Yorugʻlik interferensiyasi

|
Yorugʻlik interferensiyasi
|
bet | 2/3 | Sana | 28.05.2024 | Hajmi | 3,5 Mb. | | #255794 |
Bog'liq FIZIKAYorugʻlik interferensiyasi - ikkita yoki bir nechta yorugʻlik toʻlqinlarining qoʻshilishi natijasida yorugʻlik nurlanishi energiyasining fazoda qayta taqsimlanishi (qarang Interferensiya); toʻlqin interferensiyasining xususiy holi. Yo. i. ekran yoki b. sirtda yorugʻ yoki qorongʻi yoʻllar yoki dogʻlar (monoxromatik yorugʻlik uchun) yoxud rangdor qismlar (oq yorugʻlik uchun) yonmayon joylashgan holda koʻrinadi. Yo. i. 17-asrdaI. Nyuton tomonidan tadqiq qilingan boʻlsada, uning korpuskulyar nazariyasi ushbu xrdisani tushuntira olmadi. Uni 19-asr boshida T. Yung va O. Frenelar toʻlqin hodisa sifatida nazariy talqin qilib berdilar. Doimiy faza farqi sharoitida, yaʼni kogerent yorugʻlik dastalarining qoʻshilishi natijasida vujudga keluvchi, fazoda kuchaygan va susaygan intensivliklarning muntazam almashinuvidan iborat boʻlgan Yo. i. eng kengtarqalgan — statsionar interfere n siya dir. Yo. i. turlari asosan yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilish usullari bilan bogʻliq. Yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilishning ikki usuli: toʻlqin frontini boʻlish usuli va amplitudani boʻlish usulidan keng foydalaniladi. Toʻlqin frontini amplitudaviy boʻlish tuzilmalarida birlamchi manbaning nurlanishi optik muxitlarning yarim shaffof boʻlinish chegaralari bilan boʻlinadi. Masalan, sovun pufaklari, suvdagi yogʻ pardalarida shunday tur Yo. i. vujudga keladi. Bu hollarning bar chasida ikkita sirtdan qaytgan yorugʻliklarning interferensiyasi xreil boʻladi. Amplitudani boʻlish usuli interferometrlarda keng qoʻllanilib, unda toʻlqin maydonlari maxsus yarim shaffof koʻzgular vositasida boʻlinadi. Yuqoridagi ikki nurli interferensiyadan tashqari, koʻp nurli Yo. i.lar ham mavjud. Fabri — Pero interferometri koʻp karrali qaytuvchi nurlarda ishlasa, difraksiya panjaralari va Maykelson eshelonlari koʻp elementli davriy tuzilmalarga asoslangan. Yo. i.dan yorugʻlikning spektral tahlilida, masofalar, burchaklar va tezliklarni aniq oʻlchash hamda refraktometriyada keng qoʻllaniladi. Yo. i. golografiya asosini tashkil qiladi.
Yorug'likning tabiati haqida birinchi ilmiy gipoteza XVII asrda aytilgan. 1672 yilda I. Nyuton yorug'likning korpuskulyar (lotincha korpuskula–zarracha demakdir) nazariyasiga asos soldi. Bu nazariyaga ko'ra yorug'lik manbadan har tarafga tarqaluvchi zarrachalar oqimidan iborat. Shu davrda X. Oxugens tomonidan yorug'likning to’lqin nazariyasi ishlab chiqildi. X. Gyugensning tasavvurlariga ko'ra, yorug'lik alohida muhitda tarqaluvchi va barcha jismlar ichiga singuvchi to'lqindan iboratdir. Ikkala nazariya ham alohida-alohida uzoq vaqt mavjud bo'lib keldi va yorug'lik tarqalishining o'sha vaqtda tajribalardan ma'lum bo'lgan qonunlarini ikkala nazariya ham ma'lum darajada izohlab berar edi.
XIX asrning boshida yorug'likning difraksiyasi(yorug'likning to'siqlarni aylanib o'tishi) va yorug'lik interferensiyasi (yorug'lik dastalari bir birini ustiga tushganda yoritilganlikning kuchayuvi yoki zayiflashuvi) hodisalarining kashf etilishi va bu hodisalar faqat to'qin harakatlari natijasida yuzaga kelishi mumkinligi sababli, yorug'likning to’lqin nazariyasi, yorug'lik to'g'risidagi korpuskulyar nazariya ustidan uzul-kesil g'alaba qildi. Bunday ishonch XIX asrning ikkinchi yarmida Maksvellning yorug'lik elektomagnit to'lqinlarning xususiy holi ekanligi to'g'risidagi gipotezadan keyin yuzaga keldi. Yorug'lik nuri to'lqin uzunligi 400 nm dan 780 nm gacha bo'lgan elektomagnit tebranishlarning fazodagi tarqalishidir. • Maksvel nazarriyasiga asosan elektromagnit to'lqinlar chekli tezlik bilan tarqaladi. Elektromagnit to'lqinning tarqalish tezligi to'lqin tarqalayotgan muhitning elektr va magnit hossalari bilan aniqlanadi:
Yorug'lik yo'lqin tabiatini tasdiqlovchi tajribalardan biri yorug'lik interferentsiyasidir. Yorug'lik interferentsiyasini tushuntirish uchun kogerent yorug'lik manbalari tushunchasini kiritish lozim. Kogerent yorug'lik manbalari deb bir xil chastotali va fazalar farqi o'zgarmas bo'lgan tebranishlarni yuzaga keltiruvchi to'lqin manbaiga aytiladi. Odatda, bitta yorug'lik manbaidan chiqayotgan to'lqinni biror usul bilan ikki kogerent to'lqinga ajratiladi. Yorug'lik interferentsiyasini kuzatish uchun kogerent manbalardan foydalanish lozim. Odatda, kogerent manbalar. Frenel biprizmasi, Yung usuli, yupqa plastinkada, ponada, Nyuton halqalarida, va boshqa ko'pgina usullar yordamida hosil qilinadi. Yorug'lik interferentsiyasini kuzatishning ikkinchi asosiy sharti– kogerent to'lqinlar qo’shilishidan oldin yo'llar farqini hosil qilishi kerak, ya'ni ikki kogerent to'lqin bosadigan optik yo'llar farqi butun yoki yarim to'lqin uzunligiga teng bo'lishi kerak. Yuqorida qayd qilingan ikki shart bajarilganda yorug'lik interferentsiyasi kuzatiladi. Yoruglik interferentsiyasi deb, ikki kogerent to'lqinning fazoda qo'shilib ular energiyasi (intivsivligi)ning qayta taqsimlanishiga, ya'ni o'zaro kuchayishiga yoki susayishiga aytiladi.
M1 va M2 manbalardan chiqayotgon kogerent to'lqinlar A nuqtada uchrashayotgan bo'lsin. M1 manbadan chiqayotgan to'lqin A nuqtaga yetguncha L1 yo'lni, M2 manbadan chiqayotgan to'lqin A nuqtaga yetguncha L2 yo'lni bosib o'tadi.
Bunda yo'llar farqi ΔL= L2 –L1 ga teng bo'ladi.
Agar optik yo'llar farqi yorug'lik to'lqinining yarim uzunligiga juft karrali bo'lgan xolda, yani
Moddaning sindirish ko'rsatgichining yorug'lik rangiga bog'liqligi dispersiyasi deb ataladi.
Dispersiya hodisasini tajribada birinchi bo'lib I. Nyuton 1666 yilda kuzatgan. U qorong'u xonada joylashgan prizmaga tuynuk orqali ingichka oq yorug'lik nur dastasini tushirdi. Nyuton yorug'lik nurlarinining prizmadan o'tib sinishda sinish burchagining qiymati yorug'lik rangiga bog'liq ekanligini aniqladi. Prizmaga tushgan ingichka nur bog'lami prizmada turli rangdagi nurlarga ajralar ekan. Agar ajralgan nurlarni ekranga tushirilsa, xuddi kamalakdagidek asosan 7 xil ranglardan iborat qizil, to'q sariq, sariq, yashil, hovorang, ko'k va binafsha ranglardan iborat spektrlarni ko'rish mumkin.
Yorug'likning to'lqin tabiatini tasdiqlovchi hodisalaridan biri yorug'lik difraksiyadir. Yorug'lik to'lqinlarining to'siqlarni aylanib o'tishi va geometrik soya sohasi tomon og'ishi difraksiya deb ataladi. Yorug'lik to'lqinlarining difraksiyani kuzatish uchun ma'lum bir shart sharoitlar yaratilishi kerak. Yorug'likning to'lqin uzunligi to'siq o'lchamiga juda yaqin bo'lganda difraksiya kuzatiladi. Kichik diametrli tirqichli AB to'siqqa manbadan yorug'lik nuri tushayotgan bo'lsin. Agar to'siq orqasiga ekran joylashtirilsa, biz ekranda aniq soya bilan chegaralangan yorug' dog' paydo bo'lganligini ko'ramiz(l-a, rasm). Agar tirqich kengligi torayib borilsa soyaning chegarasi buziladi. Ekrandagi dog' navbatlashib boruvchi yorug' va qorong'u konsentrik aylanalar (halqalar) ko'rinishiga ega bo'lgan ketma - ket soyalardan iborat bo'ladi
Elektromagnit to’lqinlar tarqalganda fazoning har bir nuqtasida davriy ravishda takrorlanuvchi elektr va magnit maydonlarining o’zgarishi sodir bo’ladi. Bu o’zgarishlarni fazoning har bir nuqtasidagi kuchlanganlik vektorlari E va H ning tebranishi ko’rinishida tasvirlash mumkin. Elektromagnit to’lqinda E va H vektorlarning tebranishlari o’zaro perpendikulyar bo’ladi. Elektromagnit to’lqin kuchlanganlik vektori va uning tarqalish yo’nalishi orqali o’tuvchi tekislik qutblanish tekisligi deyiladi. Yorug’lik to’lqininning elektr maydon kuchlanganlik vektori(E) bitta yassi tekislikda tebranayotgan bo’lsa, bunday yorug’lik to’lqini qutblangan bo’ladi.
XULOSA:
|
| |