Yorug`likning to`lqin tabiatini isbotlovchi hodisalar

Tabiiy va qutblangan nurlar

Tabiiy yorug‘lik manbaidan tarqalayotgan yorug‘lik qutblanmagan bo‘ladi, ya’ni barcha yo‘nalishlarda tebranishlar mavjud bo‘ladi. Tabiiy yorug‘lik nurini sindirish ko‘rsatkichi n₁ va n₂ bo‘lgan ikki muhitning yondashish chegarasidan o‘tishini qaraylik.
U qisman qaytadi (1) va qisman sinadi (1). Tajribalar 1 va 1 nurlar qisman qutblangan ekanliklarini ko‘rsatdi. Lekin 1 va 1 nurlar o‘zaro perpendikulyar bo‘lgan holda qaytuvchi nur to‘la qutblangan bo‘lib, uning tebranishlari tushish tekisligiga perpendikulyar bo‘lgan tekislikda sodir bo‘ladi (Bu tekislik rasmda nuqtalar yordamida ko‘rsatilgan). Singan nur esa qisman qutblangan bo‘ladi (2.1-rasm).

Geometrik optika qonunlariga asosan, ikkinchi muhitning birinchi muhitga nisbatan sindirish ko‘rsatkichi n₂₁ qiymati tushish burchagi sinish burchagi sinusiga nisbati bilan aniqlanadi.
(2.1)



2.1.-rasm

Ushbu 2.1-rasmdan foydalanib Bryuster hodisasini tushunishga harakat qilamiz. Bryuster burchagi qaytgan nurning singan nurga nisbatan perpendikulyarlik shartidan aniqlanadi:

Bundan (2.1) ni quyidagicha yozamiz:
(2.1)
(2.2)
bu yerda n – dielektrikning sindirish ko‘rsatgichi. Bryuster hodisasining o‘zi yorug‘likning ko‘ndalang to‘lqinligini isbotlash uchun yetarli hisoblanadi.
Bu munosabatni 1815-yilda Bryuster topgan va u Bryuster qonuni deb ataladi, burchak esa Bryuster burchagi (yoki to‘la qutblanish burchagi) deb yuritiladi.[7]
Masalan, shisha uchun (n=1,53) Bryuster burchagi 56˚ ga yaqin. Boshqacha qilib aytganda tabiiy yorug‘lik nuri shisha plastinkaga 56˚ burchak hosil qilib tushurilsa qaytgan nur tushish tekisligiga perpendikulyar yo‘nalishda to‘la qutblangan bo‘ladi.
Bryuster qonunining fizik mohiyatini batafsilroq tushunaylik. Yorug‘likning qaytishi va sinishi ikki dielektrik chegarasida emas, balki vakuum bilan dielektrik chegarasida ro‘y berayotgan holda qaraylik. Tushayotgan yorug‘lik elektr maydoni ta’sirida dielektrik tarkibidagi elektronlar tebranma harakatga keladi. Tebranuvchi elektronlar o‘z navbatida ikkilamchi kogerent to‘lqinlarni nurlantiradi. Ikkilamchi to‘lqinlar birlamchi to‘lqinlar bilan kogerentdir. Bu to‘lqinlar o‘zaro interferensiyalashishi tufayli qaytgan va singan nurlarning yo‘nalishlaridan tashqari barcha yo‘nalishlardagi tebranishlar so‘nadi. Elektron nazariya qaytgan va singan nurlarning tabiatini shu tarzda tushuntiradi. Ko‘p kristallarda yorug‘likning yutilishi yorug‘lik to‘lqini elektr va magnit vektorining yo‘nalishiga bog‘liq bo‘ladi. Bu hodisa dixroizm deb ataladi. Bunday xossaga Malyus tajribasida ishlatilgan turmalin kristali ega. Biror qalinlikdagi turmalin kristaliga o‘zaro perpendikulyar qutblangan yorug‘likni (masalan, Е_х) to‘la yutadi va qisman (Е_у) to‘lqinni o‘tkazadi. Elektr vektori tebranishi o‘tadigan yo‘nalish plastinkaning ruxsat etilgan yo‘nalishi deb ataladi. Turmalin kristali chiziqli qutblangan yorug‘lik olish uchun qutblovchi polyarizator va yorug‘likni qutblanganligini tekshirish uchun analizator sifatida ham ishlatiladi.
Hozirgi vaqtda sun’iy polyaroid plyonkalar keng ishlatilmoqda. Polyaroidlar mumkin bo‘lgan yo‘nalishdagi tebranishni to‘la o‘tkazib, perpendikulyar yo‘nalishdagi tebranishlarni butunlay o‘tkazmaydi. Polyaroidlarni ideal qutblovchi filtrlar deb hisoblash mumkin. Ikkita ketma-ket joylashtirilgan ideal polyaroidlardan (П₁ va П₂) tabiiy yorug‘likni o‘tishini qaraylik (2.2-rasm). Birinchi polyaroid qutblovchi vazifasini bajaradi. U tabiiy yorug‘likni chiziqli qutblangan yorug‘likka aylantiradi. Ikkinchi polyaroid o‘ziga tushgan nurni tahlil qiladi, analizator vazifasini bajaradi. [4]
Agar birinchi polyaroiddan o‘tgan chiziqli qutblangan yorug‘lik amplitudasini deb belgilasak, ikkinchi polyaroid o‘tkazgan to‘lqinning amplitudasi E = E₀ cos φ ga teng bo‘ladi. Bundan ko‘rinadiki ikkinchi polyaroiddan chiqqan chiziqli qutblangan yorug‘likning intensivligi quyidagiga teng bo‘ladi:
(2.3)

2.2 -rasm. Tabiiy yorug‘likni ikkita ideal polyaroiddan o‘tishi.
yу’ - o‘q polyaroidlarning o‘tkazish o‘qlari. yу’ - o‘qga parallel tebranishlar o‘tadi, perpendikulyar tebranishlar o‘tmaydi.

2.3-rasm. Yorug‘likning qutblanish modeli.

Yorug‘likning intensivligi amplituda kvadratiga proporsional bo‘lganligi uchun (2.3) munosabatni yoza olamiz. Bu ifoda Malyus qonunini ifodalaydi. Analizatordan o‘tgan yorug‘lik intensevligi analizator va polyarizatorning optik

o‘qlari orasidagi burchak kosinusining kvadratiga proporsionaldir. Malyus o‘zining qonunini yorug‘likni to‘lqin emas, balki korpuskulalar deb tasavvur qilish asosida chiqargan, keyinchalik Arago tomonidan o‘tkazilgan fotometrik o‘lchashlar Malyus qonunining to‘g‘riligini tasdiqladi.[9] Shunday qilib, yorug‘likning elektromagnit nazariyasi orqali vektorni tashkil etuvchilarga ajratib Malyus
qonunini to‘la tushuntirish mumkin (2.4-rasm)