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

 Yorug’lik to’lqini kelib tebratgan har bir nuqta o’z navbatida manba bo’lib elementar Yorug’lik to’lqinlarini tarqatadi. Gyuygens prinsipini kamchiligi shundaki, elementar to’lqinlarni qo’shganda ularni fazalarini hisobga olmaydi, holbuki bu to’lqinlarning fazalari har xil bo’ladi. Bu kamchilikni Frenel to’ldirdi va elementar to’lqinlarni fazalarini hisobga oldi. Natijada Gyuygens-Frenel prinsipi vujudga keldi, uni ma’nosi shunday: chegaralangan Yorug’lik to’lqinlari fronti tarqalganda hamma nuqtalardan chiqayotgan elementar to’lqinlar interferensiya natijasida bir-biri bilan qo’shilishib ketgan fazoning qismida qorong’ulik kuzatiladi.

Frenel Yorug’lik difraksiyasini tushuntirish uchun o’tayotgan to’lqin frontini elementar to’lqinlar manbai bo’lgan zonalarga ajratdi va ularning biror nuqtadagi ta’sirini ko’rib chiqdi. Optikada bu zonalarni Frenel zonalari deb ataladi. Frenel shu usul bilan Yorug’likni to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishini ham tushuntirdi. Difraksion hodisalar o’z xarakteriga qarab ikki sinfga bo’linadi. Birinchi sinfga kuzatuvchi nuqta ekran ( to’siq )dan ma’lum masofada joylashgan holdagi difraksion hodisalar kiradi. Bu xil difraksion hodisalar birinchi marta Frenel tomonidan o’rganilgan bo’lgani uchun Frenel difraksiyasi deyiladi. Ikkinchi sinfga ekran (to’siq) kuzatuvchi nuqtadan cheksiz masofada bo’lgan hol, ya’ni parallel nurlardagi difraksion hodisalar kiradi. Bu xil difraksion hodisalarni birinchi marta Fraungofer o’rgangan. SHu sababli bunday difraksiyalarni Fraungofer difraksiyasi deyiladi.

Frenel difraksiyasini doiraviy teshikdan Yorug’lik o’tganda ko’ramiz. Doiraviy teshikni Frenel zonalariga bo’lamiz. Masalan, doiraviy teshikda 3 ta zona joylashgan. A nuqtada difraksion manzarani kuzatamiz. Bunda umumiy qoida shunday: agar doiraviy teshikda juft zonalar joylashsa, A nuqtada ( markazda ) qorong’ulik bo’ladi. Agar doiraviy teshikda toq zonalar joylashsa, A nuqtada ( markazda ) Yorug’lik bo’ladi. Biz ko’rayotgan holda doiraviy teshikda 3ta zona joylashgani uchun A nuqtada Yorug’lik bo’ladi.

Difraksiya hodisasiga asoslanib maxsus asboblar yasalgan. SHunday qurilmalardan birini difraksion panjara deyiladi. Difraksion panjara deb, bir-biridan teng masofalarda turgan ko’p tirqishlardan tuzilgan asbobga aytiladi. Difraksion panjaradagi parallel joylashgan tirqishlardan Yorug’lik o’tganda Fraungofer difraksiyasi kuzatiladi. Difraksion panjaradagi bitta tirqishning eni b bo’lsa, ikki tirqish orasidagi to’siq eni a bo’lsa, ularning yig’indisiga difraksion panjara doimiysi yoki davri d deyiladi. Tirqishlar soni N va panjara doimiysi d o’zaro shunday bog’langan:

(3.1)

Ikki qo’shni tirqishdan o’tgan Yorug’lik to’lqinlarining o’zaro yo’l farqi

(3.2)

ga teng bo’lib, bu yerda - difraksiya burchagi .

Difraksion panjara uchun Yorug’likning kuchayishi, ya’ni maksimum sharti quyidagicha bo’ladi:

( ) (3.3)

Difraksion panjara uchun minimumlar sharti :

( ) (3.4)

(3.3) va (3.4) ifodalardagi lar mos ravishda maksimum va minimumlar tartibi. Difraksion panjara hosil qilgan manzarada yana qo’shimcha minimumlar va ular orasida ikkilamchi maksimumlar ham kuzatiladi.

YORUG’LIKNI QUTBLANISHI

Yorug’likning elektromagnit nazariyasiga ko’ra Yorug’lik to’lqinlari ko’ndalang to’lqinlardir. SHu sababli Yorug’lik to’lqinining elektr va magnit vektorlari nur yo’nalishiga nisbatan har xil orientatsiyada bo’lishi mumkin. Optikada bunday Yorug’likni tabiiy Yorug’lik deyiladi. Lekin Yorug’lik to’lqinida tebranishlar yo’nalishi biror tarzda tartiblangan bo’lishi ham mumkin. Bunday Yorug’likni qutblangan Yorug’lik deyiladi. Agar Yorug’lik vektorining tebranishlari faqat bitta tekislikda yuz berayotgan bo’lsa, bunday Yorug’likni yassi Yorug’lik deb ataladi. Bunda vektor tebranadigan tekislikni tebranish tekisligi deyiladi. Unga tik bo’lgan vektor tebranadigan tekislikka qutblanish tekisligi deyiladi. YAssi qutblangan Yorug’likni tabiiy Yorug’likdan qutblagich yoki polyarizatorlar deb ataluvchi asboblar yordamida hosil kilinadi. Qutblagichga, ya’ni polyarizatorga misol qilib maxsus qirqilgan turmalin kristalini ko’rsatish mumkin. Hosil kilingan qutblangan Yorug’likni analizatorlar deb ataluvchi asboblar yordamida tekshiriladi.

Ikki qutblovchi asbobdan o’tgan Yorug’lik intensivligi J, shu asboblar tekisliklari orasidagi burchakning kosinusi kvadratiga proporsional bo’ladi:

. (4.1)

Bu qonunni Malyus qonuni deyiladi.

Tajribalar shuni ko’rsatadiki, Yorug’lik qaytganda va singanda ham qutblanar ekan. Yorug’lik qaytganda shunday burchak bor-ki, uning uchun

(4.2)

bajarilsa, qaytgan Yorug’lik to’la qutblangan bo’ladi. Bu ifodada ikki muhitning nisbiy sindirish ko’rsatkichi. Bu qonunni Bryuster qonuni deyiladi. To’liq qutblanish burchagida qaytgan va singan nurlar o’zaro to’g’ri burchak tashqil etadilar.

Bryuster qonuni elektr tokini o’tkazuvchi metallardan Yorug’lik nur qaytganda bajarilmaydi. Buqonun Yorug’lik dielektriklardan qaytgandagina bajariladi.

GEOMETRIK OPTIKA TUSHUNCHALARI

Yorug’lik to’lqinlari tarqalganda Poyting vektori yo’nalishi bo’yicha tarqaladi. Bu yo’nalishni odatda Yorug’lik nuri deb ataladi. SHu Yorug’lik nuri haqidagi tushunchaga asoslanib ko’p optik hodisalarni ko’rib chiqish mumkin. Optikaning bu tushunchaga asoslangan bo’limi geometrik optika deyiladi. Geometrik optika prinsiplari asosida linzalar, ko’zgulardan to’zilgan optik asboblarda nurning yo’li matematik ravishda hisoblanadi. Misol sifatida yupqa linzada tasvirni yasash va uni fokus masofasini keltiramiz:

(5.1)

bu yerda F – fokus masofasi, a1 va a2 – optik markazdan buyumgacha va tasvirgacha bo’lgan masofalar.

Linzalar uchun linzaning