Большая Советская Энциклопедия (ФР)

Френе'ля зеркала', бизеркала Френеля, оптическое устройство, предложенное в 1816 О. Ж. Френелем для наблюдения явления интерференции когерентных световых пучков. Устройство состоит из двух плоских зеркал I и II , образующих двугранный угол, отличающийся от 180° всего на несколько угловых мин (см. рис. 1 в ст. Интерференция света ). При освещении зеркал от источника S отражённые от зеркал пучки лучей можно рассматривать как исходящие из когерентных источников S₁ и S₂ , являющихся мнимыми изображениями S . В пространстве, где пучки перекрываются, возникает интерференция. Если источник S линеен (щель) и параллелен ребру Ф. з., то при освещении монохроматическим светом интерференционная картина в виде параллельных щели равностоящих тёмных и светлых полос наблюдается на экране М , который может быть установлен в любом месте в области перекрытия пучков. По расстоянию между полосами можно определить длину волны света. Опыты, проведённые с Ф. з., явились одним из решающих доказательств волновой природы света.

  Лит.: Захарьевский А. Н., Интерферометры, М., 1952; Нагибина И. М., Интерференция и дифракция света, Л., 1974.

Френеля интегралы

Френе'ля интегра'лы, интегралы вида

и

введённые О. Ж. Френелем при решении задач дифракции света . Несобственные Ф. и. равны S (¥) = С (¥) = ¹ /₂ . Таблицы Ф. и. приводятся во многих справочниках (например, Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф., Специальные функции, перевод с немецкого, 2 изд., 1968).

Френеля линза

Френе'ля ли'нза, сложная составная линза, применяемая в маячных и сигнальных фонарях. Предложена О. Ж. Френелем . Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферическими или иными поверхностями, как обычные линзы, а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля (рис. ). Эта конструкция обеспечивает малость толщины (а следовательно, и массы) Ф. л. даже при большом угле охвата. Сечения колец таковы, что сферическая аберрация Ф. л. невелика, и лучи света от точечного источника S , помещенного в фокусе Ф. л., после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых Ф. л.).

  Ф. л. бывают кольцевыми и поясными. Первые представляют собой систему, получаемую вращением изображенного на рис . профиля вокруг оптической оси SO ; они направляют световой поток в каком-либо одном направлении. Поясные Ф. л. получают вращением этого же профиля вокруг оси ASA' , перпендикулярной SO ; они посылают свет от источника по всем горизонтальным направлениям. Диаметр Ф. л. — от 10—20 см до нескольких м .

Сечение кольцевой линзы Френеля. В центе линзы — кольца, наружные поверхности к-рых являются частями тороидальных поверхностей. По краям линзы — кольца, где, помимо преломления, происходит полное внутреннее отражение.

Френеля формулы

Френе'ля фо'рмулы определяют отношения амплитуды, фазы и состояния поляризации отражённой и преломленной световых волн, возникающих при прохождении света через неподвижную границу раздела двух прозрачных диэлектриков, к соответствующим характеристикам падающей волны. Установлены О. Ж. Френелем в 1823 на основе представлений об упругих поперечных колебаниях эфира . Однако те же самые соотношения — Ф. ф. следуют в результате строгого вывода из электромагнитной теории света при решении Максвелла уравнений и отождествлении световых колебаний с колебаниями вектора напряжённости электрического поля в световой волне, с которыми связано большинство эффектов волновой оптики.

  Пусть плоская световая волна падает на границу раздела двух сред с преломления показателями n₁ и n₂ . Углы j, j'' и j"' есть соответственно углы падения, отражения и преломления, причём всегда n₁ sinj = n₂ sinj"'  (закон преломления) и ½j½ = ½j'½ (закон отражения). Электрический вектор падающей волны разложим на составляющую с амплитудой А_р , параллельную плоскости падения, и составляющую с амплитудой A_s , перпендикулярную плоскости падения. Аналогично разложим амплитуды отражённой волны на составляющие R_p и R_s , а преломленной волны — на D_p и D_s . Ф. ф. для этих амплитуд имеют вид:

     (1)

  Из (1) следует, что при любом значении углов j и j"'  знаки A_p и D_p , а также знаки A_s и D_s совпадают. Это означает, что совпадают и фазы, т. е. во всех случаях преломленная волна сохраняет фазу падающей. Для компонент отражённой волны (R_p и R_s ) фазовые соотношения зависят от j, n₁ и n₂ . Так, если j = 0, то при n₂ > n₁ фаза отражённой волны сдвигается на p.