Пятно Пуассона

Не менее неожиданно и то, что за круглым непрозрачным диском в центре его геометрической тени интенсивность не равна нулю. Если диск перекрывает лишь несколько зон Френеля, то интенсивность в центре геометрической тени почти такая же, как при отсутствии диска. Это непосредственно следует из спирали Френеля (рис.7), поскольку если диск закрывает, скажем, 1,5 зоны Френеля, то результирующий вектор А _¥ при полностью открытой волновой поверхности можно представить как сумму двух векторов: А _¥ = А _1,5 + А _ост. Так как первые полторы зоны закрыты, то остается только вектор А _ост - от всех остальных зон. Этот вектор по модулю лишь немного меньше вектора А _¥.

Рис.7

Это светлое пятно в центре геометрической тени называют пятном Пуассона. Рассматривая в свое время метод Френеля, Пуассон пришел к выводу, что в центре тени от диска должно быть светлое пятно, но счел этот вывод столь абсурдным, что выдвинул его как убедительное возражение против волновой теории, развиваемой Френелем. Однако это «абсурдное» предсказание было экспериментально подтверждено. Волновая теория Френеля восторжествовала.

Зонная пластинка

Если в преграде открыть только нечетные зоны Френеля (1-ю, 3-ю,....), то векторы-амплитуды от этих зон будут сонаправлены и в сумме дадут вектор, во много раз превосходящий по модулю векторы А _¥ и А ₁. Такую систему называют зонной пластинкой. Аналогично можно изготовить зонную пластинку, где открыты только четные зоны Френеля.

Зонная пластинка, содержащая n открытых зон, создает в точке Р интенсивность приблизительно в n ² раз большую, чем отверстие в первую зону Френеля. Усиление интенсивности света зонной пластинкой эквивалентно фокусирующему действию линзы.

Интенсивность света в главном фокусе F зонной пластинки можно увеличить еще в четыре раза, если изменить на p фазы вторичных волн, исходящих из всех зон Френеля с четными (или нечетными) номерами. Такую пластинку можно изготовить, располагая в соответствующих местах прозрачные пленки необходимой толщины.

Поиск по сайту: