2-курс Физика

Reja:
Interferensiya hodisasi. Kogerent manbalar. Interferensiyaning maksimum va minimum shartlari.
Yorug’lik difraksiyasi. Difraksion panjara. Yorug’lik nurining prizmadan o’tishi.
Dispersiya hodisasi. Spektr nurlar

Ochiq tebranish konturi deganda nimani tushunamiz?
Maksvell elektromagnit maydoni mavjudligi nazariyasini yaratishda nimalarga tayangan?
Hertz vibratorida ikkinchi sterjenga o‘rnatilgan sharchalar orasida manbaga ulanmagan bo‘lsa-da, nima sababdan uchqun chiqadi?
Hertz elektromagnit tebranishlardan foydalanish bo‘yicha qanday fikrlar aytgan?

Bahor paytida yomg‘irdan keyin osmonda paydo bo‘ladigan kamalak, sovun pufagi yoki asfaltga to‘kilgan yog‘da ko‘rinadigan rangli jilolarni ko‘rib zavqlanamiz. Lekun uning paydo bo‘lish sabablari haqida o‘ylab ko‘rmaymiz. Buning sababi yorug‘lik interferensiyasidir. Interferensiya hodisasi istalgan tabiatga ega bo‘lgan to‘lqinlarga xos. Bu hodisaning mohiyatini tushunib olish uchun o‘rganishni mexanik to‘lqinlar interferensiyasidan boshlaymiz.
Biror muhitda to‘lqinlar tarqalganda ularning har biri bir-biridan mustaqil ravishda xuddi boshqa to‘lqinlar yo‘qdek tarqaladi. Bunga to‘lqinlar tarqalishining superpozitsiya (mustaqillik) prinsipi deyiladi. Muhitdagi zarraning istalgan vaqtdagi natijaviy siljishi zarra qatnashgan to‘lqin jarayonlari siljishlarining geometrik yig‘indisiga teng bo‘ladi.

Agar bu to‘lqinlarning chastotalari teng va fazalar farqi o‘zgarmas bo‘lsa, uchrashgan nuqtasida ular bir-birini kuchaytiradi yoki susaytiradi. Bu hodisaga to‘lqinlar interferensiyasi deyiladi. Chastotalari teng va fazalar farqi o‘zgarmas bo‘lgan to‘lqinlar kogerent to‘lqinlar deyiladi. Demak, kogerent to‘lqinlarning uchrashganda bir-birini kuchaytirishi yoki susaytirishi hodisasiga to‘lqinlar interferensiyasi deyiladi. 4.13-rasm

𝑆 1 𝑆𝑆 𝑆 1 1 𝑆 1 manbadan chiqqan to‘lqinning M nuqtagacha bosib o‘tgan masofasi 𝑑 1 𝑑𝑑 𝑑 1 1 𝑑 1 , 𝑆 2 𝑆𝑆 𝑆 2 2 𝑆 2 manbadan chiqqan to‘lqinning M nuqtagacha bosib o‘tgan masofasi 𝑑 2 𝑑𝑑 𝑑 2 2 𝑑 2 bo‘lsin. U holda 𝑑 2 𝑑𝑑 𝑑 2 2 𝑑 2 – 𝑑 1 𝑑𝑑 𝑑 1 1 𝑑 1 = ∆d – to‘lqinlarning yo‘l farqi deyiladi. Agar yo‘l farqi yarim to‘lqin uzunligining juft soniga karrali bo‘lsa:
∆𝑑𝑑=2𝑘𝑘 λ 2 λ λ 2 2 λ 2 (k=0,1,2,…..) (1)
bu nuqtada tebranishlarning kuchayishi kuzatiladi. (1) munosabat interferensiyaning maksimum sharti deyiladi.
Yo‘l farqi yarim to‘lqin uzunligining toq soniga karrali bo‘lsa:
∆𝑑𝑑=(2𝑘𝑘+1) λ 2 λ λ 2 2 λ 2 (k=0,1,2,…..) (2)
bu nuqtada tebranishlarning susayishi kuzatiladi.
Yorug‘lik interferensiyasi to‘lqinlar interferensiyasining xususiy holi hisoblanadi. Uni kuzatish uchun ikkita kogerent manbadan chiqqan yorug‘lik to‘lqinlarini fazoning ma’lum bir nuqtasida uchrashtirish kerak. Lekin ikkita alohida manbani qanchalik tanlamaylik, ulardan chiqqan yorug‘lik nurlari kogerent bo‘lmaydi. Shunga ko‘ra, asosan bir manbadan chiqqan yorug‘lik nurini sun’iy ravishda ikkiga bo‘lib, kogerent to‘lqinlar hosil qilinadi.

Yung metodi (1801-yil). Uning metodi rasmda keltirilgan. Quyosh nuri qorong‘i xonaga kichik S tirqishdan kiradi. Bu nur ikkita 𝑆 1 𝑆𝑆 𝑆 1 1 𝑆 1 va 𝑆 2 𝑆𝑆 𝑆 2 2 𝑆 2 tirqishdan o‘tib, ikkita nurga ajraladi. Ular ekranda uchrashganda markaziy qismda oq polosani, chetki qismlarida rangli polosalarni hosil qiladi. Yung o‘z tajribalarida yorug‘lik to‘lqin uzunligini aniq topadi. Spektrning chetki binafsha qismi uchun to‘lqin uzunligi 0,42 μm, qizil yorug‘lik uchun 0,7 μm ni oladi.

Yupqa plyonkalardagi ranglar. Asfaltga to‘kilgan yog‘ va sovun pufagidagi ranglarga qaytaylik. Oq yorug‘lik yupqa plyonkaga tushayotgan bo‘lsin . (4.15-rasm). Tushayotgan to‘lqinning bir qismi (1 to‘lqin) plyonkaning ustki qismidan qaytadi. Bir qismi plyonka ichiga o‘tib, uning pastki sirtidan qaytadi (2 to‘lqin).
Har ikkala qaytgan to‘lqinlar (1' va 2') yurgan yo‘llari bilan farqlanadi. Ular ko‘zda uchrashganida interferensiya manzarasi ko‘rinadi. Oq yorug‘lik to‘lqin uzunligi 380 dan 760 nm oraliqda bo‘lgan to‘lqinlardan iborat bo‘lganligidan qabul qiluvchining turli nuqtalarida bir-birini kuchaytiradi va rangli tasvir ko‘rinadi.

Nyuton halqalari. Yupqa plastina ustiga qavariq sirtga ega bo‘lgan linza qo‘yilgan bo‘lsin . Bunda yassi parallel plastina va unga O nuqtada tegadigan linza sirti oralig‘ida havo qatlami bo‘ladi. Linzaning yassi yuzasiga tushgan yorug‘lik havo qatlamining ustki va ostki sirtidan qaytadi. Bu nurlar uchrashganda interferension manzara ko‘rinadi.
Agar qurilma monoxromatik yorug‘lik bilan yoritilsa, interferension manzara yorug‘ va qorong‘i halqalar shaklida bo‘ladi. Agar qurilma oq yorug‘lik bilan yoritilsa, linzaning tekislikka tegish nuqtasidan qaytgan yorug‘likda qorong‘i dog‘ ko‘rinadi. Uning atrofida rangli halqalar joylashadi.
Tegishli raqamdagi halqaning diametrini o‘lchab, yorug‘likning to‘lqin uzunligini yoki linzaning egrilik radiusini aniqlash mumkin:

𝑟 𝑦𝑒𝑟 𝑟𝑟 𝑟 𝑦𝑒𝑟 𝑦𝑦𝑒𝑒𝑟𝑟 𝑟 𝑦𝑒𝑟 = (𝑚+ 1 2 )λ𝑅 (𝑚+ 1 2 )λ𝑅 (𝑚𝑚+ 1 2 1 1 2 2 1 2 )λ𝑅𝑅 (𝑚+ 1 2 )λ𝑅 - (4) yorug‘ halqalar radiusi; R – linzaning egrilik radiusi, m=0,1,2,….
𝑟 𝑦𝑒𝑟 𝑟𝑟 𝑟 𝑦𝑒𝑟 𝑦𝑦𝑒𝑒𝑟𝑟 𝑟 𝑦𝑒𝑟 = 𝑚λ𝑅 𝑚λ𝑅 𝑚𝑚λ𝑅𝑅 𝑚λ𝑅 - (5) qorong‘i halqalar radiusi.

Yorug‘likning o‘z yo‘lida uchragan to‘siqning chetki qismiga kirishini odamlar ancha avval sezganlar. Bu hodisaning ilmiy izohini birinchi bo‘lib F. Grimaldi bergan. U narsalar ortida paydo bo‘ladigan soyaning xiraroq chiqishini tushuntiradi. U bu hodisani difraksiya deb ataydi. Shunday qilib, to‘lqinning o‘z yo‘lida uchragan to‘siqni aylanib o‘tishiga to‘lqinlar difraksiyasi deyiladi. Bunda yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalish qonuni bajarilmaydi.
Difraksiya hodisasi kuzatilishi uchun to‘siqning o‘lchami unga tushayotgan to‘lqin uzunligidan kichik bo‘lishi kerak. Yorug‘lik difraksiyasini tor tirqishdan yorug‘lik o‘tganida ham kuzatish mumkin. Bunda ham tirqish o‘lchami unga tushgan yorug‘lik to‘lqini uzunligidan kichik bo‘lishi kerak.

Difraksion panjara tirqishlarining joylashishiga qarab 2 turga bo‘linadi:

Tartibli difraksion panjarada, tirqishlari ma’lum bir qat’iy tartibda joylashgan bo‘ladi. Tartibsiz difraksion panjarada, tirqishlari tartibsiz joylashgan bo‘ladi.
Yassi tartibli difraksion panjarani tayyorlash uchun olmos yordamida shaffof plastinaga parallel va bir-biriga juda yaqin joylashgan chiziqlar tortiladi. Tortilgan chiziqlar to‘siq, ular orasi tirqish vazifasini o‘taydi. Tirqishning eni a, to‘siq eni b bo‘lsin. U holda a+b= d panjaraning doimiysi yoki davri deyiladi.
Yorug‘likning difraksion panjaradan o‘tishini qaraylik (4.17-rasm)