מספר פרנל

דמות מוערכת של צמצם מוקד עדשה מושלמת של חצי אינץ' עם מספר פרנל השווה ל 0.01.

מספר פרנל (F), על שמו של הפיזיקאי אוגוסטן-ז'אן פרנל, הוא גודל חסר ממדים המופיע באופטיקה, בפרט בעקיפה.

עבור גל אלקטרומגנטי העובר דרך צמצם ופוגע במסך, מספר פרנל, F, מוגדר כ

$F={\frac {a^{2}}{L\lambda }}$

כאשר

$a$ הוא הגודל האופייני (למשל הרדיוס) של הצמצם

$L$ הוא מרחק המסך מהצמצם

$\lambda$ הוא אורך הגל הפוגע.

מספר פרנל הוא מושג שימושי באופטיקה פיזיקלית. קונספטואלית, זהו מספר חצאי-המחזור במשרעת חזית הגל, אשר נספרים מהמרכז לקצה הצמצם, כפי שנצפה בהדמיה. מספר חצאי-המחזור מוגדר כאשר חזית הגל משתנה ב $\pi$ כשעוברים מחצי-מחזור אחד לאחר. הגדרה מקבילה היא שמספר פרנל הוא ההפרש, הנספר כחצאי אורך-גל, בין המרחק מהדמות לקצה הצמצם לבין המרחק האורתוגונלי מנקודת התצפית למרכז הצמצם.

מספר פרנל קובע קריטריון גס בין קירובי השדה הקרוב והרחוק. ככלל, אם מספר פרנל קטן - פחות מ-1 - הקרן בקירוב של שדה רחוק. אם מספר פרנל גדול מ -1, נאמר כי הקרן בקירוב שדה קרוב.

הקירוב להתפשטות גלים בשדה הקרוב הוא עקיפת פרנל. קירוב זה עובד היטב כאשר המרחק אל הצמצם גדול מגודל הצמצם. במקרה זה אכן, בקירוב, $\ F\sim 1$ .

כאשר המרחק אל הצמצם גדול בהרבה מגודל הצמצם, ההתפשטות מתוארת היטב על ידי עקיפת פראונהופר. במקרה זה, בקירוב, $\ F\ll 1$.

ראו גם

• עקיפת פרנל
• אינטגרל פרנל
• אפקט טלבוט
• טבלת אזור