Зонная пластинка. 
Физика

С ее помощью перекрываются четные зоны Френеля на волновом фронте, тем самым достигается двухкратное усиление потока.

Фазовая зонная пластинка сделана таким образом, что четные зоны Френеля отличаются по толщине от нечетных на половину длины волны. Другими словами, толщина стекла в тех местах, где располагаются четные зоны, больше или меньше, это не важно. В этом случае колебания от четных зон не перекрываются, как в предыдущем случае, а обращаются в противофазу, что дает усиление интенсивности волны в 4 раза.

Пример решения задачи.

Дашг. найти радиусы первых пяти зон Френеля, если расстояние от источника до фронта волны составляет а = 10 м, от фронта до экрана b = 10 м, а длина волны X = 600 нм.

Решение. Радиус т-й зоны Френеля при сферическом фронте волны определяем по формуле.

После подстановки чисел получаем

Метод графического сложения амплитуд (рис. 7.30), в отличие от метода зон Френеля, учитывает уменьшение интенсивности с возрастанием номера зоны Френеля. Весь волновой фронт мысленно разбивается на бесконечно малые зоны, значительно меньшие, чем зоны Френеля. Амплитуды воли, создаваемых этими зонами, изображаются векторами (см. рис. 7.30, а). Фазы волн, создаваемых последующими зонами, немного отличаются от предыдущих, поэтому вектора амплитуд повернуты друг относительно друга на небольшой угол. Амплитуды волн, создаваемых последующими зонами, несколько меньше предыдущих. Следовательно, вектора последующих амплитуд немного короче предыдущих. В результате весь волновой фронт можно изобразить в виде огибающей к указанным амплитудам, которая.

Рис. 730. Метод графического сложения амплитуд

принимает форму спирали, часто называемой спиралью Френеля (см. рис. 7.30, б).

Чтобы определить результат действия нескольких зон, необходимо сложить друг с другом вектора, соответствующие амплитудам. Результатом сложения такого множества векторов станет вектор, соединяющий начало первого вектора с концом последнего. Точки 0, 1, 2, 3, 4 и т. д. есть границы зон Френеля с соответствующими номерами.

Разберем несколько примеров.

Пример 1.

На волновом фронте открыта только первая зона Френеля. В этом случае амплитуда результирующей волны на экране изображается вектором из точки 0 в точку 1 (см. рис. 7.30, я, в).

Пример 2.

На волновом фронте открыты две зоны Френеля. В этом случае амплитуда результирующей волны на экране изображается вектором из точки 0 в точку 2 (см. рис. 7.30, а).

Пример 3.

Открыт весь фронт волны. Амплитуда результирующей волны на экране изображается вектором из точки 0 в точку °°, которая расположена в центре спирали (см. рис. 7.30, б).

Пример 4.

Открыта половина первой зоны. Амплитуда изображается вектором из точки О в точку ½ (см. рис. 7.30, б). Например, нам потребуется сравнить интенсивности двух волн: с полностью открытым волновым фронтом и открытой половиной первой зоны. Помня, что интенсивности пропорциональны квадратам амплитуд (/ ~ Л²), сравниваем гипотенузу прямоугольного треугольника с его катетом (см. рис. 7.30, б) и получаем, что

Пример 5.

Закрыта половина первой зоны Френеля, а с половины третьей зоны закрыт дальше весь волновой фронт. Иначе говоря, открытой остается область от половины первой зоны до половины третьей. Амплитуда волны в этом случае изображается вектором из точки ½ в точку 2,5 (см. рис. 7.30, г).

При использовании метода графического сложения амплитуд необходимо четко понимать, что длинные вектора амплитуд соответствуют максимумам интенсивности на экране, короткие же — минимумам, т. е. темным областям на дифракционной картине.