Полосы Френеля

Считая, что требуемое отношение 5/Л =10, из условия равенства суммы пространственных частот дифракционных полос Френеля и несущей частоты половине частоты отсечки фотопленки получаем следующее выражение для требуемого разрешения регистрирующей среды [c.171]

Один из менее благоприятных случаев, который часто встречается, это восстановление более или менее прямого и резкого края протяженного предмета. Для простоты мы обсудим лишь случай поглощающей полуплоскости, ограниченной прямым краем. Восстановление дает одно резкое изображение, но за ним на расстоянии 2zo появляется изображение- двойник в виде сопряженной плоскости с протяженной системой полос Френеля, которые могут быть настолько контрастными, что маскируют даже изображения немного отступающих от края малых предметов, которые сами по себе могли бы быть весьма подходящими предметами для дифракционной микроскопии. Покажем теперь, что в этом весьма неблагоприятном случае результат может быть значительно улучшен с помощью метода темного поля. Как уже говорилось, в этом методе прямая, или освещающая, волна устраняется после того, как она пройдет голограмму, с помощью малого, предпочтительно размытого черного пятна, наложенного на действительное изображение отверстия источника. Размытие , т. е. распределенное пропускание пятна, приводит к тому, что дифракционные полосы, которые могут возникнуть в случае резко ограниченного пятна, здесь отсутствуют. [c.298]

Изложенные методы и их наиболее широко известные применения детально описаны в большинстве учебников по оптике и потому здесь не приводятся. Типичные полосы Френеля, получающиеся при дифракции от прямого края, хорошо известны как для световой, так и для электронной оптики и применяются для дополнительной фокусировки в электронной микроскопии. [c.29]

Расстояния между прямыми каждой пары равны внешним диаметрам 1-й, 2-й, 3-й,. .. зон Френеля, соответствующих точке Р. Полоски, на которые эти прямые разбивают плоскость а, мы назовем поэтому полосами Френеля. [c.381]

Рис. 372. Изменение амплитуды и фазы колебаний при перемещении точки Р вдоль прямой, параллельной оси X. О—основание перпендикуляра, опущенного из Р на плоскость z = 0. Вертикальные линии—границы полос Френеля.

В этом случае ширина щели и ширина первых полос Френеля—одного порядка. В отличие от предыдущего случая колебания интенсивности существуют уже около середины области геометрического света , т. е. той области, которая была бы равномерно освещена, если бы свет следовал законам геометрической оптики. [c.383]

Теперь ширина щели составляет малую часть ширины первой полосы Френеля. Для точки наблюдения Р, расположенной в середине области геометрического света , щель заполняет лишь небольшую часть полос номера 4 1 (рис. 377). Все колебания, приходящие в эту точку, имеют практически одинаковую фазу—дуга спирали, изображающая совокупность этих колебаний, практически совпадает с хордой. Когда точка Р уходит в сторону, дуга скользит по спирали. Длина хорды, а следовательно, и амплитуда колебаний начинают существенно изменяться—а именно, уменьшаться — лишь тогда, когда дуга попадает на далекие витки спирали. Это будет при расстоянии тем большем, чем меньше дуга, т. е. чем уже щель. Таким образом, на экране, находящемся в области больших р, в середине дифракционной картины находится максимум интенсивности и притом тем более расплывчатый, чем уже щель. [c.385]

Дифракционные картины, создаваемые на экране Е отдельными точечными источниками, расположенными на диаметре светящегося диска, перпендикулярном к краю экрана, смещены одна относительно другой в направлении, перпендикулярном к дифракционным полосам. Крайние картины смещены одна относительно другой на расстояние ЛВ = 2 tg (ф/2). Если рас- стояние 2 от до экрана Е мало по сравнению с расстоянием 1/гХ между соседними дифракционными полосами (т. е. шириной первой полосы Френеля), т. е. если [c.474]

От наблюдения полос Френеля в электронном микроскопе легко перейти к получению изображений интерференционным методом. [c.17]

Появление чередующихся светлых и темных колец или полос в области геометрической тени французский физик Френель объяснил тем, что световые волны, приходящие в результате дифракции из разных точек отверстия в одну точку на экране, интерферируют между собой. [c.267]

Размеры объектов очень важны и в вопросе образования резких теней, существование которых является одним из основных аргументов в пользу лучевых представлений оптики (см. 1). Как ясно из 37, при относительно небольших расстояниях от объекта до точки наблюдения (дифракция Френеля) ширина области вблизи геометрической тени, где наблюдаются дифракционные полосы, примерно равна радиусу первой зоны Френеля в случае плоской волны (бесконечно удаленный источник) радиус этой зоны г = (/— рас- [c.273]

Зависимость показателя преломления от освещенности обусловливает своеобразные и эффектные явления в условиях, типичных для двухлучевых интерференционных опытов. Пусть в толстой плоскопараллельной пластинке (рис. 41.3) лазерный пучок разделяется на два пучка, которые сводятся затем бипризмой Френеля в нелинейной среде /, например, в кювете с сероуглеродом. В области пересечения пучков можно наблюдать интерференционные полосы, однако непосредственно они нас не будут сейчас интересовать. Будем следить за освещенностью экрана ЕЕ, установленного на таком расстоянии, что на нем пучки уже не перекрываются. Если интенсивность пучков невелика, то на экране ЕЕ видны два пятна, показанные на правой части рис. 41.3 в виде заштрихованных кружков. При достаточно больших значениях интенсивности, на экране появляются два новых пятна, смещенные в направлении, [c.824]

Оптическая постоянная материала при статической нагрузке. По теории Френеля двойное лучепреломление оптически чувствительного материала определяется главным образом деформациями. При плоском напряженном состоянии в упругих материалах с независящими от времени соотношениями между напряжениями и деформациями для интерпретации картин полос достаточно [c.139]

На рис. 1.1, а представлена схема опыта. Проходящий через точечное отверстие S солнечный свет освещает расположенную на некотором расстоянии апертурную маску (или экран), в которой есть два близких отверстия В и С. На другом экране, удаленном от первого примерно на такое же расстояние, в области геометрической тени вокруг точки О наблюдаются темные и светлые полосы. Ни одно из точечных отверстий само по себе не вызывает появления полос, и их присутствие было объяснено интерференцией света, дифрагировавшего на двух точечных отверстиях. Напомним, что, согласно принципу Гюйгенса, развитому Френелем и Кирхгофом, каждая точка приходящего волнового фронта рассматривается как источник вторичных волн, огибающая которых формирует профиль приходящего волнового фронта, при прохождении света через апертурное отверстие в экране возникает дифракция. Вследствие этого волны, проходящие через апертуру, имеют огибающую волнового фронта, распространяющуюся в область, которая в соответствии с лучевой теорией геометрической оптики должна быть неосвещенной тенью. Это показано на рис. 1.2,а, который можно рассматривать как пример одной из апертур в опыте Юнга. В любой точке, например Р, освещенность является результатом интерференции между волнами, пришедшими туда от всех. точек апертуры с различными фазами, обусловленными различной длиной пройденного ими пути. Картина на экране представляет собой знакомую нам картину Френеля, описанную в обычных учебниках. В данный момент детали для нас не важны, поскольку, если точечные отверстия в опыте Юнга достаточно малы, дифрагировавший от каждого из них в отдельности свет должен давать на экране достаточно [c.10]

Перспективное направление совершенствования подобных систем связано с использованием контролируемой внутрирезонаторной фазовой самомодуляции. По расчетным данным [5] в резонаторах с малым числом Френеля фазовая самомодуляция однородна по сечению пучка, ее наличие приводит к уменьшению длительности импульсов вплоть до минимальных значений в 2—3 пс, определяемых шириной полосы усиления активного элемента. Физическая картина уменьшения длительности частотно-модулированного импульса при его усилении иллюстрируется рис. 6.3. [c.243]

Голограммы Фурье обладают значительно большей информационной емкостью, чем голограммы Френеля, и это необходимо учитывать при необходимости использовать максимальную плотность записи регистрирующей среды. Предположим, что поле объекта имеет протяженность Если этот объект преобразуется по Фурье с помощью линзы с фокусным расстоянием /, то по теореме выборки преобразование Фурье этого объекта полностью определяется его выборочными точками, отстоящими друг от друга на одинаковом расстоянии, равном Я/ZLo. Если фурье-образ объекта имеет пространственную протяженность то число выборочных точек на длине Lj равно LoL /kf, и это число называется произведением пространства на полосу пропускания голограммы. Очевидно, что в случае двумерного объекта число независимых выборочных точек на голограмме Фурье дается выражением [c.193]

С таких голограмм восстанавливаются изображения, которые движутся, когда голограмма перемещается в системе считывания. Для того чтобы избавиться от влияния движения голограммы, на пути опорного пучка ставится цилиндрическая линза, согласующая кривизну волновых фронтов опорного и объектного пучков, что приводит к появлению прямых полос в меридиональной плоскости. Голограммы, содержащие информацию в системе прямых полос, обеспечивают стационарное считывание. Однако пространственная частота прямых полос изменяется в соответствии с френелевским распределением, поскольку в направлении, перпендикулярном полосам, цилиндрическая линза мощность не рассеивает. Цилиндрическую линзу необходимо также использовать и при считывании с целью фокусировки коллимированной составляющей в точки, расположенные на той же плоскости, на которой фокусируются сходящиеся лучи составляющей от голограммы Френеля. Таким образом, для считывания стационарного изображения можно использовать линейную цепочку диодов, а другой такой же цепочкой, но повернутой на 90° относительно первой, удобно считывать положение голограммы вдоль оси у. Другая голограмма, на которой записан один точечный объект, применяется в такой же схеме, но с одной линейной цепочкой диодов для определения положения голограммы вдоль оси х. [c.484]

Контраст этих полос можно вычислить по формуле Кирхгофа — Френеля. Он зависит от структуры диффузора и угла его поворота 9. Предполагая, что угол а мал, и обозначив через А расстояние между какой-либо точкой диффузора и средней плоскостью его поверхности, получим, что контраст полос равен нулю при [c.70]

Сравнение результатов осевой и внеосевой голографической записи показывает, что при использовании внеосевой голограммы для записи информации о частицах в исследуемом объеме требуется фотопленка со значительно более высоким разрешением. Если ту же самую фотопленку с разрешением /2=1П4,64 пар линий/мм использовать для записи осевой голограммы Френеля, то мы будем иметь ППШПП= 156 050. Это означает, что на данной фотопленке можно записать большее число дифракционных полос Френеля следовательно, и восстановленное изображение будет характеризоваться высоким разрешением. Однако в этом случае голограмный шум, вызывающий ухудшение восстановленного изоб- [c.171]

Пусть, наконец, Р начинает углубляться в область геометрической тени , т. е. в ту часть пространства, где (если говорить о свете) было бы абсолютно темно, если бы свет следовал закону прямолинейного распространения. Точка О теперь находится на экране, ограничиваю-щемщель слева (рис. 312,е). Ингенсивностьтеперь меньше, чем ЛV4, и монотонна убывает по мере углубле-нпя Р в геометрическую тень . Когда справа от (У остается восемь покрытых экраном полос Френеля, т. е. расстояние от О до-края щели равно интенсивность равна приблизительно 0,0025 Л . [c.382]

Если потенциал проволоки V О, в плоскости я наблюдаются ее полосы Френеля. При повышении потенциала до положительного значения в несколько вольт вблизи проволоки образуется электрическое поле, которое отклоняет электроны так же, как бипризма Френеля преломляет свет в оптической микроскопии. Обра- [c.17]

В одном из таких опытов трубы имели длину / = 1,5 м и скорость течения достигала v = 700 см/с. Действительно, наблюдалось смещение интерференционных полос, соответствующее, однако, разности хода, примерно в два раза меньшей, чем следует из теории эфира, вполне увлекаемого движущейся средой. Таким образом, наблюдаемое смещение не может быть согласовано с теорией Герца. Но оно находится в превосходном согласии с теорией Френеля, сформулированной им еще в 1818 г. по поводу одного опыта Aparo, пытавшегося обнаружить влияние движения Земли на преломление света, посылаемого звездами. Aparo показал (хотя и с умеренной точностью), что такого влияния не наблюдается. Для объяснения этого результата Френель выдвинул теорию, согласно которой эфир не увлекается движущимися телами, в частности Землей, а проходит через них. Но по общим представлениям Френеля плотность эфира в веществе больше, чем плотность р вне его (при одинаковой упругости), так что для показателя преломления получим [c.445]

Физо обнаружил, что интерференционные полосы действительно смещаются. Значение, определенное из величины смещения, оказалось равным а = 0,46. Более точные измерения Майкельсопа и Морли, которые воспроизвели опыт Физо в 1886 г., дали а=0,434 0,020, что хорощо совпадает с расчетами Френеля. Повторение опыта Физо с движущимся воздухом не дало никакого смещения, что и следовало ожидать из-за малого отличия показателя преломления воздуха от единицы. Результаты опыта Физо показали несостоятельность теории Герца, которая исходила из представлений о полном увлечении эфира движущимися телами. [c.207]

Поскольку дифракционная картина Фраунгофера представляет собой ту же самую картину, которая получалась бы на бесконечности в отсутствие линз, другой часто используемой альтернативной характеристикой является дифракция в дальней зоне. В противоположность ей дифракция Френеля называется дифракцией в ближней зоне, хотя следует отметить, что к категории френелевских (ближней зоны) относится большое многообразие картин, в то время как фраунгоферов-ская дифракция возникает только в одном предельном случае. Например, когда опыт Юнга проводится при достаточно большом расстоянии источника и экрана (на котором наблюдаются полосы) от апертурной маски, картина практически не отличается от фраунгофе-ровской. Если расстояния существенно меньше (как показано в увели- [c.22]

Главным элементом в устройствах восстановления (визуализации) голограмм является источник света (рис. 3.7, б). Для восстановления голограмм Фурье или Френеля необходим точечный источник квазимонохроматического света. Существующие лазеры для этой цели использовать невыгодно из-за их чрезмерной мо-лохроматичности, с которой связано появление шума диффузности ва восстановленном изображении. Для сохранения четкости восстановленного изображения относительная полоса частот источника света должна определяться соотношением [c.62]

Наблюдаемая в белом свете интерферограмма деформированной пластины (рис. 27) представляет собой систему а фоматических интерференционных полос, причем при изменении угла наблюдения происходит сдвиг спектральной окраски в пределах видимой области спектра. В случае, когда в рассеянном объектом излучении присутствует интенсивная диффузная составляющая, цвета спектра оказьшаются существенно перемешанными, и изменение угла наблюдения приводит к незначительным изменениям окраски изображения. При произвольном изменении направления наблюдения интерференционные полосы, в отличие от случая голограммы Френеля, перемещаются весьма незначительно картина практически привязана к плоскости голограммы и соответствует наблюдению объекта с одного направления, совпадающего с оптической осью фокусирующей системы [c.58]

При измерении интерферометром весь прибор был тщательно защищен от потоков воздуха, кроме того был предпринят ряд особых предосторожностей. Это всегда необходимо делать при применении одного из интерферометрических методов для измерения абсолютных отставаний, возникших вследствие напряжений, так как эти методы особенно чувствительны к перемене температуры, могущей неодинаково повлиять на каждый из образцов попутно можно отметить, что то же самое замечание относится к перемещению ряда диффракционных полос в прежних опытах Френеля, Нейманна н Покельса. Покельс говорит, что в некоторых случаях [c.188]

С энтузиазмом мы стремились найти новые средства улучшения качества изображения [24—26]. Мы заключили, что проблема сопряженного изображения является в основном надуманной и ее решение связано с модуляцией несущей пространственной частоты голографическим сигналом. Такую задачу можно было решить, введя отдельную когерентную фоновую волну, которую мы назвали опорным пучком. Он должен был падать на фотопластинку под некоторым ненулевым углом относительно направления распространения объектной волны. В результате на картину дифракции Френеля габо-ровского голографического процесса накладывалась тонкая картина полос. Фотография наложения этих двух пучков представляет собой голограмму с несущей частотой, или внеосевую голограмму с тонкой интерференционной структурой. Такая голограмма выглядит как дифракционная решетка и имеет все ее свойства. [c.18]

Таким образом, предельный размер пленки в одном измерении определяется ее способностью записывать на голограмме полосы дифракции Френеля. Значение пространственной частоты в каждой точке дифракционной картины Френеля находится дифференцированием фазы полос интерференции, описываемых формулой (3), и вычислением производной на частоте отсечки фотоплеш<и li. В результате получаем [c.160]

Голограмма, удовлетворяющая первому из двух вышеприведенных условий, должна иметь структуру полос Фраунгофера в направлении движения и структуру Френеля в ортогональном направлении. Для считывания такой голограммы необходимо иметь когерентный источник света. Очень удобен для этой цели маленький лазерный диод на арсениде галлия (>is 1000 нм). Если в качестве среды для записи применяется фоторезист Shipley AZ 1350, а источником света является Не—Сс1-лазер на длине волны [c.483]

Когда аберрации становятся значительными, опыт и вычисления показывают, что дифракционное пятно постепенно изменяется, приближаясь к пятну, предсказываемому геометрической оптикой (за исключением того, что освещенность никогда не может быть бесконечно большой, даже на каустике). По всей видимости, геометрическое пятно является пределом, к которому дифракционное пятно все более и более приближается по мере роста аберрации. Мы покажем прежде всего, почему теория дифракции приводит к заключениям, весьма близким к выводам геометрической оптики, и используем для доказательства этого метод стационарной фазы, идея которого исходит, по-видимому, от Релея. Этот метод выявляет роль световых лучей, а затем и роль краев диафрагмы, которые з этом приближении могут рассматриваться как причина появления далеких полос. При этом мы будем пользоваться геометрическими представлениями Френеля (т. е. построением амплитуды в комплексной плоскости), исходя из кри-вмх А = onst на зрачке, что позволит намного сократить вычисления. [c.185]

Для анализа требований к ширине полосы частот обратимся к комплексной диаграмме на рис. 2.14 и воспользуемся формулой распределения интенсивности на радужной голограмме Яг. Последние два члена формулы (2.5.5) описывают взаимопере-крывающиеся зонные линзы Френеля, и аргументы косинусов определяют формулу пространственного сдвига, соответственно [c.63]

Ширина спектральной полосы — одна из наиболее тонких характеристик лазера. Измерение спектральной характеристики лазера затрудняется тем, что лазерное излучение, если не принимать особых мер, состоит из ряда дискретных спектральных компонент, испускаемых одновременно. В идеальном случае эти отдельные компоненты соответствуют собственным типам колебаний (модам) совокупности резонатора и усиливающей среды, составляюидих лазер. В газовом лазере эти спектральные компоненты сильно зависят от собственных мод резонатора и довольно медленно изменяются со временем (что обусловлено механической нестабильностью резонатора). В твердотельном лазере, где усиление на единицу длины и число Френеля очень велики и где, кроме того, оптические свойства среды за время выходного импульса меняются почти неконтролируемым образом, для того, чтобы обеспечить спектральное разрешение при регистрации полного развития сложного спектра выходного импульса, необходимы как временное разрешение, так и значительный спектральный интервал. В твердотельных лазерах расстояния между осевыми и угловыми модами могут быть настолько малы, что дискретные спектральные компоненты могут отличаться лишь на 100 Мгц. [c.361]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...