Materiallar nomi - Telekommunikatsiya tarmoqlariga texnik xizmat

Materiallar nomi
Sindirish
ko‘rsatkichlari, n
YOrug‘likning turli
materiallardagi
tezligi, s
m
km/sek.
Vakuum
1,0
300 000
Xavo
1,0003(1)
300 000
Suv
1,33
225 000
Kvars
1,46
205 000
SHisha
1,5
200 000
Olmos
2,5
120 000
26
O‗zak va qobiqning kerakli sindirish ko‗rsatkichlarini olish uchun
kvars shishasiga qo‗shimchalar qo‗shiladi. Masalan: germaniy va fosfor
sindirish ko‗rsatkichini oshiradi, bor va ftor esa aksincha uni kamaytiradi.
3.1-rasm. Optik tolaning tuzilishi
Tolaning qo‗shimcha qobiqlari himoya qobig‗i xisoblanadi. 3.1-
rasmda tashqi plastik qoplama ko‗rsatilgan [14]. Tashqi plastik qoplama
optik tolaning xususiyatlariga ta‘sir etuvchi mexanik va atrof muhit
ta‘sirlaridan uni himoya qiladi.
Yorug‗likning sinish jarayoni.
Optika qonuniyatlari yorug‗lik nurining to‗g‗ri chiziqli tarqalishiga,
tola muhiti bilan o‗zaro ta‘sirlashuviga va izotroplik xususiyatiga –
muhitda barcha yo‗nalishlarda yorug‗likning bir xil tarqalishiga (shisha bir
turdagi va izotropli muhit hisoblanadi) asoslangan. Bu qonuniyatlarga
yorug‘likning qaytish/sinish qonunlari va ularga asoslangan hodisalar
ta‘lluqli.
Yorug‗lik bir materialdan boshqasiga o‗tganda uning tarqalish tezligi
o‗zgaradi, ya‘ni to‗lqin nazariyasi nuqtaidan bu xarakat yo‗nalishining
o‗zgarishiga olib keladi. Bu hodisa - yorug‗likning to‗g‗ri yo‗nalishdan
og‗ishi sinish deb ataladi.
Yorug‘lik
nuri
Qobiq
Tashqi plastik qoplama
O‘zak
27
Sinish hodisasini misollarda ko‗rib chiqamiz. Sinish hodisasiga baliq
ovlashda ham duch kelinadi. Suv ostidagi baliqni ko‗rganimizda, uning
xaqiqiy joylashuvini emas, balki unga yaqin joylashuvini ko‗ramiz (3.2-
rasm). Agar baliqqa pastga vertikal qarasak, yorug‗likning sinishi ro‗y
bermaydi va baliqning asl joylashgan joyini ko‗ramiz. Agar unga burchak
ostidan qarasak, sinish hisobiga asl joylashgan joyini ko‗rmaymiz, bunda
baliq nazarimizdagi ko‗rinishdan chuqurroqda joylashgan bo‗ladi [2].
3.2-rasm. Yorug‗likning sinishi.
3.3-rasm. Prizmada yorug‗likning sinishi.
Prizmaga oq yorug‗lik tushirilganda, prizma bu yorug‗likni sindiradi va
kamalakning turli ranglariga ajraladi. Qizil rang eng kuchli og‗adi va
kichik tarqalish tezligiga ega. Sinish prizma kirishida bo‗lganidek,
chiqishida ham xosil bo‗ladi [2]. Optik toladan signallarning uzatilishida
ham yuqorida ko‗rib chiqilgan sinish hodisasi ro‗y beradi. Bu quyida
batafsil tushintirilgan.
To‗liq ichki qaytish.
28
Yorug‗lik nur sindirish ko‗rsatkichi katta muhitdan sindirish ko‗rsatkichi
kichik muhitga o‗tganda, ikki muhit chegarasida nur 3.4-rasmda
tasvirlangandek perpendikulyardan og‗adi. Tushish burchagi Ө
1
kichik
bo‗lganda (3.4,a-rasm) singan nur to‗liq qobiqqa o‗tib ketadi. Tushish
burchagini oshirgan sari sinish burchagi Ө
2
90
0
ga intiladi. Sinish burchagi
Ө
2
=90
0
ga teng bo‗lgan xoldagi tushish burchagi – kritik burchak Ө
kr
deyiladi. Yorug‗lik nuri kritik burchak Ө
kr
ostida tushganda singan nur
ikki muhit chegarasi bo‗ylab tarqaladi (3.4,b-rasm). Yorug‗lik nuri kritik
burchakdan katta burchak ostida tushganda, nur ikkinchi muhitga
o‗tmasdan, ikki muhit chegarasidan to‗liq qaytadi (3.4,v-rasm). Bunda
tushish burchagi sinish burchagiga teng Ө
1
= Ө
2
bo‗ladi. Snellius qonuni
bo‗yicha tushgan va qaytgan nurlar o‗rtasidagi munosabat:
n
1
sin Ө
1
= n
2
sin Ө
2
.
Ө
2
= 90
0
da kritik tushish burchagi quyidagiga teng:
Ө
kr
= arc sin (n
2
/ n
1
)
(3.1)
Ө
kr
dan katta burchak ostida tushgan nurlar to‗liq qaytadi.
3.4-rasm. Bir necha tushish burchaklari uchun nurning tarqalish yo‗li,
n
1
>n
2
, bu yerda n
1
va n
2
ikki turli muhitlarning sindirish ko‗rsatkichlari.
Bu jarayon, ya‘ni yorug‗lik energiyasining turli sindirish ko‗rsatkichli
ikki muhit chegarasidan to‗liq qaytishi to‘liq ichki qaytish (TIQ) hodisasi
deyiladi. TIQ hodisasi yorug‗lik uzatgich bo‗ylab optik signallarni
tarqalishining fizik asosi hisoblanadi. Uni amalga oshirish uchun optik tola
n
1
n
2
n
1
n
2
n
1
n
2
Ө
1
Ө
1
=Ө
кр
Ө
1
Ө
1
Ө
2
a)
б)
в)
Ө
2
Ө
2
Tushgan
nur
Sinish
natijasida
hosil bo‘lgan
nur
Ikki muhit
chegarasi
Perpendikulyar
Ө
1
=Ө
2
Ө
1
29
o‗zagining sindirish ko‗rsatkichi n
1
qobiqning sindirish ko‗rsatkichi n
2
dan
katta bo‗lishi kerak.
O‗zak
va
qobiq
tayyorlanadigan
materiallarning
sindirish
ko‗rsatkichlari nisbatini optimal tanlash orqali yorug‗lik nurining o‗zak
ichida to‗liq ichki qaytishi ro‗y beradi va nurni faqatgina optik tola o‗zagi
bo‗ylab zigzagsimon tarqalishi ta‘minlanadi.
Masalan, optik tola uchun xos bo‗lgan n
1
=1,48, n
2
=1,46 bo‗lsa, u
holda (3.1) qo‗llab, kritik tushish burchagini aniqlash mumkin:
Ө
kr
= arc sin (1,46/ 1,48) = arc sin (0,9864) = 80,6
0
.
SHunday sindirish ko‗rsatkichlari nisbatiga ega, kritik tushish
burchagi Ө
kr
=80,6
0
ga teng, tushish burchagi Ө
2
esa Ө
kr
=80,6
0
dan katta,
masalan Ө
2
=81
0
bo‗lganda nur ikkinchi muhitga o‗tmay, boshlang‗ich
muhitda to‗liq ichki qaytadi. Optik tola bo‗ylab signallarning tarqalishi ana
shu prinsipga asoslangan. Ana shunday sindirish ko‗rsatkichlari, kritik
chastota va tushish burchagi qiymatlariga ega optik tola orqali optik
signallarning tarqalishi 3.5-rasmda ko‗rsatilgan.
3.5-rasm. Optik tolada to‗liq ichki qaytish jarayoni.
3.5-rasmda kritik burchakdan katta burchak ostida Ө > Ө
kr
o‗zak-
qobiq chegarasiga tushgan nurlar (nur 1) chegarada to‗liq ichki qaytadi.
Tushish va sinish burchaklari teng Ө
1
= Ө
2
bo‗lgani uchun, nur 1 takroriy
qaytishlarga uchrab, o‗zak muhiti bo‗ylab zigzaksimon tarqaladi.
3
Ө
кр
|