Cos'è una piastra di zona?

Una piastra di zona è un mezzo circolare piatto di materiale utilizzato per focalizzare la luce o altre onde elettromagnetiche, come i raggi X, usando principi di diffrazione.Sono spesso indicati come piastre di zone di Fresnel e sono legati alla lente di Fresnel, che prendono il nome da un ingegnere francese del 19 ° secolo, Augustin-Jean Fresnel, che ha studiato la natura dell'ottica.Effetti di griglia di diffrazione con una piastra di zona o una lente Fresnel ha applicazioni in fotografia, microscopia e olografia a raggi gamma, nonché per potenziali sistemi di antenna a base di spazio. Le piastre di zona usano il principio di diffrazione per piegare un'ondata di luce o altra energia, come ondate di materia di livello sonoro o di livello quantico di neutroni liberi e atomi di elio, piegando il loro angolo di incidenza mentre incidono su terreni trasparenti e opachi.Ciò crea un livello di interferenza costruttiva con le onde luminose in cui si concentrano oltre la piastra della zona, che può aumentare la risoluzione per alcuni aspetti della luce o dell'onda di energia.Per elaborare tutte le radiazioni elettromagnetiche che hanno un impatto su una superficie in questo modo, è costituita una piastra di zona costituita da cerchi concentrici che si alternano tra qualità riflettenti o opache e qualità trasparenti o leggere, che gli danno l'aspetto di un occhio di tori.

Un tipo speciale di piastra di zona in cui gli anelli scuri e luminosi svaniscono l'uno nell'altro creerà un singolo punto focale, che è stato usato con raggi gamma nel campo dell'olografia di imaging medico.L'idea viene studiata per l'imaging delle regioni attorno agli isotopi del tracciante introdotti nel corpo nella medicina nucleare.Mentre la fonte radioattiva illumina una piastra di zona, la piastra getta un'ombra che può essere registrata su pellicola fotografica a una dimensione inferiore rispetto alla sorgente reale.Questa immagine riflette con precisione il modello di interferenza creato dalla piastra di zona in tre dimensioni e l'immagine fotografata può essere successivamente illuminata con la luce ordinaria per ricostruire l'immagine ed esaminare in dettaglio la struttura attorno agli isotopi. La microscopia a raggi X è unaLe arene di ricerca primarie per l'uso di dispositivi di griglia di diffrazione come le piastre di zona.Questo perché i materiali di lenti tradizionali come il vetro rifletteranno i raggi X o li diffonderanno debolmente invece di focalizzarli, a causa delle loro piccole dimensioni della lunghezza d'onda, e le piastre di zona devono essere costruite su una scala di nanometri per raggiungere l'effetto di messa a fuoco desiderato.In genere una piastra di zona a raggi X ha un diametro circolare di circa 4 millimetri e spessori di zona compresi tra 50 e 300 nanometri.Tali lenti a piastra di zona possono focalizzare i raggi di raggi X fino a una risoluzione fino a 10 nanometri, o 10 miliardi di metri.In confronto, una tipica molecola di acqua, o H

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O, ha circa 1 nanometro di diametro.Ciò consente di studiare materiali biologici, cristalli e altre strutture a livello atomico con un grado fine di risoluzione ottica.

Usando piastre di zona realizzate con tungsteno spesso 1 millimetro per catturare raggi X ad alta energia con livelli di energia in aumentoa 250.000 volt di elettroni (250 keV) di dimensioni, nei sistemi di antenna a base di spazio sono stati studiati dal 1968 al 2003. Ciò va oltre la capacità dei materiali di lenti convenzionali, che non possono catturare fotoni superiori a 10 keV.Le piastre a due zone sono state utilizzate in tandem in un esperimento, con un diametro di 2,4 centimetri contenenti 144 zone concentriche, posizionate a 30 centimetri nel telescopio.Hanno dimostrato una risoluzione di circa 30 arcsecondi, senza spot di Arago nel processo di fusione dell'ombra per i raggi X.Un punto di Arago, o punto di Poisson, è un tipico punto di energia che appare al centro dell'ombra di un modello di diffrazione di Fresnel in cui si verifica interferenza costruttiva tra le lunghezze d'onda di energia.Le antenne del riflettore della piastra di zona per i veicoli spaziali sono visti come un salto tecnologico in avanti dall'antenna parabolica tradizionale, essendo di costo e peso molto più basso, con performatura ad alto gainCaratteristiche e efficienze NCE per catturare fino al 95% delle radiazioni incidenti.