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Forces invisibles : pourquoi les plaques régionales focalisent-elles les rayons X ?
Une plaque zonée est un dispositif capable de focaliser la lumière ou toute autre matière présentant des caractéristiques ondulatoires. Contrairement aux lentilles traditionnelles ou aux miroirs incurvés, les plaques de zone utilisent la diffraction au lieu de la réfraction ou de la réflexion pour obtenir l'effet de focalisation. Le concept remonte aux travaux du physicien français Augustin-Jean Fresnel et est parfois appelé plaque de zone de Fourier.
La capacité de focalisation de la plaque zonée provient du phénomène de spot Arago provoqué par la diffraction du disque opaque.
La structure de la plaque zonée est constituée d'un ensemble d'anneaux concentriques, appelés zones de Fourier, qui sont alternativement opaques et transparentes. Lorsque la lumière frappe la plaque zonée, elle contourne les zones opaques et interfère de manière constructive à la position de mise au point définie, formant une image claire.
Cette conception rend la plaque de zone unique et permet une focalisation efficace à différentes longueurs d'onde.
La fabrication de la plaque de zone nécessite une commutation précise au niveau du rayon de l'anneau afin d'obtenir une interférence constructive. Cette commutation dispose également d'une formule approximative pour calculer la miniaturisation de la zone de la carte par rapport à la distance focale, ce qui permet aux ingénieurs de concevoir des besoins d'application spécifiques. Ces dessins sont généralement créés à l'aide de la photolithographie, et à mesure que la photolithographie progresse, la résolution progresse également.
Domaines d'application des panneaux régionaux
Avec le développement de la science et de la technologie, les conseils régionaux jouent un rôle de plus en plus important dans divers domaines, notamment dans la physique, la photographie, les viseurs, les objectifs d'imagerie, etc. De nombreuses longueurs d'onde de lumière ne sont pas transmises de manière transparente à travers des matériaux traditionnels tels que le verre, ce qui fait des panneaux de zone un choix idéal.
Par exemple, les rayons X sont faiblement réfractés par le verre, ce qui nécessite une technique différente pour les focaliser.
Les plaques régionales éliminent le besoin de rechercher des matériaux réfractifs transparents et fabricables pour chaque longueur d'onde, ce qui est essentiel pour façonner l'avenir de la recherche scientifique. De même, de nombreuses ondes (même les ondes de matière en mécanique quantique) peuvent être focalisées à travers la plaque zonée, ce qui étend son champ d’application.
Percée dans la photographie
En photographie, les plaques de zone peuvent remplacer les lentilles ou les sténopés, créant des images douces et étincelantes. La plaque zonée présente une zone transparente plus grande et, par rapport à un sténopé de même taille, sa valeur d'ouverture effective est plus faible, ce qui contribue à réduire le temps d'exposition. La photographie portable devient de plus en plus réalisable, en particulier maintenant que les réglages ISO élevés des appareils photo reflex numériques permettent une plus grande flexibilité de prise de vue.
Applications diverses
Outre la photographie, la plaque de zone a été proposée comme une alternative abordable aux viseurs, elle peut également agir comme une lentille d'image et même fonctionner sans reflets. De plus, la conception réfléchissante de la plaque de zone peut également focaliser la thérapie par ondes radio comme un réflecteur parabolique.
Conclusion et perspectives
Les plaques zonées ne sont pas seulement un modèle dans le domaine de l'optique, mais constituent également un élément indispensable de la recherche scientifique actuelle. Son développement et son application nous ont permis de voir le potentiel illimité de la science future. Face à une telle technologie pleine de possibilités, dans quels domaines pensez-vous que l’on peut explorer davantage le potentiel des régies régionales ?
