari Gambar 17.19, jari-jari r zona ke-m zona Fresnel \(r_m = \sqrt(\Bigr(b + \frac(m \lambda)(2) \Bigl)^2 - (b + h_m) ^2).\) Karena \(~h_m \ll b\) dan panjang gelombang cahayanya kecil, maka \(r_m \approx \sqrt(\Bigr(b + \frac(m \lambda)(2) \Bigl )^2 - b^2 ) = \sqrt(mb \lambda + \frac(m^2 \lambda^2)(4)) \approx \sqrt(mb\lambda).\) Jadi, jari-jari lingkaran pertama Mengingat \(~\lambda\) panjang gelombang dapat memiliki nilai dari 300 hingga 860 nm, kita mendapatkan \(~r_1 \ll b.\) Akibatnya, perambatan cahaya dari S ke M terjadi seolah-olah fluks cahaya merambat di dalam saluran yang sangat sempit di sepanjang SM, yang diameternya kurang dari jari-jari zona Fresnel pertama, yaitu. lurus ke depan.
2. Difraksi oleh lubang bundar.
Gelombang bola yang merambat dari sumber titik S bertemu dengan layar berlubang bundar di jalurnya (Gbr. 17.20). Jenis pola difraksi bergantung pada jumlah zona Fresnel yang masuk ke dalam lubang. Menurut (17.5) dan (17.6) pada intinya B amplitudo osilasi yang dihasilkan
\(A = \frac(A_1)(2) \pm \frac(A_m)(2),\)
di mana tanda plus sama dengan m ganjil, dan tanda minus sama dengan m genap.
Ketika lubang membuka zona Fresnel dalam jumlah ganjil, amplitudo osilasi di titik B akan lebih besar daripada saat tidak ada layar. Jika satu zona Fresnel masuk ke dalam lubang, maka di titik B amplitudonya \(~A = A_1\) yaitu. dua kali lebih banyak dibandingkan jika tidak ada layar buram. Jika dua zona Fresnel ditempatkan dalam sebuah lubang, maka aksinya tepat sasaran DI DALAM praktis saling menghancurkan karena gangguan. Jadi, pola difraksi dari lubang melingkar di dekat titik DI DALAM akan terlihat seperti cincin gelap dan terang yang bergantian dengan pusat di suatu titik DI DALAM(jika m genap, maka ada cincin gelap di tengahnya, jika m ganjil, ada cincin terang), dan intensitas maksimumnya berkurang seiring dengan jarak dari pusat gambar.
Aksenovich L. A. Fisika di sekolah menengah atas: Teori. Tugas. Tes: Buku Ajar. tunjangan bagi lembaga penyelenggara pendidikan umum. lingkungan hidup, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K.S.Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - Hal.514-517.
Difraksi Gelombang- fenomena gelombang yang membelok di sekitar rintangan dan menembus daerah bayangan geometris. Fenomena difraksi dapat dijelaskan secara kualitatif dengan menerapkan prinsip Huygens pada perambatan gelombang dalam suatu medium dengan adanya hambatan.
Mari kita perhatikan sebuah rintangan datar ab (Gbr. 69). Gambar tersebut menunjukkan permukaan gelombang yang dibangun berdasarkan prinsip Huygens di belakang penghalang. Dapat dilihat bahwa gelombang itu bertindak
tekuk erat ke area bayangan. Namun prinsip Huygens tidak menjelaskan apa pun tentang amplitudo osilasi gelombang di belakang penghalang. Hal ini dapat diketahui dengan memperhatikan interferensi gelombang yang datang pada daerah bayangan geometris. Distribusi amplitudo getaran di belakang suatu rintangan disebut pola difraksi. Tampilan penuh Pola difraksi di belakang penghalang tergantung pada hubungan antara panjang gelombang A, besarnya penghalang d dan jarak L dari penghalang ke titik pengamatan. Jika panjang gelombang A lebih besar dari besarnya hambatan d, maka gelombang hampir tidak menyadarinya. Jika panjang gelombang A sama dengan ukuran penghalang d, maka difraksi terjadi bahkan pada jarak yang sangat kecil L, dan gelombang di belakang penghalang hanya sedikit lebih lemah dibandingkan di medan gelombang bebas di kedua sisi. Akhirnya, ada banyak panjang gelombang ukuran yang lebih kecil hambatan, maka pola difraksi hanya dapat diamati pada jarak yang jauh dari hambatan yang besarnya bergantung pada A dan d.
Prinsip Huygens-Fresnel merupakan pengembangan dari prinsip yang diperkenalkan Christiaan Huygens pada tahun 1678: setiap titik depan (permukaan yang dicapai gelombang) adalah sumber gelombang bola sekunder (yaitu baru). Selubung muka gelombang dari semua sumber sekunder menjadi muka gelombang pada saat berikutnya.
Prinsip Huygens menjelaskan perambatan gelombang, sesuai dengan hukum optik geometris, tetapi tidak dapat menjelaskan fenomena difraksi. Augustin Jean Fresnel pada tahun 1815 melengkapi prinsip Huygens dengan memperkenalkan konsep koherensi dan interferensi gelombang elementer, yang memungkinkan untuk mempertimbangkan fenomena difraksi berdasarkan prinsip Huygens-Fresnel.
Prinsip Huygens-Fresnel dirumuskan sebagai berikut:
Gustav Kirchhoff memberikan prinsip Huygens dengan tegas bentuk matematika, menunjukkan bahwa ini dapat dianggap sebagai bentuk perkiraan dari teorema yang disebut teorema integral Kirchhoff.
Muka gelombang sumber titik dalam ruang isotropik homogen adalah sebuah bola. Amplitudo gangguan di semua titik muka bola gelombang yang merambat dari suatu sumber titik adalah sama.
Generalisasi dan pengembangan lebih lanjut dari prinsip Huygens adalah perumusannya melalui integral jalur, yang menjadi dasar mekanika kuantum modern.
Metode zona Fresnel Fresnel mengusulkan metode membagi muka gelombang menjadi zona annular, yang kemudian disebut Metode zona Fresnel.
Misalkan gelombang bola monokromatik merambat dari sumber cahaya S, P adalah titik pengamatannya. Permukaan gelombang berbentuk bola melewati titik O. Itu simetris terhadap garis lurus SP.
Mari kita bagi permukaan ini menjadi zona melingkar I, II, III, dst. sehingga jarak dari tepi zona ke titik P berbeda l/2 - setengah panjang gelombang cahaya. Pembagian ini diusulkan oleh O. Fresnel dan zona-zona tersebut disebut zona Fresnel.
Mari kita ambil titik 1 di zona Fresnel pertama. Di zona II, berdasarkan aturan pembuatan zona, terdapat titik yang bersesuaian sedemikian rupa sehingga perbedaan jalur sinar menuju titik P dari titik 1 dan 2 akan sama dengan l/2. Akibatnya osilasi dari titik 1 dan 2 saling menghilangkan di titik P.
Dari pertimbangan geometris dapat disimpulkan bahwa jika jumlah zona tidak terlalu banyak, maka luasnya kira-kira sama. Ini berarti bahwa untuk setiap titik di zona pertama terdapat titik yang bersesuaian di zona kedua, yang osilasinya saling menghilangkan. Amplitudo osilasi yang dihasilkan tiba di titik P dari zona nomor m berkurang dengan bertambahnya m, yaitu.
Fresnel mengusulkan metode asli untuk membagi permukaan gelombang S menjadi beberapa zona, yang memungkinkan untuk menyederhanakan solusi masalah ( Metode zona Fresnel ).
Batas zona pertama (pusat) adalah titik-titik permukaan S, terletak agak jauh dari titik M(Gbr. 9.2). Poin bola S, terletak pada jarak , , dll. dari titik M, formulir 2, 3, dst. Zona Fresnel.
Osilasi bersemangat pada suatu titik M antara dua zona yang berdekatan mempunyai fase yang berlawanan, karena perbedaan jalur dari zona tersebut ke titik M .
Oleh karena itu, ketika menambahkan fluktuasi ini, mereka harus saling melemahkan satu sama lain:
| , | (9.2.2) |
Di mana A– amplitudo osilasi yang dihasilkan, – amplitudo osilasi tereksitasi Saya zona Fresnel.
Nilainya tergantung pada luas zona dan sudut antara garis normal ke permukaan dan garis lurus yang berarah ke titik M.
Luas satu zona
Hal ini menunjukkan bahwa luas zona Fresnel tidak bergantung pada nomor zona Saya. Artinya bila i tidak terlalu besar, luas zona tetangganya sama.
Pada saat yang sama, dengan bertambahnya jumlah zona, sudutnya bertambah dan, akibatnya, intensitas radiasi zona ke arah titik berkurang. M, yaitu. amplitudo berkurang. Itu juga berkurang karena bertambahnya jarak ke titik M:
Jumlah zona Fresnel yang sesuai dengan bagian bola yang menghadap titik tersebut M, sangat besar: pada , , jumlah zona adalah , dan jari-jari zona pertama adalah .
Oleh karena itu sudut antara garis normal ke zona dan arah ke titik M zona tetangga kira-kira sama, mis. Apa amplitudo gelombang yang sampai pada suatu titik M dari daerah tetangga ,kira-kira sama.
Gelombang cahaya merambat lurus. Fase osilasi yang dipicu oleh zona tetangga berbeda sebesar π. Oleh karena itu, sebagai perkiraan yang dapat diterima, kita dapat mengasumsikan bahwa amplitudo osilasi dari tertentu M zona ini sama dengan rata-rata aritmatika dari amplitudo zona yang berdekatan dengannya, yaitu.
.
Maka ekspresi (9.2.1) dapat dituliskan dalam bentuk
| . | (9.2.2) |
Karena luas zona tetangganya sama, ekspresi dalam tanda kurung sama dengan nol, yang berarti amplitudo yang dihasilkan adalah .
Intensitas radiasi.
Dengan demikian, amplitudo yang dihasilkan dibuat di beberapa titik M oleh seluruh permukaan bola , sama dengan setengah amplitudo yang diciptakan oleh zona pusat saja, dan intensitas .
Karena jari-jari zona pusat kecil (), maka kita dapat mengasumsikan bahwa cahaya berasal dari suatu titik P ke titik M merambat dalam garis lurus .
Jika layar buram berlubang ditempatkan pada jalur gelombang, hanya menyisakan zona Fresnel pusat yang terbuka, maka amplitudo pada titik tersebut M akan sama dengan . Dengan demikian, intensitas pada titik tersebut M akan menjadi 4 kali lebih banyak dibandingkan tanpa adanya layar (sejak). Intensitas cahaya meningkat jika semua zona genap tertutup.
Dengan demikian, prinsip Huygens – Fresnel memungkinkan kita menjelaskan perambatan cahaya bujursangkar dalam medium homogen.
Validitas pembagian muka gelombang menjadi zona Fresnel telah dikonfirmasi secara eksperimental. Untuk tujuan ini, pelat zona digunakan - sistem cincin transparan dan buram bergantian.
Pengalaman menegaskan bahwa dengan bantuan pelat zona dimungkinkan untuk meningkatkan penerangan pada suatu titik M, seperti lensa konvergen.
Difraksi cahaya (dari lat. difraksi- rusak, dibiaskan) - penyimpangan dalam perambatan cahaya dari hukum optik geometris, dinyatakan dalam pembengkokan sinar cahaya di sekitar batas benda buram, penetrasi cahaya ke dalam wilayah bayangan geometris, dan pembengkokan menerangi rintangan kecil. Difraksi terjadi ketika cahaya merambat melalui medium yang memiliki ketidakhomogenan yang nyata. Difraksi cahaya adalah manifestasinya sifat gelombang cahaya dalam kondisi transisi ekstrim dari optik gelombang ke geometris. Fenomena difraksi cahaya dapat dijelaskan berdasarkan prinsip Huygens.
Prinsip Huygens adalah prinsip yang menyatakan bahwa setiap titik pada muka gelombang pada saat tertentu adalah pusat gelombang dasar sekunder, yang selubungnya memberikan posisi muka gelombang pada saat berikutnya. Prinsip Huygens memungkinkan untuk menjelaskan hukum pemantulan dan pembiasan cahaya, tetapi tidak cukup untuk menjelaskan fenomena difraksi Fresnel, yang melengkapi prinsip Huygens dengan gagasan interferensi gelombang sekunder.
Prinsip Huygens-Fresnel merupakan pengembangan lebih lanjut dari prinsip H. Huygens oleh O. Fresnel yang memperkenalkan gagasan koherensi dan interferensi gelombang elementer sekunder. Menurut prinsip Huygens-Fresnel, gangguan gelombang pada suatu titik tertentu dapat direpresentasikan sebagai akibat interferensi gelombang elementer sekunder koheren yang dipancarkan oleh setiap elemen permukaan gelombang tertentu (muka gelombang). Prinsip Huygens-Fresnel juga memungkinkan penjelasan fenomena difraksi. Setiap elemen luas permukaan gelombang merupakan sumber gelombang bola sekunder, yang amplitudonya sebanding dengan luas elemen. Sebuah getaran datang ke titik pengamatan dari elemen ini
(6.37.21)
dimana adalah koefisien yang bergantung pada sudut antara garis normal ke permukaan dan arah ke titik pengamatan; - jarak dari elemen permukaan ke titik pengamatan; - fase osilasi di lokasi elemen.
Osilasi yang dihasilkan pada titik pengamatan merupakan superposisi osilasi koheren dari seluruh elemen permukaan gelombang yang sampai pada titik pengamatan. Untuk menghitung amplitudo getaran yang dihasilkan untuk kasus-kasus yang berbeda simetri, Fresnel mengusulkan metode yang disebut metode zona Fresnel. Ada dua jenis difraksi: difraksi Fraunhofer dan difraksi Fresnel.
Difraksi Fraunhofer (dalam sinar paralel) - difraksi gelombang bidang pada suatu penghalang (sumber cahaya berada pada jarak yang sangat jauh dari penghalang).
Difraksi Fresnel adalah difraksi gelombang cahaya berbentuk bola karena ketidakhomogenan (misalnya, lubang di layar). Difraksi Fresnel terjadi ketika sumber cahaya dan layar yang digunakan untuk mengamati pola difraksi berada pada jarak terbatas dari penghalang yang menyebabkan difraksi.
Metode zona Fresnel.
Zona Fresnel adalah bagian cincin di mana permukaan bola muka gelombang cahaya terbagi ketika mempertimbangkan masalah difraksi gelombang sesuai dengan prinsip Huygens-Fresnel untuk menyederhanakan perhitungan saat menentukan amplitudo gelombang di titik tertentu ruang angkasa. Biarkan gelombang monokromatik merambat dari titik ke titik pengamatan. Posisi muka gelombang pada titik waktu tertentu ditunjukkan pada gambar. Menurut prinsip Huygens-Fresnel, aksi sumber digantikan oleh aksi sumber sekunder (imajiner) yang terletak di permukaan bagian depan gelombang bola, yang dibagi menjadi zona annular sehingga jarak dari tepi gelombang zona yang berdekatan dengan titik pengamatan berbeda berdasarkan panjang gelombangnya. (Pada gambar – titik potong muka gelombang dengan garis, jarak =, =). Maka jarak tepi zona ke titik pengamatan adalah
(6.37.22)
Jari-jari terluar zona Fresnel
(6.37.23)
area zona ke-th
(6.37.24)
bila luas zona Fresnel tidak terlalu luas, maka wilayahnya sama.
Karena osilasi dari zona tetangga merambat ke suatu titik yang jauh, perbedaannya adalah osilasi tersebut tiba di titik tersebut dalam antifase. Ketika menghitung amplitudo osilasi yang dihasilkan pada suatu titik dengan menggunakan metode zona Fresnel, perlu juga diperhitungkan bahwa dengan bertambahnya jumlah zona, amplitudo osilasi yang sampai pada titik tersebut ,
menurun secara monoton: SEBUAH 1 > SEBUAH 2 > SEBUAH 3 > SEBUAH 4 > …. Dapat diasumsikan bahwa amplitudo osilasi Saya sama dengan rata-rata aritmatika dari amplitudo zona yang berdekatan: 
Oleh karena itu, amplitudo getaran cahaya yang dihasilkan yang datang dari seluruh muka gelombang ke suatu titik adalah sama dengan:
A = A 1 - A 2 + A 3 - A 4 + ........ A k.
Ungkapan ini dapat direpresentasikan sebagai berikut:
karena ekspresi dalam tanda kurung sama dengan nol, dan amplitudo dari zona Fresnel terakhir sangat kecil. Oleh karena itu, amplitudo yang diciptakan pada suatu titik oleh seluruh muka gelombang bola sama dengan setengah amplitudo yang diciptakan oleh zona Fresnel pusat. Jika 1m, 0,5 µm, maka jari-jari zona Fresnel pertama adalah 0,5 mm. Akibatnya, cahaya dari sumber ke titik pengamatan merambat seolah-olah dalam saluran lurus yang sempit, yaitu. hampir lurus ke depan.
Osilasi dari zona Fresnel genap dan ganjil berada dalam antifase dan saling melemahkan. Jika ada hambatan yang menghalangi bagian depan gelombang bola, maka ketika menghitung amplitudo osilasi yang dihasilkan di titik pengamatan dengan metode zona Fresnel, hanya zona Fresnel terbuka yang diperhitungkan. Jika Anda menempatkan pelat pada jalur gelombang cahaya yang menutupi semua zona Fresnel genap atau ganjil, maka amplitudo osilasi di titik pengamatan meningkat tajam. Catatan ini disebut daerah. Pelat zona meningkatkan intensitas cahaya pada suatu titik berkali-kali lipat, bertindak seperti lensa konvergen.
Prinsip Huygens-Fresnel. Metode zona Fresnel.
Kuliah 3. Difraksi cahaya
Garis besar kuliah
3.1. Prinsip Huygens-Fresnel. Metode zona Fresnel.
3.2. Difraksi Fresnel oleh lubang melingkar dan piringan.
3.3. Difraksi Fraunhofer dengan celah dan kisi.
3.4. Metode difraksi sinar-X untuk mempelajari bahan bangunan.
Prinsip Huygens-Fresnel. Metode zona Fresnel.
Difraksi adalah penyimpangan gelombang dari rambat bujursangkar ketika gelombang, membelok di sekitar rintangan, memasuki daerah bayangan geometris.
Difraksi cahaya - kasus spesial difraksi gelombang. Ini memanifestasikan dirinya dalam intensitas maks dan min bergantian ketika muka gelombang cahaya sebagian terlindung.
Seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen dan perhitungan, kondisi untuk memperoleh difraksi cahaya dengan panjang gelombang λ dari suatu penghalang (atau lubang) berukuran B terletak di kejauhan aku dari sumbernya, adalah perbandingannya:
Oleh karena itu, mereka membedakannya dua jenis difraksi cahaya:
1) Difraksi Fresnel – difraksi pada berkas cahaya konvergen, bila pola difraksi diamati pada jarak berhingga dari penghalang, yaitu. Kapan B 2 ~ akuλ;
2) Difraksi Fraunhofer 1 – difraksi pada sinar paralel, ketika sumber cahaya dan layar terletak berjauhan, mis. Kapan B 2 << l λ.
Arah rambat muka gelombang dapat dijelaskan dengan Prinsip Huygens 2, yang menetapkan metode untuk membangun muka gelombang pada waktu tertentu t + Dt menurut posisi depan yang diketahui pada saat itu T(lihat Gambar 3.1) .
|
|
Beras. 3.1
I. Fraunhofer (1787 - 1826), fisikawan Jerman.
2 H. Huygens (1629 – 1695), ilmuwan Belanda
Prinsip Huygens menyatakan: setiap titik yang dicapai gelombang (pada waktu t) , berfungsi sebagai pusat gelombang sekunder, yang selubungnya memberikan posisi muka gelombang pada saat berikutnya (t + Δt) .
Namun, prinsip Huygens, sebagai metode geometris murni untuk membangun permukaan gelombang, pada dasarnya tidak mempengaruhi masalah amplitudo, dan akibatnya, intensitas gelombang yang merambat ke arah yang berbeda.
Fresnel memperkenalkan prinsip Huygens arti fisik , melengkapinya dengan interferensi gelombang sekunder.
Prinsip Huygens-Fresnel membaca : gelombang cahaya yang tereksitasi oleh sumber mana pun S dapat direpresentasikan sebagai hasil superposisi(gangguan)gelombang cahaya koheren sekunder yang “dipancarkan” oleh sumber fiktif. Sumber tersebut dapat berupa elemen fisik yang sangat kecil dari setiap permukaan tertutup yang melingkupi sumber S. Biasanya salah satu permukaan gelombang dipilih sebagai permukaan tersebut, sehingga semua sumber fiktif bertindak dalam fase.
Fresnel mengesampingkan kemungkinan terjadinya gelombang sekunder mundur dan menyarankan bahwa jika terdapat layar buram dengan lubang antara sumber dan layar, maka pada permukaan layar amplitudo gelombang sekunder adalah nol, dan di dalam lubang. itu sama dengan tidak adanya layar.
Mempertimbangkan amplitudo dan fase gelombang sekunder memungkinkan dalam setiap kasus tertentu untuk menemukan amplitudo (intensitas) gelombang yang dihasilkan pada titik mana pun di ruang angkasa.
Menggunakan Prinsip Huygens-Fresnel untuk gelombang sekunder, amplitudo gelombang cahaya yang dihasilkan dapat dihitung, dengan mempertimbangkan fase gelombang interferensi.
Namun, hal ini lebih mudah dilakukan dengan Metode zona Fresnel (lihat Gambar 3.2). Mari kita temukan pada titik sembarang P pada layar amplitudo gelombang cahaya yang merambat dalam media homogen dari sumber titik S. Menurut prinsip Huygens-Fresnel, kita mengganti aksi sumber S dengan aksi sumber imajiner terletak pada permukaan imajiner Ф, yaitu permukaan muka gelombang yang datang dari S.
 |
Beras. 3.2
Menurut metode zona Fresnel, pada permukaan gelombang Ф (radius A) zona cincin yang radiusnya berbeda diambil dari titik P pada layar R berdasarkan jumlah.
Dalam hal ini, luas masing-masing zona akan kurang lebih sama:
dan akibatnya, amplitudo getaran cahaya pada titik layar P secara praktis akan sama, yaitu.
.
Karena osilasi dari zona tetangga menempuh jarak ke layar yang berbeda λ/2, kemudian tiba di titik pengamatan P dalam antifase. Artinya amplitudo getaran cahaya yang dihasilkan di titik P adalah:
Di mana Saya- jumlah zona (jumlah zona terakhir).
Jumlah zona di belahan bumi adalah
Pada A = R= 10 cm dan λ = 0,5 µm: , mis. N sangat besar.
Oleh karena itu, untuk front terbuka, mis.