Calculadora del número de Fresnel: apertura, distancia y onda

La calculadora del número de Fresnel evalúa la relación adimensional que vincula el tamaño de una abertura, la distancia de propagación y la longitud de onda en problemas de difracción. Introduzca el radio de una abertura circular, la distancia hasta el plano de observación y la longitud de onda, siempre en una misma unidad de longitud. La herramienta aplica N_F = a²/(λz), entrega un valor redondeado de forma estable e indica si el caso corresponde al campo cercano, a la transición o al campo lejano.

Qué describe el número de Fresnel

El número de Fresnel, escrito habitualmente N_F, mide sin unidades cuánto influye el tamaño finito de una abertura en el patrón de difracción a una distancia de observación determinada. Para una abertura circular en la estimación axial usual, se calcula como N_F = a²/(λz). Una abertura mayor o una distancia menor aumentan el resultado; una longitud de onda mayor o un plano más alejado lo reducen.

Como todas las magnitudes emplean la misma unidad, las dimensiones se cancelan. Los valores muy superiores a uno suelen señalar comportamiento de campo cercano, mientras que los muy inferiores a uno se aproximan al campo lejano. Cerca de la unidad conviene utilizar un modelo de propagación más completo.

La etiqueta de esta herramienta considera campo lejano los valores menores que 0.1, campo cercano los mayores que 10 y transición el intervalo intermedio. Son referencias prácticas, no fronteras físicas universales, pues también importan la geometría, la iluminación y la precisión requerida.

Cómo introducir radio, distancia y longitud de onda

Proporcione tres números positivos y finitos. El radio es la distancia desde el centro hasta el borde de la abertura, no su diámetro. Si conoce el diámetro, divídalo entre dos antes de introducirlo; de lo contrario, el resultado será cuatro veces mayor porque el radio aparece al cuadrado.

La distancia z se mide desde el plano de la abertura hasta el plano de observación. Use la longitud de onda λ correspondiente al medio cuando su modelo lo requiera. Las tres cantidades deben compartir una unidad: metros, milímetros, micrómetros o nanómetros funcionan si usted convierte todos los campos de forma coherente.

La respuesta contiene el número, la indicación adimensional, el régimen orientativo, la fórmula, los valores normalizados y los pasos.

Cómo interpretar el resultado

Utilice el valor como parámetro de escala y como comprobación inicial para elegir un modelo. Si N_F es mucho menor que uno, puede resultar adecuada una aproximación de Fraunhofer siempre que también se cumplan sus demás supuestos. Si es mucho mayor, suele corresponder un tratamiento de difracción de Fresnel.

Alrededor de uno, ninguna etiqueta es concluyente y puede ser necesario propagar el campo numéricamente. La banda de transición entre 0.1 y 10 evita una falsa precisión. La calculadora no certifica diseños, no calcula intensidad, no incorpora aberraciones ni sustituye una simulación de óptica ondulatoria.

Para aberturas no circulares quizá necesite otra dimensión característica o valores separados por eje. Aunque el resultado carece de unidad, conserve junto a los datos la unidad empleada y compare el valor numérico, no solo su clasificación. El resultado usa doce cifras significativas.