Условие
12.2.9∗. На экран, имеющий круглое отверстие, падает параллельный пучок света. Радиус отверстия совпадает с радиусом центральной зоны Френеля для точки
*Точку обозначил другой буквой, чтобы не путать обозначения в дальнейшем
Решение
Вспомним что по определению интенсивность пропорционально квадрату амплитуды (
Теперь осталось найти суммарную амплитуду колебаний. Обычно это делают с помощью метода векторных диаграм.
В этом простом методе волновую поверхность мысленно разбивают на очень узкие кольцевые зоны. Амплитуду колебаний, создаваемых каждой из таких зон, изобразим вектором
На первом рисунке показан результат действия 1-й зоны Френеля. Здесь амплитуда колебаний
Продолжая построение, получим векторную диаграмму для результирующей амплитуды колебаний в точке от действия первых двух зон Френеля, (правее) затем от первых трех зон Френеляи т. д. Цепочка по мере увеличения числа узких кольцевых зон будет «закручиваться» в спираль, и в результате амплитуда от действия всех зон (всей волновой поверхности) будет равна
Эту спираль называют спиралью Френеля.
Из этих построений видно, что амплитуда в случае 1-й зоны Френеля в 2 раза больше, чем для полной спирали - то есть при убраном экране. Соответственно, интенсивность увеличится в 4 раза.
Литература
И.Е.Иродов, "ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ", c. 127-128