Точечный  источник  света  с =  500  нм  помещен  на  расстоянии a=  0,500  м  перед непрозрачной  преградой  с  отверстием  радиуса r=  0,500  мм.  Определить  расстояние bот преграды до точки, для которой число открываемых отверстием зон Френеля равно: а) 1; б) 5; в) 10.
от

1 Ответ

Дано:  
Длина волны света λ = 500 нм = 500 * 10^(-9) м  
Расстояние от источника до преграды a = 0,5 м  
Радиус отверстия преграды r = 0,5 мм = 0,5 * 10^(-3) м  

Найти:  
Расстояние b от преграды до точки, для которой число открываемых отверстием зон Френеля равно:  
а) 1;  
б) 5;  
в) 10.  

Решение:  
1. Радиус n-й зоны Френеля для точечного источника и круглого отверстия вычисляется по формуле:

r_n = √(n * λ * a).

2. Для случая, когда номер зоны Френеля равен 1 (a), мы можем использовать следующую формулу:

b₁ = (m - 1) / 2.

3. Для определения расстояния b при числе открываемых зон Френеля равном 5 (б), используем формулу:

b₅ = 2 * √(5 * λ * a).

4. Для случая, когда число открываемых зон Френеля равно 10 (в), применим формулу:

b₁₀ = 2 * √(10 * λ * a).

5. Подставляем известные значения и решаем:

а) b₁ = (∞)  
б) b₅ = 2 * √(5 * 500 * 10^(-9) * 0,5)  
b₅ = 2 * √(5 * 500 * 10^(-9) * 0,5)  
b₅ = 2 * √(5 * 250 * 10^(-9))  
b₅ = 2 * √(1,25 * 10^(-6))  
b₅ = 2 * 1,12 * 10^(-3)  
b₅ ≈ 125 мм  

в) b₁₀ = 2 * √(10 * 500 * 10^(-9) * 0,5)  
b₁₀ = 2 * √(10 * 500 * 10^(-9) * 0,5)  
b₁₀ = 2 * √(5 * 500 * 10^(-9))  
b₁₀ = 2 * √(2,5 * 10^(-6))  
b₁₀ = 2 * 1,58 * 10^(-3)  
b₁₀ ≈ 56 мм

Ответ:  
а) Расстояние b от преграды до точки, для которой число открываемых отверстием зон Френеля равно бесконечности;  
б) Расстояние b от преграды до точки, для которой число открываемых отверстием зон Френеля равно 125 мм;  
в) Расстояние b от преграды до точки, для которой число открываемых отверстием зон Френеля равно 56 мм.
от