Nyckelskillnaden mellan Fraunhofer och Fresnel diffraktion är att Fraunhofer diffraktionsekvation involverar modellering av diffraktionen av vågor som har ett diffraktionsmönster som uppträder på långt avstånd från det diffraktionsobjekt, medan Fresnel diffraktionsekvationen involverar samma modelleringsmetod för diffraktionsmönster skapat nära objektet.
Diffraktion är ett fenomen som kan beskrivas som spridning av ljus runt ett objekt när en ljusstråle delvis blockeras av det objektet där vi kan se mörka och ljusa band vid kanten av skuggan av det objektet.
Vad är Fraunhofer-diffraktion?
Fraunhofer-diffraktion är en ekvation som är användbar för att modellera diffraktionen av vågor där diffraktionsmönstret uppträder på långt avstånd från det diffraktionsobjekt. Dessutom kan vi använda den här ekvationen för att modellera diffraktionen av vågor när diffraktionsmönstret visas i fokalplanet för en bildlins. Denna ekvation har fått sitt namn efter vetenskapsmannen Joseph Von Fraunhofer.
Vi kan modellera effekterna av diffraktion med hjälp av Huygens-Fresnel-principen, där Huygens postulerade att punkterna på en primär vågfront skulle kunna fungera som en källa för sfäriska sekundära vågor, och vi kan använda summan av dessa sekundära vågor för att bestämma formen på den våg som pågår vid någon efterföljande tidpunkt. Detta tillägg av vågor inkluderar många vågor med varierande faser och amplituder. T.ex. tillägget av två vågor med lika amplitud (som är i fas) kan resultera i en förskjutning med fördubblad amplitud.
Om vi ska bestämma diffraktionen som uppstår när det finns ett avstånd mellan aperturen och observationsplanet, kan de optiska väglängderna mellan aperturen och observationspunkten skilja sig mycket mindre än våglängden för ljus. Därför kan utbredningsvägen för en wavelet betraktas som parallell från varje punkt i öppningen till observationspunkten. Detta fenomen kallas fjärrfält, och vi kan använda Fraunhofers diffraktionsekvation för att modellera denna typ av diffraktion.
Vad är Fresnel-diffraktion?
Fresnel-diffraktion är en ekvation som vi kan tillämpa på utbredningen av vågor i närområdet. Därför kallas den också för närfältsdiffraktion. Det är en approximation av Kirchhoff-Fresnel-diffraktionen. Vi kan använda den här ekvationen för att beräkna diffraktionsmönstret som skapas av vågorna som passerar genom en bländare eller runt ett objekt om vi ser det från relativt nära objektet.
Denna ekvation introducerar Fresnel-numret, F för det optiska arrangemanget. Om detta tal är högre än 1 kan vi betrakta den diffrakterade vågen i närfältet. Giltigheten av denna approximation beror dock på vågens vinkel. Fresnel-diffraktionsekvationen introducerades av Francesco Maria Grimaldi (Italien) på 17th-talet. Han använde Huygens princip för att undersöka vad som händer under diffraktion.
Vad är skillnaden mellan Fraunhofer och Fresnel-diffraktion?
Fraunhofer-diffraktion är en ekvation som är användbar för att modellera diffraktionen av vågor där diffraktionsmönstret uppträder på långt avstånd från det diffraktionsobjekt. Fresneldiffraktion är en ekvation vi kan tillämpa på utbredningen av vågor i närområdet. Den viktigaste skillnaden mellan Fraunhofer och Fresnel diffraktion är att Fraunhofer diffraktionsekvation involverar modellering av diffraktionen av vågor som har ett diffraktionsmönster som uppträder på långt avstånd från det diffraktionsobjekt, medan Fresnel diffraktionsekvationen involverar samma modelleringsmetod för diffraktionsmönster skapat nära objekt.
Följande tabell sammanfattar skillnaden mellan Fraunhofer- och Fresnel-diffraktion.
Sammanfattning – Fraunhofer vs Fresnel Diffraction
Nyckelskillnaden mellan Fraunhofer och Fresnel diffraktion är att Fraunhofer diffraktionsekvation involverar modellering av diffraktionen av vågor med diffraktionsmönstret som uppträder på långt avstånd från det diffraktionsobjekt, medan Fresnel diffraktionsekvationen involverar samma modelleringsmetod för diffraktionsmönster skapat nära objektet.
