Зонная пластинка

ЗОННАЯ ПЛАСТИНКА, экран или, в простейшем случае, стеклянная пластинка, на поверхность которой нанесена система чередующихся прозрачных и непрозрачных концентрических колец, ширина которых подобрана так, чтобы расстояние от краёв соседних колец (рис.) до точки наблюдения F, называемой фокусом зонной пластинки, изменялось на длину полуволны: NF - MF = λ/2, где λ - длина волны. Таким образом, зонная пластинка делит фронт падающей на неё волны на кольцевые Френеля зоны, площади которых равны. Фазы волн, излучаемых соответствующими точками N и М каждых двух соседних зон, противоположны. Если между точечным источником и точкой наблюдения поместить зонные пластинки с k прозрачными кольцами нечётных зон Френеля (чётные зоны непрозрачны), то действие всех выделенных таким образом прозрачных зон сложится и амплитуда колебаний в точке наблюдения возрастёт в 2k раз; то же получится, если прозрачными будут чётные зоны. Однако в этом случае фаза суммарной волны будет иметь противоположный знак. Ещё больший эффект может быть достигнут, если изменить фазы волн, приходящих от соседних зон, т.о., чтобы они не ослабляли друг друга. Это можно сделать, например, если изготовить ступенчатую зонную пластинку или нанести на стеклянную пластинку вместо непрозрачного слоя прозрачный слой, вызывающий сдвиг фазы на λ/2, тогда интенсивность света в точке наблюдения возрастёт в 4k раз.

Усиление интенсивности света зонной пластинки аналогично фокусирующему действию линзы. Расстояния зонной пластинки до источника света с одной стороны и до его изображения с другой стороны связаны таким же соотношением, как и для линзы. Примером зонной пластинки может служить голограмма точечного источника. Особенностью голограммы как зонной пластинки является то, что переход от тёмного поля к светлому осуществляется не скачком, а плавно, приблизительно по синусоидальному закону.

Аналогичные устройства могут быть созданы и в диапазоне радиоволн, где благодаря значительно большим длинам волн реализация описанного принципа упрощается и оказывается возможным создание направленных излучателей типа зонных антенн. Зонные  пластинки используется также в акустике.

Лит.: Бутиков Е. И. Оптика. 2-е изд. СПб., 2003; Ахманов С. А., Никитин С. Ю. Физическая оптика. 2-е изд. М., 2004.