Apa itu Asas Huygens–Fresnel? — Fisika

Definisi 22.1 Fisika Universitas — Tahun 2 · Bab 22 — Difraksi Fraunhofer dan Penapisan Ruang

Setiap titik sebuah muka gelombang (atau sebuah apertur yang disinari sebuah gelombang) berlaku sebagai sumber sekunder yang memancarkan anak gelombang bola, sefase dengan gelombangnya di sana; gelombang di luarnya adalah jumlah koheren anak gelombangnya. Bagi sebuah apertur $\Sigma$ yang disinari gelombang bidang beramplitudo $a$ , amplitudo yang mencapai sebuah titik jauh adalah $\underline s(M) = K\iint_\Sigma\eu^{-\iu\varphi(P, M)}\dd S$ , dengan $\varphi(P, M)$ yaitu fase lintasan dari titik apertur $P$ ke $M$ ( $K$ sebuah tetapan). Difraksi Fraunhofer (medan jauh) adalah hal yang $M$ -nya berada di tak hingga — atau pada bidang fokus sebuah lensa — sehingga sinar dari semua titik apertur menuju $M$ sejajar, dalam arah $\vect u$ , dan

\varphi(P, M) = \varphi_0 - \frac{2\pi}\lambda\,\vect{OP}\cdot\vect u , \qquad \underline s(\vect u) \propto \iint_\Sigma\eu^{\iu(2\pi/\lambda)\vect{OP}\cdot\vect u}\dd S .

Polanya diamati di tak hingga, atau di fokus $F'$ sebuah lensa, yang di sana arah $\vect u$ bersudut kecil $(\alpha, \beta)$ dipetakan ke titik $(f\alpha, f\beta)$ .

Contoh

Contoh 22.5 (Mata, teleskop, mikroskop)

Mata ( $D = 3\,\mathrm{mm}$ , $\lambda = 550\,\mathrm{nm}$ ): $1.22\lambda/D = 2.2 \times 10^{-4}\,\mathrm{rad}$ , sekitar $45''$ — sebuah rincian $1\,\mathrm{mm}$ pada $4\,\mathrm{m}$ , yang memang sekitar ketajaman sebuah mata yang baik: evolusi mencocokkan sel retinanya dengan batas difraksinya. Sebuah teleskop $2.4\,\mathrm{m}$ : $0.06''$ , seribu kali lebih baik, jika atmosfernya membolehkannya (dari tanah tidak: $1''$ “kaburan atmosfer”, dari situlah teleskop antariksa dan optika adaptif). Sebuah piringan radio $100\,\mathrm{m}$ pada $\lambda = 21\,\mathrm{cm}$ : $9'$ , lebih buruk daripada mata; interferometer lintas benua memulihkan resolusinya. Sebuah objektif mikroskop bersudut apertur $\alpha$ mengurai $0.61\lambda/n\sin\alpha$ — sekitar $0.2\,\text{µ}\mathrm{m}$ dalam cahaya tampak, berapa pun perbesarannya: yaitu batas yang mendorong mikroskopi ke elektron dan ke sinar-X.

Baca dalam konteks →

Contoh

Istilah terkait