3. Bilinza va biprizmalarning qo’llanishi
Ikkita mustaqil yorug‗lik manbai chiqargan yorug‗lik to‗lqinlari qo‗shilganda intensivliklar qo‗shilishini kuzatish mumkin, interferensiyani emas. Yuqoridagi mulohazalardan ko‗rinadiki, yorug‗lik nurlarini interferensiyasini kuzatish uchun kogerent yorug‗l ik dastalarini hosil qilish kerak. Kogerent yorug‗lik manbai olishning eng mumtoz usullaridan biri yuqorida bayon etilgan Yung usulidir. Interferensiya olish usullarini S.I.Vavilov ikki tipga bo‗ladi: Frenel tipidagi interferensiya (Yung, bikuzgu, biprizma, bilinza usullari
va hokazo).
Nyuton tipidagi interferensiya (yupqa pardadagi, ponadagi, Nyuton
halqalari va boshqalar). Biz quyida kogerent to‗lqinlar hosil qilishning ayrim usullari bilan batafsilroq tanishamiz.
Biye bilinzasi. Biye nomi bilan mashhur bo‗lgan bu sxema diametri
bo‗yicha kesilgan linza yordamida amalga oshiriladi; linzaning ikkala yarimi bir biridan ozgina uzoqlashtiriladi, shu tufayli nurlanuvchi S nuqtaning ikki S1 va S2 haqiqiy tasviri hosil bo‗ladi. Yarim linzalar orasidagi yoriqni K ekran yopib turadi.
S1 va S2 lardan kelayotgan ikkala yorug‗lik oqimi ustma -ust tushgan sohada interferensiya yuz beradi. Interferension maydondagi M nuqtaning yoritilganligi interferensiyalashuvchi ikki nurning yo‗l farqiga bog‗liq. Chi zmadan ko‗rinishicha, interferensiyalashuvchi yorug‗lik oqimlari Ω fazoviy burchak o‗lchamlari orqali belgilanadi, bu burchaklar kattaligi dastalarning ustma-ust tushgan qismlarini
a niqlovchi nurlar orasidagi burchakka bog‗liq bo‗ladi. Bu 2φ burchak ustma-ust tushgan dastalar aperturasi deb ataladi. 2 φ burchakning maksimal qiymati
shartga mos keladi; bu holda ekran cheksizlikda joylashgan bo‗ladi. Odatda 2 φ burchak birmuncha kichik bo‗ladi, chunki ekran S
1S 2ga nisbatan katta bo‗lgan chekli D masofada joylashgan. 2 φ aperturaning kattaligi interferension maydonning burchakli
o‗lchamlarini ifodalaydi, bu maydonning o‗rtacha yoritilganligi S1
va S2 manbalar tasvirlarining ravshanligi va burchakli o‗lchamlariga bog‗liq. Interferensiya maydoni orqali o‗tgan to‗la oqim shu maydon yuziga va, demak, 2 φburchakka proporsionaldir. Interferension maydonda interferensiya tufayli yoritilganlik taqsimoti o‗zgaradi, ya‘ni interferension polosalar hosil bo‗ladi.
S dan chiqib interferometrning har bir tarmog‗i orqali M ga kelayotgan mos nurlar orasidagi 2ω burchak M nuqtadagi interferension effektni aniqlovchi nurlarning yoyilish burchagidan iborat. Amalda bu burchak interferension maydonning har qanday boshqa nuqtasi uchun ham o‗shanday qiymatga ega bo‗ladi. Bu burchakni biz interferensiya aperturasi deb ataymiz. Interferensiya maydonida unga 2 ω nurlar uchrashish burchagi mos bo‗lib, uning kattaligi 2 ω burchakka tasvirlar yasash qoidalari orqali bog‗langan. Ekrangacha bo‗lgan masofa
o‗zgarmaganda 2 ω qancha katta bo‗lsa, 2 ω shuncha katta bo‗ladi.
Interferensiya aperturasining 2 ω kattaligi manbaning ruxsat etilgan
o‗lchamlariga ko‗p bog‗liq. Nazariya va tajribaning ko‗rsatishicha, interferensiya aperturasi ortishi bilan manba kengligining ruxsat etilgan o‗lchamlari, ya‘ni hali aniq interferension manzara ko‗rinadigan holdagi o‗lchamlari kamayadi.Biye interferometrining asosiy xususiyatlari har qanday interferension sxemada takrorlanadi.
cheksiz uzoqdagi ekran holi uchun ustma – ust
t ushuvchi dastalar aperturasi; ekranning markaziy M nuqtasi
uchun interferensiya aperturasi. Frenelning biko‘zgulari. S ning S1
va S2 mavhum tasvirlari kogerent to‗lqinlar manbalari bo‗ladi Ko‗zgular orasidagi α burchak qancha kichik bo‗lsa, S1 S2 =2l masofa shuncha kichikroq va, binobarin, interferension manzara shuncha yirikroq bo‗ladi. Interferensiyalashuvchi dastalar hali qisman
ustma-ust tushaoladigan maksimal fazoviy burchakni
s hartdan topiluvchi burchak aniqlaydi. Bunda ekran yetarlicha uzoqda joylashgan bo‗lishi kerak. Qaytish qonunlariga asosan, 2 φ =2 α , bu yerda α - ko‗zgular orasidagi burchak. Shunday qilib, ustma-ust tushuvchi dastalar aperturasi 2α dan katta bo‗la
olmaydi. Chekli masofada joylashgan ekran uchun
interferensiya aperturasi ham, ya‘ni qaytgandan so‗ng ancha uzoqdagi ekranning biror nuqtasida uchrashib, interferensiyalashuvchi nurlar jufti orasidagi burchak ham 2 qiymatga ega bo‗ladi. 7.2 – rasmda S1S2 dan chekli masofada joylashgan ekran maydonining markaziy M nuqtasi uchun interferensiya aperturasi ko’rsatilgan.
Shunday qilib, Frenel biko‗zgularidan ustma-ust tushuvchi dastalar
aperturasi ham (bu apertura interferensiyalashuvchi oqimlarning fazoviy burchagini aniqlaydi), interferensiya aperturasi ham bir xil qiymatga ega bo‗lib, ko‗zgular orasidagi ( burchak kattaligiga bog‗liq. Bu aytilganlarga asosan, Frenel biko‗zgulari katta o‗lchovli intereferension manzara hosil qila olmasligi va bu
qurilma demonstratsiya uchun uncha yaroqli emas ekanligi kelib chiqadi. Bundan tashqari, yetarlicha keng interferension polosala r hosil qilish uchun ish vaqtida ko‗zgular orasidagi burchakning qiymatlari kichik bo‗lishi kerak, ayni vaqtda ko‗zgular birikkan joyda pog‗onacha hosil bo‗lib qolmasligini kuzatib borish kerak, aks holda pog‗onacha qo‗shimcha yo‗l farqi hosil qiladi. Yuqorida keltirilgan usullardan tashqari ham interferensiya olishning juda ko‗p usullari mavjud.
Bu interferometr qalinligi d bir xil bo‗lgan ikkita yassi shisha plastinkadan iborat. Yorug‗lik birinchi plastinkaga tushib qisman qaytadi va qisman plastinkada sinib uning ikkinchi sirtidan qaytadi. Nurlar yo‗li chizmada ko‗rsatilgan. A nuqtada nurlarning ajralishidan yo‗llar farqi hosil bo‗ladi:
burchak qancha kichik bo‗lsa, qo‗shni maksimumlar bir-biridan shuncha uzoqroq bo‗ladi. Birorta nurning tarqalish sharti o‗zgarsa, interferension manzara buziladi. Birorta nurning yo‗liga gaz bilan tuldirilgan K kyuvetani joylashtirib, uning sindirish ko‗rsatgichini aniqlash mumkin. Kyuvetadagi bosimni o‗zgartirib, sindirish ko‗rsatgichiga bosimning ta‘sirini (yoki temperaturaning ta‘sirini)
o ‗rganish mumkin. Agar bo‗lsa yoritilganlik maksimum,
bo‗lsa
minimum bo‗ladi. Hosil qilingan interferension yo‗llar teng og‗ishga tegishlidir.
Nurlar birinchi plastinkadan ikkinchisiga o‗tishda ko‗proq ajralishi uchun
p lastinkalar qalin qilib yasaladi.
Xulosa
Yorug’lik tаbiyatini, sochilish vа tаrqаlish qonuniyatlаrini vа moddа bilаn o’zаro tаosirini o’rgаnаdigаn fizikаning bo’limigа optikа deyilаdi.
Yorug’likning tаbiаti vа uning tаrqаlish qonunlаri xаqidаgi mаsаlа Bilаn qаdimgi grek fаylаsuflаri shug’ullаngаn. Ermizdаn 300 yil oldin Evklid o’zining «Optikа» risolаsidа yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylаb tаrqаlish vа qаytish qonunini keltirаdi. Nukretsiy «Jismlаr tаbiаti» аsаridа yorug’lik nurlаnuvchi jismlаrdаn chiqishini bаyon qilаdi. Lekin grek fаylаsuflаri yorug’likning sinish qonunini to’g’ri tаqin qilаolmаdilаr. Ptolemey yorug’likning tushish vа sinish burchаklаrining nisbаti o’zgаrmаs (α/β=const) deb ko’rsаtdi. Lekin bundаy munosаbаt kаtа tushush burchаklаridа bаjаrilmаydi. Keyinchаlik аrаb olimi Аlgazen XI-аsrdа yorug’likning tushish burchаgi bilаn sinish burchаklаri orаsidа proportsionаllik yo’qligini, tushgаn, singаn nurlаr vа nurning tushish nuqtаsigа o’tkаzilgаn normаl bir tekislikdа yotishini ko’rsаtib berаdi.
XVII-аsrning boshidа mikroskop vа durbin kаshf etildi vа ulаr turmushdа keng qo’llаnilа boshlаdi. Bu optik аsboblаrni tаkomilаshtirishning zаrurligi yorug’liknig qаytish vа sinishi hаqidаgi tаolimotning rivojlаntirishni tаlаb qilаdi. 1321 yildа gollаnd fizigi Sinellius yorug’likni bir muhitdаn ikkinchi muhitgа o’tgаndа sinishini miqdorаn tekshirаdi, lekin sinish qonuni sin/ sin=const ko’rinishdа yozilishi Dekаrtgа tegishli. Dekаrt sinish qonunini korpuskulyar nаzаriya bilаn tushuntirishgа hаrаkаt qildi. XVII-аsrning oxirigа kelib ko’p аsrlik tаjribа vа yorug’lik xаqidаgi tаsаvvurlаrni rivojlаnishi nаtijаsidа I.Nyuton tomonidаn yorug’likning korpuskulyar nаzаriyasi R. Guk vа X.Gyugenslаr tomonidаn to’lqin nаzаriyasi yarаtildi. Korpuskulyar nаzаriyagа ko’rа yorug’lik nurlаnuvchi jismlаrdаn chiquvchi vа to’g’ri chiziqli trаektoriya bo’ylаb tаrqаluvchi zаrrаchаlаr oqimidаn iborаt. Nyuton yorug’lik korpuskulаlаrigа hаm o’zi yarаtgаn mexаnikа qonunlаrini tаdbiq etdi. Mаsаlаn yorug’likning qаytish qonunini huddi elаstik shаrlаrni аbsolyut qаttiq devordаn qаytishigа qiyoslаb tushuntirdi. Bundа shаrchа devorgа qаndаy burchаk ostidа urilsа, shundаy burchаk ostidа qаytаdi.
Dostları ilə paylaş: |