Het belangrijkste verschil tussen Fraunhofer- en Fresnel-diffractie is dat de Fraunhofer-diffractievergelijking de modellering van de diffractie van golven omvat met een diffractiepatroon dat op een lange afstand van het buigende object verschijnt, terwijl de Fresnel-diffractievergelijking dezelfde modelleringsmethode omvat voor diffractiepatroon gemaakt in de buurt van het object.
Diffractie is een fenomeen dat kan worden beschreven als de verstrooiing van licht rond een object wanneer een lichtstraal gedeeltelijk wordt geblokkeerd door dat object, waarbij we donkere en lichte banden kunnen zien aan de rand van de schaduw van dat object.
Wat is Fraunhofer-diffractie?
Fraunhofer-diffractie is een vergelijking die nuttig is bij het modelleren van de diffractie van golven waarbij het diffractiepatroon op grote afstand van het buigende object verschijnt. Bovendien kunnen we deze vergelijking gebruiken voor het modelleren van de diffractie van golven wanneer het diffractiepatroon verschijnt in het brandvlak van een beeldvormende lens. Deze vergelijking is vernoemd naar de wetenschapper Joseph Von Fraunhofer.
We kunnen de effecten van diffractie modelleren met behulp van het Huygens-Fresnel-principe, waarbij Huygens postuleerde dat de punten op een primair golffront zouden kunnen fungeren als een bron van sferische secundaire golfjes, en we kunnen de som van deze secundaire golfjes gebruiken om bepaal de vorm van de golf die zich op een later tijdstip voortzet. Deze toevoeging van wavelets omvat vele golven van verschillende fasen en amplitudes. bijv. de toevoeging van twee golven met gelijke amplitude (die in fase zijn) kan resulteren in een verplaatsing met een verdubbelde amplitude.
Als we de diffractie gaan bepalen die optreedt wanneer er een afstand is tussen de opening en het waarnemingsvlak, kunnen de optische weglengten tussen de opening en het waarnemingspunt veel minder verschillen dan de golflengte van de licht. Daarom kan het voortplantingspad voor een wavelet worden beschouwd als evenwijdig van elk punt van de opening naar het waarnemingspunt. Dit fenomeen wordt far-field genoemd en we kunnen de Fraunhofer-diffractievergelijking gebruiken om dit type diffractie te modelleren.
Wat is Fresnel-diffractie?
Fresnel-diffractie is een vergelijking die we kunnen toepassen op de voortplanting van golven in het nabije veld. Daarom wordt het ook wel near-field diffractie genoemd. Het is een benadering van de Kirchhoff-Fresnel-diffractie. We kunnen deze vergelijking gebruiken om het diffractiepatroon te berekenen dat wordt gecreëerd door de golven die door een opening of rond een object gaan als we het relatief dicht bij het object bekijken.
Deze vergelijking introduceert het Fresnel-getal, F van de optische opstelling. Als dit aantal hoger is dan 1, kunnen we aannemen dat de afgebogen golf zich in het nabije veld bevindt. De geldigheid van deze benadering hangt echter af van de hoek van de golf. De Fresnel-diffractievergelijking werd in de 17e eeuw geïntroduceerd door Francesco Maria Grimaldi (Italië). Hij gebruikte het principe van Huygens om te onderzoeken wat er gebeurt tijdens diffractie.
Wat is het verschil tussen Fraunhofer en Fresnel-diffractie?
Fraunhofer-diffractie is een vergelijking die nuttig is bij het modelleren van de diffractie van golven waarbij het diffractiepatroon op grote afstand van het buigende object verschijnt. Fresnel-diffractie is een vergelijking die we kunnen toepassen op de voortplanting van golven in het nabije veld. Het belangrijkste verschil tussen Fraunhofer- en Fresnel-diffractie is dat de Fraunhofer-diffractievergelijking de modellering omvat van de diffractie van golven met een diffractiepatroon dat op een lange afstand van het buigende object verschijnt, terwijl de Fresnel-diffractievergelijking dezelfde modelleringsmethode omvat voor diffractiepatroon dat in de buurt van de object.
De volgende tabel geeft een overzicht van het verschil tussen Fraunhofer- en Fresnel-diffractie.
Samenvatting – Fraunhofer vs Fresnel-diffractie
Het belangrijkste verschil tussen Fraunhofer- en Fresnel-diffractie is dat de Fraunhofer-diffractievergelijking de modellering van de diffractie van golven omvat waarbij het diffractiepatroon op een lange afstand van het buigende object verschijnt, terwijl de Fresnel-diffractievergelijking dezelfde modelleringsmethode omvat voor diffractiepatroon gemaakt in de buurt van het object.
