Optika” bo`limiga oid mavzularni o`qitishda pedagogik texnologiyalarda foydalanish usullari

 optika deyiladi va nurlanishlar spektriga optik spektr deyiladi.

YORUG’LIKNING TABIATI HAQIDA TO’LQIN VA KVANT TASAVVURLAR

Optikaning rivojlanish jarayonida Yorug’lik tabiati haqida ikki qarama-qarshi nazariya vujudga kelgan. Birinchi nazariyaga ko’ra, Yorug’lik tabiati to’lqin xarakterga ega. Bu sohada birinchi bo’lib Robert Guk, Xristian Gyuygens, Tomas YUng, Arago, Koshi, Frenel kabi olimlar ko’plab ish qildilar. Keyinchalik ularning ishlari ingliz olimi Maksvell tomonidan ishlab chikilgan elektromagnit nazariyaga asos bo’ldi va Yorug’likning elektromagnit nazariyasi yaratildi. Bu nazariyaga ko’ra Yorug’lik to’lqinlari ko’ndalang to’lqinlar bo’lib, elektr vektori va Yorug’likning tarqalish tezligi s o’zaro perpendikulyardir. Yorug’likning to’lqin nazariyasi asosida Yorug’lik interferensiyasi, Yorug’lik difraksiyasi, Yorug’likning qutblanishi bilan bog’langan barcha hodisalar to’g’ri tushuntiriladi.

Yorug’likning to’lqin nazariyasi bilan bir qatorda Yorug’likning kvant nazariyasi ham rivojlandi. Bu sohada I.Nyutonning g’oyalari va ishlari katta ahamiyatga ega. I.Nyuton o’zi kuzatgan Yorug’lik dispersiyasi va boshqa hodisalarni tushuntirishda Yorug’lik juda kichik zarralar — korpuskulalar oqimidan iborat degan g’oya asosida tushuntirgan edi. Bu nazariya keyinchalik yanada rivojlantirildi va u asosda XX asrda Yorug’likning foton yoki kvant nazariyasi yaratildi. Bu nazariyaga ko’ra Yorug’lik elementar zarralar — fotonlar oqimidan iborat deb qaraldi, absolyut qopa jism qonunlari fotoeffekt, Kompton effekti shu nazariya asosida tushuntirildi. Yorug’likning foton nazariyasi kvant mexanikasi asosida vujudga keldi. SHu sababli Yorug’likni foton nazariyasi yana Yorug’likning kvant nazariyasi deb ham ataladi.

YORUG’LIKNING TO’LQIN XOSSALARI. YORUG’LIK INTERFERENSIYASI

Oddiy sharoitlarda fazoda bir vaqtning o’zida juda ko’plab Yorug’lik to’lqinlari tarqaladi. Bu to’lqinlar har xil manbalardan chiqayotgan yoki har xil predmetlar yuzalaridan qaytayotgan va sochilayotgan bo’lishi mumkin. Kundalik hayotdagi tajribalardan bilamizki, juda ko’plab tarqalayotgan Yorug’lik to’lqinlari bir-biriga xalaqit bermay fazoda tarqaladi, shu sababli biz predmetlarni ko’rganda ularni o’zini bo’zilmagan holda ko’ramiz. Yorug’lik to’lqinlarini bunday tarqalishiga sabab sho’ki, Yorug’lik elektromagnit to’lqinlarning muhitga ta’siri shu muhitda boshqa elektr va magnit maydonlarning borligidan qat’iy nazar ro’y beradi. Bundan har xil elektromagnit to’lqinlarning elektr va magnit maydonlari bo’shlikda tarqalganda o’zlarini kuchlanganliklarini, harakat yo’nalishini va boshqa xarakteristikalarini o’zgartirmaydilar degan xulosaga kelamiz. Bu xaqikatda shunday ro’y beradi. Buni superpozitsiya prinsipi deb ataladi. Superpozitsiya prinsipi bajarilganda fazoda bir vaqtda tarqalayotgan elektromagnit to’lqinlarning ye va N kuchlanganliklari o’zaro algebraik ravishda qo’shiladilar, lekin ikki Yorug’lik to’lqinining tebranishlarining fazalar ayirmasi vaqt bo’yicha o’zgarmas bo’lsa, bu prinsip bajarilmaydi. Bu to’lqinlarni kogerent to’lqinlar deyiladi. Kogerent to’lqinlar qo’shilganda fazoning bir qismida Yorug’likni kuchayishi ya’ni maksimumi, boshqa qismlarida Yorug’likni susayishi, ya’ni minimumi kuzatiladi. Bunday hodisaga Yorug’lik to’lqinlarining interferensiyasi deyiladi. Yorug’lik interferensiyasi faqat kogerent Yorug’lik to’lqinlari qo’shilganda ro’y beradi.

Kogerent to’lqinlarni kogerent manbalar sochadi. Ammo tabiatdagi barcha Yorug’lik manbalari o’zaro kogerent bo’lmaydi. SHu sababli birinchi marta Yorug’lik interferensiyasini kuzatish uchun sun’iy usuldan foydalanganlar, ya’ni bir manbadan chiqayotgan Yorug’likni ko’zgu, linza yordamida yoki boshqa usulda ikkiga ajratib, so’ng uchrattirganlar. Bunday usuldan Frenel, YUng, Lloyf, Bete, R. Pol kabi olimlar foydalanganlar. Misol tariqasida YUng sxemasini ko’ramiz. T.YUng bir tirqishdan tarqalayotgan Yorug’lik yo’liga ikki tirqishli to’siq qo’ydi. Natijada to’siqdan so’ng Yorug’lik ikki mustaqil dasta sifatida tarqaladi. Bu ikki Yorug’lik bir manbadan chiqayotgan bo’lgani uchun o’zaro kogerent bo’ladi va ekranda interferensiya maksimumlari va minimumlari kuzatiladi. Agar ekranda uchrashayotgan ikki kogerent Yorug’lik to’lqinlarining optikaviy yo’llari farqi juft sonli to’lqin o’zunligiga teng bo’lsa

(2.1)

interferensiya maksimumi kuzatiladi. YOzilgan (2.1) shart interferensiya maksimumlari sharti deyiladi. Agar ekranda uchrashayotgan ikki kogerent Yorug’lik to’lqinlarining optikaviy yo’llari farqi toq sonli to’lqin o’zunligiga teng bo’lsa

Interferensiya minimumlari kuzatiladi. Yozilgan ifoda interferensiya minimumlari sharti deyiladi.

Interferensiya hodisasini hayotda biz uchratib turamiz. Masalan, suv yuzidagi yupqa yog’ yoki moy qatlamlariga Yorug’lik tushganda ularning tovlanishini ko’ramiz. Bu hodisaga optikada yupka plastinkalar rangi deb

nom berilgan. Bunday rangli tovlanishlar sovun pufaklarida juda yupqa neft pardalarida, eski shisha yoki metallar sirtida ham kuzatiladi. Agar yupqa shaffof plyonkani yoritsak, unda ham shunday hodisani ko’ramiz. Buning sababi shundaki, Yorug’lik yupqa plastinkaning ikki sirtidan qaytganda Yorug’lik to’lqini ikki kogerent dastani vujudga keltiradi. Bu dastalar o’zaro uchrashib interferensiyani beradi. Bunda hosil bo’lgan interferension manzaralar lokallangan manzaralar deyiladi. CHunki ular faqat parda sirtiga yaqin sohada kuzatiladi. Interferensiya hodisasi aniq o’lchashlarda, fizik tajribalarda, sanoatda, texnikada va yana juda ko’p sohalarda keng qo’llaniladi. Interferensiya hodisasiga asoslanib ishlovchi maxsus optik asboblar - interferometrlar yasalgan.

YORUG’LIK DIFRAKSIYASI

Yorug’likni fazoda tarqalishini kuzatib Yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi degan xulosaga kelamiz. Hakikatdan ham, biror teshikdan Yorug’lik o’tsa, u uzun nur konusini hosil qiladi. Agar shu teshikni yana kichraytirsak, u holda Yorug’lik teshikdan sfera bo’ylab tarqaluvchan bo’ladi. Bu hodisani birinchi bo’lib italyan olimi Grimaldi kuzatgan va uni Yorug’lik difraksiyasi deb atagan. Umuman, Yorug’lik difraksiyasi deb Yorug’likni tor teshiklardan va to’siq chetidan o’tganda to’g’ri chiziqli tarqalishining bo’zilishiga aytiladi. Gyuygens Yorug’likni tarqalish jarayonini tushuntirish uchun bir prinsipni bayon etdi. Bu prinsipni ma’nosi shunday: