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Fresnel’sche ZonenZoomA-Z

Fachgebiet - Optik

Fresnel’schee Zonen werden die konzentrischen kreisringförmigen Flächenstücke auf einer Fresnel-Zonenplatte genannt. Die Zonen unterscheiden sich in ihrer Transparenz oder in ihrer optischen Weglänge. Im ersten Fall wird die Strahlung an den ringförmigen Spalten gebeugt und durch konstruktive Interferenz im Brennpunkt verstärkt. Im anderen Fall wird ein ähnlicher Effekt durch die unterschiedliche Phasenverschiebung an den Ringen erzeugt. Die einzelnen Fresnel’schen Zonen haben dieselbe Fläche. Ausgangspunkt der Konstruktion ist die Überlegung, dass von jeder Zone die gleiche Anzahl an Elementarwellen ausgehen soll. Die unterschiedlichen Durchgangseigenschaften bewirken, dass nur solche Lichtwellen hindurchgelassen werden, die sich im Brennpunkt der Zonenplatte konstruktiv überlagern.

Für eine konstruktive Interferenz in einem Brennpunkt müssen die Radien der Zonen folgender Gleichung genügen:

rn=n a λ

wobei n das n-te kreisringförmige Flächenstück der Zonenplatte, λ die Lichtwellenlänge sowie a die Brennweite der Zonenplatte benennt. Voraussetzung für diese Näherung ist das Auftreffen einer ebenen Welle auf die Zonenplatte.

Zonenplatten werden in der Röntgenoptik, speziell in der Röntgenmikroskopie, zur Fokussierung benutzt, da es für diesen Frequenzbereich keine Linsen gibt.

Abb.1
Binäres Ringmuster einer Fresnel-Zonenplatte

Die Fresnel-Zonenplatte wurde von Augustin-Jean Fresnel entwickelt.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Fresnel'sche Betrachtungsweise der Interferenz (Beugung)Level 230 min.

PhysikOptikWellenoptik

In dieser Lerneinheit geht es darum, das Thema Interferenz von Licht zu vertiefen. Zahlreiche Phänomene und Anwendungen aus Natur und Technik werden hier besprochen. In diesem Abschnitt geht es speziell um die Frensel'sche Betrachtungsweise von Interferenz und Beugung.