Зони Френеля
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Зони Френеля

Зони Френеля, ділянки, на які можна розбити поверхню світлової (або звуковий) хвилі для обчислення результатів дифракція світла (або звуку). Вперше цей метод застосував О. Френель в 1815—19. Суть методу така. Хай від точки Q ( мал. ), що світиться, поширюється сферична хвиля і потрібно визначити характеристики хвилевого процесу, викликаного нею в точці Р. Розділимо поверхню хвилі S на кільцеві зони; для цього проведемо з точки Р сфери радіусами PO, Ра = PO + l / 2 ; Pb = Ра + l / 2 , Pc = Pb + l / 2 (Про — точка пересічення поверхні хвилі з лінією PQ; l — довжина світлової хвилі). Кільцеподібні ділянки поверхні хвилі, що «вирізуються» з неї цими сферами, і називається З. Ф. Волнової процес в точці Р можна розглядати як результат складання коливань, що викликаються в цій точці кожної З. Ф. окремо. Амплітуда таких коливань повільно убуває із зростанням номера зони (відлічуваного від крапки Про), а фази коливань, що викликаються в Р суміжними зонами, протилежні. Тому хвилі, що приходять в Р від двох суміжних зон гасять один одного, а дія зон, наступних через одну, складається. Якщо хвиля поширюється, не зустрічаючи перешкод, то, як показує розрахунок, її дія (сума дій всіх З. Ф.) еквівалентна дії половини першої зони. Якщо ж за допомогою екрану з прозорими концентричними ділянками виділити частини хвилі, відповідні, наприклад, N непарним зонам Френеля, та дія всіх виділених зон складеться і амплітуда коливань U непарне число в точці Р зросте в 2n раз, а інтенсивність світла в 4 N 2 разів, причому освітленість в крапках, що оточують Р, зменшиться. То ж вийде при виділенні лише парних зон, але фаза сумарної хвилі U пар матиме протилежний знак.

  Такі зонні екрани (т.з. лінзи Френеля) знаходять вживання не лише в оптиці, але і в акустиці і радіотехніці — в області досить малих довжин хвиль, коли розміри лінз виходять не дуже великими (сантиметрові радіохвилі, ультразвукові хвилі).

  Метод З. Ф. дозволяє швидко і наочно складати якісне, а інколи і досить точне кількісне уявлення про результат дифракції хвиль за різних складних умов їх поширення. Він застосовується тому не лише в оптиці, але і при вивченні поширення радіо- і звукових хвиль для визначення ефективної траси «світивши», що йде від передавача до приймача; для з'ясування того, чи за даних умов гратимуть роль дифракційні явища; для орієнтування в питаннях про спрямованість випромінювання, фокусування хвиль і т.п.

Мал. до ст. Зони Френеля.