Mavzu: magnit maydonida qutublanish tekisligini burilishi

1.Yorug’lik to’lqinlarining ko’ndalang to’lqin ekanligi.

Interferensiya va difraksiya hodisalarini o’rganishda yorug’lik to’lqinlari bo’ylama yoki ko’ndaloang to’lqinlar ekanligi to’g’risidagi masala ikkinchi darajali ahamiyatga ega edi.

Yorug’likning elektromagnetik nazariyasidan yorug’lik to’lqinlari ko’ndalang to’lqinlar ekanligi bevosita kelib chiqadi. Haqiqatan ham, qisqacha matematik ifodasi Maksvell nazariyasining tenglamalarida mujassamlashgan elektromagnetizm va elektromagnetik induksiya qonunlarining butun majmuasidan bunday xulosa kelib chiqadi: E elektr kuchlanganligi vaqt o’tishi bilan o’zgarganda E vektorga perpendikular ravishda yo’nalgan o’zgaruvchi H magnit maydoni paydo bo’ladi va aksincha. Bunday o’zgaruvchi elektromagnitik maydon fazoda qo’zg’almay turmay, balki E va H vektorlarga perpendikulyar bo’lgan chiziq bo’ylab yorug’lik tezligi bilan tarqalib, elektromagnitik to’lqinlar, jumladan yorug’lik to’lqinlari hosil qiladi. Shunday qilib, E, H va tolqin frontining v tarqalish tezligidan iborat uch vektor o’zaro perpendikulyar bo’lib, o’ng vint sistemasini hosil qiladi, ya’ni elektromagnitik to’lqin ko’ndalang to’lqindir.

Agar to’lqin frontining tarqalish yo’nalishi va vektorlardan birining, masalan, E ning yo’nalishi berilgan bo’lsa, boshqasining (H ning )yo’nalishi bir qiymatli aniqlanadi. Biroq o’zaro perpendikulyar bo’lgan E va H vektorlar to’lqin frontining tarqalish yo’nalishiga (yoki nurga) nisbatan ixtiyoriy vaziyatda joylashgan bo’lishi mumkin.

Har bir ayrim holda E va H vektorlar to’lqin normaliga nisbatan biror vaziyatda joylashadi va to’lqin normali (yoki nur) elektomagnitik to’lqinlarning simmetriya o’qi emas. Bunday asimmetriya ko’ndalang to’lqinlarga xos bo’lib, bo’ylama to’lqinlar hamisha tarqalish yo’nalishiga nisbatan simmetrikdir. Shunday qilib , nurga nisbatan asimmetriya ko’ndalang to’lqinni bo’ylama to’lqindan farq qiladigan belgilardan biridir. Yorug’lik to’lqinlarining ko’ndalang to’lqinlar ekanligi ularning elektromagnitik tabiati kashf etilishidan ancha oldin tajribada isbotlash uchun ayni mana shu belgidan foydalanilgan:yorug’likning elektromagnitik tabiatidan uning ko’ndalang to’lqin ekanligi o’z-o’zidan ko’rinib turibdi.

Asimmetriyani tajribada tekshirish quroli sifatida, ravshanki, o’z navbatida asimmetriya, xossasiga ega bo’lgan sistema xizmat qiladi. Yorug’lik nurini tadqiq etishga yaroqli bo’lgan bunday sistema kristall bo’lishi mumkin, uning atomlari fazoviy panjara tarzida shunday joylashganki, turli yo’nalishlarda kristallning xossalari turlichadidir (anizatropiya). Haqiqattan ham, yorug’lik to’lqinlarning ko’ndalang to’lqinlar ekanligi aniqlanishiga xizmat qilgan birinchi hodisa yorug’likning kristallardan o’tishi bo’ldi.

Island shpatining o’zidan o’tgan yorug’lik nurini ikkiga ajratib, sindirishini 1670-yilda Bartolin kashf qilgan edi. 1690-yilda Gyugens bu hodisani o’rganib, mana shu yo’l bilan hosil qilingan nurlarning har biri island shpatinining ikkinchi kristalidan o’tganda o’zini odatdagi nurlardan boshqacha tutishini topdi; kristallarning bir-biriga nisbatan tutgan vaziyatiga (orientatsiyasiga qarab nurlarning har biri ikkinchi kristallda ikki nurga ajraladi va bu nurlarning intensivligi har xil bo’ladi; kristallarning bir-biriga nisbatan tutgan vaziyatida nur ikkinchi kristallda faqat bitta bo’ladi (ikkinchisining intensivligi nolga tushib qoladi ). Gyugens o’zi kashf etgan hodisaning sababini ko’rsatib berolmadi. Nyuton (1704-yil) Gyugens kashfiyotini muhokama qila turib, bu yerda yorug’likning asosiy ( Nyuton ta’biri bilan aytganda, “azaliy” ) xossalari namoyon bo’lishiga va bu xossalar tufayli nur to’rt tomonga ega bo’lganday bo’lishiga e’tibor qildi; oqibatda bir juft tomonni tutashtiruvchi yo’nalish bunga perpendikulyar yo’nalish bilan bir xil emas. Shu tufayli Nyuton korpuskulalarini qutblarga ega bo’lgan magnitchalarga tashqi tomondan o’xshatdi, buning oqibatida esa magnitcha tomon ketgan yo’nalish bunga perpendikulyar yo’nalish bilan bir xil emas.

Shishadan qaytgan yorug’likda bunga o’xshagan xususiyatlar borligini kashf etgan Malyus (1808-y) bu xususiyatlarni ifodalash uchun qutblanish terminini Nyuton tasavvurlariga asoslanib olgan bo’lsa ehtimol.

Yorug’likning to’lqin tabiati kashf etilgandan keyin yorug’likning qutblanish hodisasi yanada sinchiklab o’rganildi. Frenel va Aragoning qutblanga nurlar interferensiyasiga oid tajribalari (1816-y). Yungning yorug’lik to’lqini ko’ndalang to’lqinlar bo’lsa kerak degan tahminni aytishga undadi. Frenel ham Yungdan behabar ravishda yorug’lik to’lqinlari ko’ndalang to’lqinlar bo’lsa kerak degan fikrni o’rtaga tashladi, bu fikrni ko’pgina muhim tajribalarda tasdiqladi va uni yorug’likning qutblanishi va kristallarda ikkiga ajralib sinish hodisalariga asoslanib izohladi.

Bunga aloqador bo’lgan qiyinchiliklar suyuqlik va gazlarda ko’ndalang tebranish va to’lqinlar bo’lmasligida edi. O’sha vaqtlarda qattiq jismlardagi elastik tebranishlar hali o’rganilgan emas edi. Frenelning ko’ndalang yorug’lik to’lqinlari to’g’risidagi ta’limoti elastik qattiq jismlarning xossalarini tadqiq etishga turtki berdi. Olingan bilimlarning optikaga tadbiq etilishi ko’pgina prinsipial qiyinchiliklarga sabab bo’ldi, bu qiyinchiliklar elastik muhit tebranishlarining mehanik qonunlari bilan optik hodisalarning tajribada ko’rinadigan qonunlarining mos kelmasligiga aloqadordir. Bu qiyinchiliklar yorug’likning elektromagnitik nazariyasi yaratilishi bilangina bartaraf qilindi. Biroq yorug’lik to’lqinining ko’ndalang to’lqin ekanligi to’grisida bizni qiziqtirayotgan masala uchun yorug’likning mexanik nazariyalari ko’p yordam qildi va ularning o’sha zamonda samarali bo’lganligiga hech shak-shubha yo’q.