Número de Fresnel: abertura, distância e comprimento de onda

A calculadora do número de Fresnel avalia a razão adimensional que relaciona o tamanho da abertura, a distância de propagação e o comprimento de onda em problemas de difração. Informe o raio de uma abertura circular, a distância até o plano de observação e o comprimento de onda, sempre na mesma unidade de comprimento. A ferramenta aplica N_F = a²/(λz), apresenta um valor com arredondamento estável e indica campo próximo, transição ou campo distante.

O que o número de Fresnel descreve

O número de Fresnel, normalmente escrito N_F, mede sem unidade quanto o tamanho finito de uma abertura influencia o padrão de difração em determinada distância de observação. Para uma abertura circular na estimativa axial usual, calcula-se N_F = a²/(λz). Uma abertura maior ou uma distância menor aumenta o valor; um comprimento de onda maior ou um plano mais distante o reduz.

Como todas as grandezas usam a mesma unidade, as dimensões se cancelam. Valores muito maiores que um geralmente indicam comportamento de campo próximo, enquanto valores muito menores que um tendem ao campo distante. Perto da unidade, convém usar um modelo de propagação mais completo.

Como informar raio, distância e comprimento de onda

Forneça três números positivos e finitos. O raio é a distância do centro até a borda da abertura, não o diâmetro. Se você tiver o diâmetro, divida-o por dois antes de preencher o campo; caso contrário, o resultado ficará quatro vezes maior porque o raio é elevado ao quadrado.

A distância z vai do plano da abertura ao plano de observação. Use o comprimento de onda λ apropriado ao meio quando o modelo exigir. As três quantidades precisam compartilhar uma unidade: metros, milímetros, micrômetros ou nanômetros funcionam quando todos os campos são convertidos de forma consistente.

A resposta inclui o número, a indicação adimensional, o regime orientativo, a fórmula, as entradas normalizadas e as etapas.

Como interpretar o resultado

Use o resultado como parâmetro de escala e verificação inicial para escolher um modelo. Quando N_F é muito menor que um, uma aproximação de Fraunhofer pode ser adequada se os demais pressupostos também forem atendidos. Quando é muito maior, costuma ser necessário um tratamento de difração de Fresnel.

Em torno de um, nenhum rótulo é conclusivo e a propagação numérica pode ser necessária. A faixa de transição entre 0.1 e 10 evita falsa precisão. A calculadora não certifica projetos, não calcula intensidade, não considera aberrações nem substitui uma simulação de óptica ondulatória.

Aberturas não circulares podem exigir outra dimensão característica ou números separados por eixo. Mesmo que a saída seja adimensional, registre a unidade das entradas e compare o valor numérico, não apenas a classificação. O resultado usa doze algarismos significativos.