Microsoft Word lazer nuri doc

---

AMALIY MASHG`ULOT №5 
LAZER NURLARINING TO`LQIN UZUNLIGINI DIFRAKSION 
PANJARA YORDAMIDA ANIQLASH 
Ishdan maqsad: Gaz lazerining ishlash printsipi bilan tanishish. 
Yorug`likning to`lqin uzunligini difraktsion panjara 
yordamida aniqlashni o`rganish, yorug`likning to`lqin 
tabiatini isbotlash. 
Kerakli asboblar: Geliy-neon gaz lazeri, optikaviy kursicha, difraksion 
panjara, darajalash ekrani. 
 
NAZARIY QISM. 
Lazerlar - optik oraliqda ishlaydigan nurlanish kvant generatorlaridir 
(OKG). Ularning ishlash printsipini ko`rib chiqamiz.

---

 Ma'lumki, nurlanish modda bilan ta'sirlanish natijasida, modda atomlari 
fatonni yutib ichiki energiyasi yuqori bo`lgan uyg`ongan holatga o`tishi 
mumkin. Bu holat barqaror emas. Odatda atomlarning bu holatda yashash 
vakqi juda qisqa, ya'ni 10
-3
s. Uyg`ongan holatdagi atomlar qandaydir bir 
vaqtda o`z-o`zidan (spontan ravishda) fotonlarni nurlatib, energiyasi kichik 
bo`lgan holatga o`tadi (1-rasm). 
1-rasm 2-rasm 
Bunday nurlanishga spontan nurlanish deyiladi. Spontan nurlanish 
tasodifiy xarakterga ega. Shuning uchun bu nurlanish izotropdir (biror bir 
asosiy yo`nalishga ega emas), kogerent emas (har xil atomlar nurlatgan 
kvantlar har xil fazaga ega), va monoxromatik emas (har xil chastotalarni 
to`plamidan iborat). Bunday nurlanishni masalan, cho`glanma va gaz razryadli 
lampalari beradi. 
Atomlarning uyg`ongan holatdan kam uyg`ongan holatlarga o`tishi unga 
tushayotgan fotonlar ta'sirida ham yuzaga kelishi mumkin. Faqat buning 
uchun fotonning energiyasi shu o`tish energiyasiga teng bo`lishi lozim. Bunda 
bir vaqtda ikkita foton hosil bo`ladi; tushayotgan foton va atomni bir holatdan 
boshqa holatga o`tishi natijasida hosil bo`lgan fotonlardir (2-rasm). 
Tushayotgan foton bu holatda atomni uyg`ongan holatdan kam uyg`ongan 
holatga o`tishini indutsiyalaydi (majburlaydi). Shuning uchun bunday 
nurlanishlar indutsiyalangan yoki majburiy nurlanishlar deyiladi. Uyg`ongan 
atomni majburiy nurlanishi tashqi foton ta'sirida yuzaga kelibgina qolmay 
balki indutsiyalangan nurlanishning fotoni ta'sirida ham hosil bo`ladi. 

---

Uyg`ongan atomlarning soni etarli bo`lgandagi bu hodisa nurlanishni 
yopirib o`sishiga olib keladi. (3-rasm) 
3-rasm 
Kogerentlik, monoxromatiklik va aniq yo`nalishga ega bo`lishlik 
indutsiyalangan nurlanishning asosiy xossasidir. Bunga sabab (uyg`ongan 
atomga) tushayotgan kvant chastotasi, fazasi, impulsi va qutblanishi bir 
ekanligidir. Indutsiyalangan nurlanish - lazerlar ishlash printsipining fizikaviy 
asosini tashkil etadi. 
Indutsiyalangan o`tishlar ehtimolligi - tushayotgan kvantlar soni va 
uyg`ongan atomlar soni qancha ko`p bo`lsa shuncha katta bo`ladi. 
Tabiiy sharoitda moddada uyg`ongan holatdagi zarralarning soni, kam 
uyg`ongan holatdagidan kichik bo`ladi. Indutsiyalangan o`tishlar tufayli hosil 
bo`layotgan nurlanishni kuchaytirish uchun uyg`ongan holatdagi atomlar soni 
kam uyg`ongan holatdagidan katta bo`lishi kerak. 
Zarralar orasidagi bunday munosabat ba'zi moddalarda kuzatiladi. Bu 
moddalarda zarralarni shunday uyg`ongan holatlari mavjudki, ulardan kam 
uyg`ongan holatga yoki asosiy holatga o`z-o`zidan o`tish extimolligi juda 
kam. 
Atomni bunday holatda yashay oladigan vaqti katta (10
-3
s gacha) bo`ladi. 
Bunday energitik holatga mos keladigan satxlar metastabil satxlar deb ataladi. 
Uyg`otish protsessi ta'sirida bunday satxlardagi atomlarning soni ortib, yig`ila 
boshlaydi. Va natijada shunday holat yuzaga keladiki metastabil uyg`ongan 

---

satxdagi atomlarning soni, kam uyg`ongan satxdagi atomlar sonidan katta 
bo`lib ketadi. Bunday holatga satxda inversli to`planish deyiladi. Mana 
shunday moddalar lazerning aktiv (ishchi) muxitini tashkil etadi. Invers 
to`planish holatini hosil qilish uchun kerakli zarralarni ajratib olish yo`li 
(ajratish metodi), zarralarni yorug`lik (optik metodi) yoki elektr zaryadi (elektr 
metodi) yordamida uyg`otish usullari qullaniladi. 
Indutsiyalangan nurlanishning quvvatini oshirish uchun lazerlarda 
rezanatorlar ishlatiladi. Ular ikkita bir-biriga qaratilgan qaytaruvchi sirtlar 
bo`lib, OKG ning aktiv (ishchi) moddasi ularning orasida joylashadi. 
Rezanatorning qaytaruvchi sirti har xil shakllarda: yassi, sferik, parabolik 
bo`lishi mumkin. Ulardan biri yarim shaffof bo`ladi. Rezanator sirtlaridan 
qaytib, nurlanish OKG ning ishchi moddasidan ko`p marta o`tadi. Va har gal 
indutsiyalangan nurlanishni kuchaytiradi. Nurlanish ma'lum quvvatga etgach 
yarim shaffof qaytaruvchi sirtdan o`tib tashqariga chiqib ketadi. Hozirgi 
vaqtda lazerlarni ishchi moddasi sifatida turli materiallar qo`llaniladi: bu 
kristallar, aktivlashtirilgan shishalar, plastmassalar, gazlar, suyuqliklar, yarim 
o`tkazgichlardir. 
Ushbu laboratoriya ishida spektrning qizil qismida nurlanish beradigan 
geliy-neon lazeri qo`llaniladi. U geliy (1 mm.sm.ust.bosimi ostida) va neon 
(0,1 mm.sim.ust. bosimi ostida) gazlarning aralashmasi to`ldirilgan kvarts 
trubkasi T dan iborat. Trubkaning uchlariga yassi yoki sferek ko`zgular K 
o`rnatiladi. Ko`zgularning biri yarim shaffof bo`ladi. 
4-rasm 

---

Gaz razriyadi trubkaning tashqarisiga yoki ichkarisiga o`rnatilgan 
elektrodlar Э yordamida hosil qilinadi (4-rasm). Elektr razriyadi vaqtida neon 
atomlari elektronlar bilan ta'sirlashib energiyasi E
o
bo`lgan asosiy holatdan 
energiyasi E
2
bo`lgan metastabil holatga o`tadi. (5-rasm) 
5-rasm 
Neon atomlari E
2
energetik holatdan E
1
energitik holatga o`tganda 
spektirning qizil qismiga mos kelgan nurlanish hosil bo`ladi. Indutsiyalangan 
nurlanish yuzaga kelishi uchun neonning E
2
satxida E
1
satxiga nisbatan invers 
to`planish hosil qilish kerak. Lekin toza neonda satxlar orasida bunday 
munosabatning yuzaga kelishi juda qiyin. Chunki neonda E
2
metastabil 
energitik satxdan tashqari unga yaqin bo`lgan bir necha metastabil satxlar 
mavjud. Agar neon gaziga geliy gazini aralashtirilsa, gaz razryadi vaqtida 
geliy atomlari, energiyasi neonning E
2
satxining energiyasiga yaqin bo`lgan 
metastabil satxga o`tadi. Noelastik ta'sirlanish natijasida geliy atomlari o`z 
energiyasini neon atomlariga uzatadi va neon atomlari uyg`ongan E
2
holatga 
o`tadi. E
1
energitik holatdagi neon atomlari trubka devori bilan ta'sirlashib 
asosiy holatga o`tadi. Shu usul bilan bu holatdagi neon atomlarining soni 
kamayib turadi. Natijada geliy atomlari neon atomlarini E
2
satxida E
1
satxiga 
nisbatan statsionar invers to`planishni yuzaga keltiradi. Shunday qlib, bu 
lazerda neon atomlari ishchi, geliy atomlari esa yordamchi bo`ladi. Gaz 

---

lazerlari uzluksiz ishlaydigan lazerlarga kiradi. 
Kogerentlik, yuqori monoxromatiklik, aniq yo`nalishga va katta quvvatga 
ega bo`lishlik lazerning asosiy xossalaridan bo`lib, uning fan va texnikada 
keng qullanilishiga imkon beradi. 
Lazer nurlanishi modda bilan ta'sirlashganda tushgan joyini qizitadi va 
temperaturasini keskin oshiradi. Buning natijasida moddaning holatini 
o`zgarishi (erishi, bug`lanishi), zarb to`lqinlarining hosil bo`lishi va intensiv 
issiqlik almashinishi kuzatiladi. 
Bu xossalar lazer nurlanishining energiyasi yuqori bo`lgan ingichka ( 
mikro) nurga to`plash mumkinligi, hamda uni selektiv (tanlanib) yutilishi uni 
meditsinada keng qo`llanilishiga yo`l ochadi. 
Lazer nuri xirurgiyada to`qimalarni qonsiz kesishlarni bajarishda 
ishlatiladi, chunki uning ta'sirida kesilayotgan tuqimaning chetlari payvanlanib 
qolishi natijasida kapillyar qon ketishni oldi olinadi. Onkologiyada rak 
hujayralarini emirishda ishlatiladi (chunki lazer nuri ularda kuchli yutiladi). 
Oftalbmalogiyada lazer nuri o`rnidan ko`chgan ko`z to`r pardasini 
«payvandlashda» va glaukomani davolash uchun ko`z ichidagi suyuqlikni 
oqizib chiqarish uchun, sklerada mikroskopik teshiklar hosil qilishda 
ishlatiladi. 
Dermotologiyada gaz lazerining nurlanishidan terapevtik maqsadda 
qo`llaniladi. 
Lazer nurlanishining biologik to`qimalarga ta'sirining xususiyatlarini 
hisobga olib, u bilan ishlash jarayonida tajriba o`tkazuvchiga nurning 
tushishini bartaraf qilish lozim, (hattoki, biror buyumdan qaytganini ham). 
Ushbu laboratoriya ishida lazer nurlanishining to`lqin uzunligini aniqlash 
uchun difraktsion panjara qo`llaniladi. U bir-biridan bir xil masofada 
joylashgan bir xil tirqishlar sistemasidan iborat. Difraktsion panjara, bo`lish 

---

apparati yordamida kerakligicha parallel shtrixlar chizilgan, shisha plastinka 
ko`rinishida yasaladi. Shtrixlarga qora bo`yoq surtiladi. Natijada shtrixlar 
yorug`likni sochadi, ularning orasi yorug`lik uchun shaffof bo`lib panjaraning 
tirqishlari vazifasini o`taydi. 
Qo`shni tirkishlar markazlari orasidagi masofa d - panjara davri yoki 
doimiysi deyiladi. 
Gyuygens-Frenel printsipiga asosan har bir tirqish bir-birini 
interferentsiyalaydigan kogerent ikkilamchi to`lqinlarning manbai bo`lib 
hisoblanadi. Agar difraktsion panjaraga monoxramatik yorug`likning parallel 
nurlarini dastasi tushayotgan bo`lsa, L linzaning fokal tekisligida joylashadi. 
6-rasm 
E ekranda har xil tirqishlardan chiqayotgan yorug`likning 
interferentsiyalanishi natijasida hosil bo`ladigan difraktsion maksimum va 
minimumlar sistemasi kuzatiladi (6-rasm). 
Yorug`likning kuchayishi yoki susayishi har xil tirqishlarning mos 
nuqtalaridan kelayotgan nurlarning yo`llar farqiga bog`lik bo`ladi. Agar 
yo`llar farqi AC butun son to`lqin uzunliklariga karrali bo`lsa, u holda ekranda 
interferentsiya natijasida bosh maksimumlar paydo bo`ladi: 
Bu erda, n=0; ±1; ±2, ....- bosh maksimumlar tartibi, a - nurlarning 
difraktsiya burchagi 

---

=0 yo`nalishda nolinchi maksimum kuzatiladi (n=0). Bosh maksimumlar 
nolinchi maksimumga nisbatan simmetrik joylashadilar. Bosh 
maksimumlarning joylashish to`lqin uzunligi 
 ga bog`liq bo`ladi. Shuning 
uchun panjaradan nomonoxromatik yorug`lik nuri o`tkazilganda nolinchi 
maksimumdan boshqalari spektrga ajraladi va spektrning binafsha qismi 
nolinchi maksimum tomonida joylashadi. Nurlanish manbai sifatida geliy-
neonli lazerdan foydalanilganda ekranda qizil rangli qator difraktsion 
maksimumlar hosil bo`ladi. Sababi ushbu lazer spektrining qizil qismiga 
to`g`ri keladigan yorug`likni nurlantiradi. 
Tajriba o`tkazish qurilmasi optikaviy kursichadan iborat bo`lib, unga 
difraktsion panjara bilan shkalali ekran joylashtirilgan. Lazer-optikaviy
7-rasm 
kursichaning o`qi bo`ylab uning nuri difraktsion panjaraga perpendikulyar 
ravishda tushadigan qilib o`rnatiladi. Bu holda interferentsion maksimumlar 
shu o`qga nisbatan simmetrik joylashadi. 
Nurlanish to`lqin uzunligini (1) formuladan aniqlash mumkin 
Difraksion burchagi ot - kuyidagi ifodadan topiladi: 

---

bunda X - difraksion panjara bilan ekran orasidagi masofa, x
n
- tartiblari 
mos keladigan maksimumlar o’rtalari orasidagi masofa.