Свет от монохроматического источника (длина волны 664 нм) падает нормально на непрозрачный экран с круглым отверстием. Определить, сколько зон Френеля укладывается в отверстии, если диаметр отверстия равен 7.95 мм. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии 183 см от экрана с отверстием.
от

1 Ответ

Дано:
λ = 664 нм = 6.64*10^-7 м
D = 7.95 мм = 7.95*10^-3 м
L = 183 см = 1.83 м

Найти: количество зон Френеля

Решение:
Расстояние от точки наблюдения до центра экрана:
R = L = 1.83 м

Расстояние от центра экрана до края отверстия:
r = D/2 = 3.975*10^-3 м

Радиус n-й зоны Френеля:
r_n = sqrt(n*λ*L)

Так как r_n <= r, то n-я зона вмещается в отверстие.

Для n-1-й зоны:
r_(n-1) = sqrt((n-1)*λ*L)

Из условия, что r_(n-1) > r:
sqrt((n-1)*λ*L) > r,
(n-1)*λ*L > r^2,
(n-1)*λ*L > (D/2)^2,
(n-1)*λ*L > (7.95*10^-3 / 2)^2.

(n-1)*6.64*10^-7*1.83 > (7.95*10^-3 / 2)^2
(n-1)*1.2112*10^-6 > 3.975*10^-3 / 2)^2
(n-1)*1.2112*10^-6 > 1.58750625*10^-5
n-1 > 1.3096
n > 2.3096

Ответ: В отверстии укладываются 2 зоны Френеля.
от