Suallarının cavabları. Optikanınəsasqanunları: işığın düz xətli yayılması qanunu. İşıq
Yüklə 1,74 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 24. Süni anizatropluq. Kerr effekti
- Şəkil 64
|
23. İşığın ikiqat sınması
İkiqat (qoşa) sınmanı təbii kristal olan islandiya şpatında daha yaxşı müşahidə etmək olar. Təcrübə göstərir ki, islandiya şpatı üzərinə təbii işıq şüası saldıqda onun daxilində bu şüa bir- birindən aralı iki müxtəlif şüa şəklində yayılır. Həmin hadisə ikiqat şüasınma adlanır. İkiləşmiş həmin şüalardan biri (a) işığın sınma qanununa tabe olur (şəkil 64). Şüa kristal səthtnə düşdükdə də həmin hadisə baş verir (şəki 65). İşığın sınma qanununa tabe olan şüaya adi, tabe olmayan şüaya isə qeyri-adi şüa deyilir. Adi şüa halında n a düşmə bucağından kəskin asılı olmadığı halda qeyri-adi (n q/a ) düşmə bucağından kəskin asılıdır. Adi şüanın kristal daxilində bütün istiqamətlərdə sürəti elə ona görə də sındırma əmsalı eyni olduğu halda, qeyri-adi şüanın müxtəlif istiqamətlərdə sürəti müxtəlif olur. Kristal O e
daxilində yalnız iki istiqamətdə ikiqat şüasınma baş vermirsə, bu istiqamətlərə kristalın optik oxları deyilir. Bu cür kristallar ikioxlu kristallardır. Bəzi kristallarda hər iki ox bir-birinin üzərinə düşür.
Həmin kristallar biroxlu kristallar adlanır. Kristalın optik oxları yerləşmiş müstəviyə baş kəsik müstəvisi deyilir. Adi şüa baş kəsik müstəvisinə perpendikulyar müstəvidə polyarlaşır. Deməli, adi süanın rəqsləri optik oxa perpendikulyar olduğu halda, qeyri-adi şüanın rəqsləri optik oxa paralel olur. Turmalin kristalında adi şüa qeyri-adi şüaya nisbətən çox udulur. Ona görə də turmalin kristalların 1 mm qalınlığında adi şüa tamamilə udulur, kristaldan keçən təbii şüadan qeyri-adi şüa qalır. Turmalin lövhəsinin bu xassəsindən istifadə edərək onu polyarizator kimi işlədirlər. Bu xassəsi ilə polyaroid turmalin kristalına oxşayır. Polyaroid şəffaf təbəqə üzərində düzülmüş kerapatit kristallardan hazırlanır. Belə polyaroid həm polyarizator, həm də analizator kimi işlədilir. Belə polyarlaşdırıcıdan biri də Nikol prizmasıdır.
Yüksək keyfiyyətli polyarizator Nikol prizmasıdır. Nikolun iş prinsipi island şpatında qoşaşüasındırma hadisəsinə əsaslanır. Bütöv kristaldan prizma kəsilir, o iki yerə bölünür və sındırma əmsalı n 0
olan kanada balzamı ilə yenidən bir-birinə yapışdırılır. Kanada balzamının sındır-ma əmsalı (1.550), adi şüanın sindirma əmsalı (1.64), qeyri-adi şüanın sındırma əmsalı (1.49) olduğundan, balzam üzərinə düşən adi şüa tam daxili qayıtmaya məruz qalır və prizmadan kənara çıxır. Qeyri-adi şüa isə kristaldan keçir və müstəvi polyarlaşmış işıq kimi istifadə olunur. Qeyri-adi şüa üçün balzanın sındırma əmsalı kiçik olduğundan həmin şüa nisbətən sınır və təxminən düşən S şüasının istiqamətində prizmadan çıxır. Nikol prizmasının yan səthləri qaralandığından adi şüa udulur və nəhayət təkcə qeyri-adi şüa qalmış olur. Belə bir prizmadan həm analizator, həm də polyarizator kimi istifadə etmək mümkündür. Əgər iki Nikol göturub onları təbii şüanın yolunda baş kəsik müstəviləri paralel olmaq şərtilə qoysaq, ekran üzərində işıqlanma, bas kəsiklərə perpendikulyar olduqda isə ekran uzərində qaranlıq alarıq. O şüası yapışma yerinə tam qayıtma bucağından böyuk bucaq altında düşdükcə tam qayıtmaya məruz qalır və prizmadan kənara çıxır. e-Şüası kristaldan keçir və müstəvi polyarlaşmış işıq kimi istifadə olunur.
Xarici təsirlər vasitəsilə izotrop mühitdə anizatropluq yaratmaqla da bu mühitdə ikiqatsınma hadisəsi yaratmaq
E
A K a q/a Şəkil 64
A S O B e Şəkil 66 olar. Cisimlərdə elektrik sahəsinin təsirilə əmələ gələn anizatropluq süni anizatropluqdur. Süni anizatropluq yalnız mexaniki təsir nəticəsində deyil, elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində də baş verir. Elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində süni anizatropluğun yaranması hadisəsini 1875-ci ildə müşahidə edən Kerr olmuşdur. Eiektrik sahəsində ikiqatsınma ilk dəfə yüklənmiş kondensatorun lövhələri arasında yerləşdirilən bərk dielektriklərdə aşkara çıxarılmışdır. Sonralar (1930-cu ildə) elektrik sahəsinin təsiri ilə ikiqatsınma qazlarda da tapıldı. Əgər şüşə lövhə göturub onu məngənə ilə sıxsaq, görüş sahəsi işıqlanar. Buna səbəb mexaniki gərginlikdir. Anizatropiya zamanı ikiqatşüasınma hadisəsini adi və qeyri-adi şüaların sındırma əmsalları arasındakı fərq xarakterizə edir. Təcrubə göstərir ki, n a –n q/a =k·P
Burada P – mexaniki gərginlikdir. k–cismin növundən asılı olan mütənasiblik əmsalıdır. Həmin hadisədən mexaniki gərginliyin paylanmasını tədqiq etmək üçün istifadə edilir. Kerr təcrubəsi mahiyyət etibarilə aşağıdakından ibarətdir. Baş kəsikləri perpendikluyar olmaq şərtilə qoyulmuş nikollar arasında kondensator yerləşdirilmişdir (şəkil 67). Elektrik sahəsi olmadıqda göruş sahəsi qaranlıq olursa, sahə yaradan andan 10 -8 –10 -10 san
sonra görüş sahəsi işıqlanır. Elektrik sahəsi kondensator lövhələri arasında olan maddənin atom və molekullarına təsir edərək anizatropluq yaradır. Bunun nəticəsində polyarizatordan çıxmış şüalar ikiqat sınaraq analizatora daxil olduqda interferensiya etmiş olur. Kerr təcrübə əsasında müəyyən etmişdir ki, ikiqat şüa sınması zamanı adi və qeyri-adi şüaların sındırma əmsalları arasındakı fərq belə olur:
–n q/a =kE
2 .
Şəkil 67
2 və ya ) ( 2 / a q a n n l . Burada l – işığın maddə daxilindəki (elektrik sahəsində) yoludur. Kerr effektini izah edən Lanjevan olmuşdur.
Müstəvi polyarlaşmış işıq bəzi maddələrdən keçdikdə polyarlaşma müstəvisinin fırlanması baş verir. Bu cür maddələr optik aktiv maddələr adlanır.
– +
Çarpazlaşdırılmış polyarizator (P) və analizator (A) (aa pp) mənbədən gözə işıq buraxmır. Əgər onlar arasında optik aktiv maddə (k) qoyulsa, görmə sahəsinin işıqlan-ması baş verir. Əgər analizator hər hansı bucağı qədər döndərilsə işıq yenidən sönər. Deməli maddədən çıxdıqda işıq müstəvi polyarlaşmış qalır, lakin onun işıq vektorunun rəqs müstəvisi bucağı qədər dönmüş olur: = d (5.2) –fırlanma sabiti, d–təbəqənin qalınlığıdır. Ən böyük optik aktivliyə maye kristallar malikdir: a = 18000 dər/mm.Əgər optik aktiv maddə məhluldadırsa onda, =[ ]cd (5.3) olur.
3 ) istifadə olunur. [ ]–xüsusi fırlanma adlanır. -in dalğa uzunluğundan asılı fırlanma dispersiyası adlanır və hər bir maddə üçün bu asılılıq məxsusidir. Maddələrin optik aktivliyi onun molekullarının spiralvarı strukturu ilə əlaqələndirilir. Kvarsın polyarlaşma müstəvisinin firlatmasını tədqiq edən Bio olmuşdur. Bu haqda Bionun 3 qanunu vardır: 1. Polyarlaşma müstəvisinin fırladılması kvarsın qalınlığı ilə düz mütənasibdir. 2. Polyarlaşma müstəvisini sağa və sola fırladan bir neçə Kvars lövhənin birlikdə fırlatması onların ayrılıqda fırlatmalarının cəbri cəminə bərabərdir. 3. Kvarsın polyarlaşma müstəvisini fırlatması təxminən dalğa uzunluğunun kvadratı ilə (1/
) tərs mütənasibdir. Məsələn, 1 mm qalınlıqda olan kvars lövhə qırmızı şüaların polyarlaşma müstəvisini 50° fırladır. Polyarlaşma müstəvisinin fırladılmasını ilk dəfə izah edən Frenelə olmuşdur. Frenele görə polyarlaşmış şüa optik aktiv maddə içərisində optik ox istiqamətində yayılarkən iki şüaya, dairəvi polyarlaşmış şüalara ayrılır.Bu şüalar optik aktiv maddə daxilində müxtəlif sürətlə yayıldığından maddədən çıxarkən toplandıqda rəqs müstəvisini dəyişdirmiş olur.Bu da polyarlaşma müstəvisinin dəyişməsi deməkdir. Faradey təcrübədə optik-aktiv olmayan maddələrin maqnit sahəsində optik-aktiv maddəyə çevrilməsini müsahidə etmişdir. Tədqiq edilən maddə elektromaqnit qütbləri arasında polyarizatorla analizator arasında yerləşdirilir. Bu halda analizatorla polyarizatorun baş kəsik müstəviləri perpendikulyar olarsa, analizatorun görüş sahəsi qaranlıq olacaqdır. Əgər bu vəziyyətdə maqnit sahəsi yaratsaq, görüş sahəsinin işıqlandığını görərik. Buna səbəb maqnit sahəsi tərəfindən polyarlaşma müstəvisinin fırladılmasıdır. Bu hadisəni qanun şəklində verən Verde olmuşdur. Verde qanununa görə polyarlaşma müstəvisinin fırladılması = vHlcos . Burada H–maqnit sahəsinin intensivliyi, l–maddə daxilində şüanın yolu, –şüa ilə maqnit qüvvə xətləri arasında əmələ gələn bucaq, v–isə Verde əmsalıdır. Verde əmsalının dalğa uzunluğundan asılılığını verən Bio olmuşdur. Bio qanununa görə: S N
N 2 C K Şəkil 68. 4 2 B A v . Burada A və B – maddənin növündən asılı olan kəmiyyətlərdir. Ferromaqnit maddələrin polyarlaşma müstəvisini fırlatması çox böyükdür. Məsələn, 5.5·10 -7
sm qalınlığında dəmir təbəqəsi intensivliyi 15000 ersted olan maqnit sahəsində polyarlaşma müstəvisini 1°48' fırladır. Bunu lsm qalınlıqda dəmir təbəqə üçün hesablasaq 200000°-yə yaxın bir ədəd verər. Yüklə 1,74 Mb. Dostları ilə paylaş:
|