Nøgleforskellen mellem Fraunhofer og Fresnel diffraktion er, at Fraunhofer diffraktionsligning involverer modellering af diffraktionen af bølger med et diffraktionsmønster, der optræder i lang afstand fra det diffraktionsobjekt, hvorimod Fresnel diffraktionsligning involverer den samme modelleringsmetode for diffraktionsmønster oprettet i nærheden af objektet.
Diffraktion er et fænomen, der kan beskrives som spredning af lys omkring et objekt, når en lysstråle er delvist blokeret af det objekt, hvor vi kan se mørke og lyse bånd ved kanten af skyggen af det objekt.
Hvad er Fraunhofer-diffraktion?
Fraunhofer-diffraktion er en ligning, der er nyttig til at modellere diffraktionen af bølger, hvor diffraktionsmønsteret vises i lang afstand fra det diffraktionsobjekt. Desuden kan vi bruge denne ligning til at modellere diffraktionen af bølger, når diffraktionsmønsteret vises i brændplanet af en billeddannende linse. Denne ligning blev opkaldt efter videnskabsmanden Joseph Von Fraunhofer.
Vi kan modellere effekterne af diffraktion ved hjælp af Huygens-Fresnel-princippet, hvor Huygens postulerede, at punkterne på en primær bølgefront kunne fungere som en kilde til sfæriske sekundære bølger, og vi kan bruge summen af disse sekundære bølger til at bestemme formen for den bølge, der fortsætter på ethvert efterfølgende tidspunkt. Denne tilføjelse af wavelets inkluderer mange bølger med varierende faser og amplituder. For eksempel. tilføjelsen af to bølger med samme amplitude (som er i fase) kan resultere i en forskydning med en fordoblet amplitude.
Hvis vi skal bestemme den diffraktion, der opstår, når der er en afstand mellem aperturen og observationsplanet, kan de optiske vejlængder mellem aperturen og observationspunktet afvige meget mindre end bølgelængden af lys. Derfor kan udbredelsesvejen for en wavelet betragtes som parallel fra hvert eneste punkt i blænden til observationspunktet. Dette fænomen kaldes fjernfelt, og vi kan bruge Fraunhofers diffraktionsligning til at modellere denne type diffraktion.
Hvad er Fresnel-diffraktion?
Fresnel-diffraktion er en ligning, vi kan anvende på udbredelsen af bølger i nærfeltet. Derfor kaldes det også nærfeltsdiffraktion. Det er en tilnærmelse af Kirchhoff-Fresnel-diffraktionen. Vi kan bruge denne ligning til at beregne diffraktionsmønsteret, der skabes af bølgerne, der passerer gennem en blænde eller rundt om et objekt, hvis vi ser det fra relativt tæt nærhed af objektet.
Denne ligning introducerer Fresnel-tallet, F for det optiske arrangement. Hvis dette tal er højere end 1, kan vi overveje, at den diffrakterede bølge er i nærfeltet. Gyldigheden af denne tilnærmelse afhænger dog af vinklen på bølgen. Fresnel-diffraktionsligningen blev introduceret af Francesco Maria Grimaldi (Italien) i det 17.th århundrede. Han brugte Huygens princip for at undersøge, hvad der sker under diffraktion.
Hvad er forskellen mellem Fraunhofer og Fresnel-diffraktion?
Fraunhofer-diffraktion er en ligning, der er nyttig til at modellere diffraktionen af bølger, hvor diffraktionsmønsteret vises i lang afstand fra det diffraktionsobjekt. Fresnel-diffraktion er en ligning, vi kan anvende på udbredelsen af bølger i nærfeltet. Den vigtigste forskel mellem Fraunhofer og Fresnel diffraktion er, at Fraunhofer diffraktionsligning involverer modellering af diffraktionen af bølger med et diffraktionsmønster, der optræder i lang afstand fra det diffraktionsobjekt, hvorimod Fresnel diffraktionsligningen involverer den samme modelleringsmetode for diffraktionsmønster skabt nær objekt.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem Fraunhofer- og Fresnel-diffraktion.
Opsummering – Fraunhofer vs Fresnel-diffraktion
Nøgleforskellen mellem Fraunhofer og Fresnel diffraktion er, at Fraunhofer diffraktionsligning involverer modellering af diffraktionen af bølger, hvor diffraktionsmønsteret optræder i lang afstand fra det diffraktionsobjekt, hvorimod Fresnel diffraktionsligning involverer den samme modelleringsmetode for diffraktionsmønster skabt nær objektet.
