являются ли зоны френеля одними и теми же для разных точек наблюдения?

Answer 1

Разумется для каждой точки наблюдения строится своя система зон Френеля. Например, параллельный пучок света (плоская волна) падает на экран с круглой диафрагмой. На разном расстоянии от отверстия число зон Френеля будет разным, и их размеры будут разные. С увеличением расстояния размеры зон Френеля увеличиваются, поэтому их число, укладывающеся в отверстии будет уменьшаться.
 
Главное в теории дифракции уясните разницу между дифракцией Френеля (ближня зона) и дифракцией Фраунгофера (дальня зона) .
 
Берем лист бумаги и рассматриваем освещенное пятно после экрана. Когда мы недалеко от экрана и в отверстии умещается оч. много зон Френеля (1000 , например) мы находимся в ПРОЖЕКТОРНОЙ области. Световое пятно совпадает с размером отверстия в экране и дифракционную картину (череду светлых и темных полос) можно заметить только на границе свет-тень - по краям пятна.
 
Начинаем отходить и видим, как полосы на границе начинают увеличиваться, их становится больше и они постепенно "ползут" к центру.
Наконец картинка совсем становится непохожей на первоначальную. Мы видим систему концентрических окружностей из светлых и темных колец.
Мы находимся в области дифракции Френеля. На этих расстояниях в отверстии умещается считанное число зон Френеля (1-20) .
В этой области с изменением расстояния дифракционная картина постоянно меняется. Иногда в центре расположено не светлое, а темное пятно.
 
Отходим дальше. Когда мы ушли достаточно далеко, в отверстии помещается не боле одной зоны Френеля - мы попали в область дифракции Фраунгофера. Дале с изменением расстояния картинка перестает меняться - она увеличивается в поперечных размерах, но описывается функцией одного вида. Причем размеры пятна увеличиваются с расстоянием линейно - значит световой пучок из параллельного перешел в конус.
 
Итак, в какой области мы находимся, если задано расстояние от экрана L, определить просто. Размер (радиус) первой зоны Френеля
R1 = (дл. волны*L) ^1/2. Если размер отверстия больше размера 1-ой зоны - дифракция Френеля, - меньше 1-ой зоны - Фраунгофера.