23-Ma’ruza Yorug’lik dispersiyasi va qutblanish

23-Ma’ruza
Yorug’lik dispersiyasi va qutblanish
Reja:

1. 
   Yorug‘lik dispersiyasi va uning klassik nazariyasi
   
2. 
   Yorug‘likning yutilishi va sochilishi.
   
3. 
   Yorug‘likning qutblanishi. Malyus qonuni. Qo‘sh nur sinishi.
   
4. 
   Qutblanish tekisligining burilishi.
   

Tyanch iboralar: dispersiya, yorug’lik yutilishi va sochilishi, qutblanish, polyarizator, analizator, Buger-Lambert qonuni, Malyus qonuni, qo’sh nur sinish, fotoeffekt
Adabiyotlar:A-1-6, 7,8,10, Q-1-3, 10,11,12,14

Yorug‘lik dispersiyasi
Moddaning optik xususiyatini yorug‘likning to‘lqin uzunligi yoki chastotasiga bog‘liq bo‘lishi yorug‘likning dispersiyasi deb ataladi.
Har bir moddada uning o‘lchov birligi sifatida, moddaning dispersiyasi, ya’ni vakuumdagi sindirish ko‘rsatkichidan yorug‘likning to‘lqin uzunligi bo‘yicha olingan xosila ishlatiladi. Ko‘p xollarda bu xosila qiymati manfiydir, ₀oshishi bilan sindirish ko‘rsatkichi qiymati kamayadi.

1 – rasm. Shisha(1), kvars(2) va flyuoritning(3) dispersiyasi

1 - rasmda shisha, kvars va flyuorit kabi tiniq moddalarning dispersiyasi keltirilgan. Bu xoldagi dispersiya – normal dispersiya deb ataladi.Agarda xosila musbat bo‘lsa, dispersiya-anomal deb ataladi. Anomal dispersiya berilgan muhitda, ayrim to‘lqin uzunlikdagi yorug‘likning yutilishi hisobiga kuzatiladi.

Normal dispersiyada sindirish ko‘rsatkichining to‘lqin uzunligiga bog‘liqligi Koshi tenglamasi bilan ifodalanadi
(23.1)
bu yerda n₀ – juda katta to‘lqin uzunligidagi sindirish ko‘rsatkichidir. n₀va аberilgan muhit uchun doimiy kattaliklardir.
Agarda uchburchakli prizmaning chap qirrasiga har xil to‘lqin uzunlikdagi oq yorug‘likning parallel nurlari tushsa, ular har xil sinib, har xil yo‘nalishda tarqaladilar (2 - rasm). Bu tarqalish ikkinchi qirradan o‘tganda kuchayadi. Prizmaning o‘ng tarafiga qo‘yilgan yassi ekranning xar xil joylariga har xil rangli nurlar tushib spektr xosil qiladi.
Uzunroq to‘lqinli nurlar (qizil nurlar) prizmadan kamroq og‘adi, qisqa to‘lqinli nurlar (xavo rangli) ko‘proq og‘adi.

2 – rasm. Uchburchakli prizmadagi yorug‘lik dispersiyasi
Yorug‘likning yutilishi va sochilishi
Jismga oq nur tushganda, u alohida uzunlikdagi to‘lqinlarni yutib, shu to‘lqin uzunligi atrofida sinish ko‘rsatkichini to‘lqin uzunligiga bog‘liq ravishda o‘sishini va anomal dispersiyani kuzatilishini ta’minlaydi (3- rasm).
Yorug‘likni yutuvchi jismdan o‘tgan nurlarni spektrga ajratsak, xar xil rangli fonda qorachiziqlar va yutilgan nurlar to‘lqin uzunligiga tegishli kengroq sohalar kuzatiladi. Bunday chiziqlar majmuasi jismning yutilish spektrini beradi.

3 – rasm. Jismning yutilish spektri
I jadallikdagi monoxromatik yorug‘lik dxqalinlikdagi yutuvchi qatlam sirtiga perpendikulyar ravishda tushayotgan bo‘lsin.
Qatlamning boshqa tarafidan yorug‘lik I - dIjadallik bilan chiqsin. Juda yupqa qatlam uchun jadallik kamayishi qatlam qalinligi va boshlang‘ich jadallikka to‘g‘ri proporsionaldir

Bu yerda . Agarda qatlam qalinligi dkatta bo‘lsa, uni yupqa qatlamlar majmuasi deb hisoblab, jadallik o‘zgarishniI₀dan Igacha, qalinlikni esa, 0 dan dgacha integrallaymiz
;
Natural logarifmdan oddiy sonlarga o‘tsak quyidagi ifodaga
yoki
ega bo‘lamiz. Bu Buger-Lambert qonuni deb ataladi.
Yorug‘lik to‘lqinlarining, muhit atomlari elektronlari bilan o‘zaro ta’sirlashuvida, elektronlar tebranma harakatga kelib yorug‘lik chiqaradilar. Tabiiy nurlarda tebranishlarning barcha yo‘nalishlari teng ehtimolli bo‘lganligi uchun, atomlar chiqarayotgan yorug‘lik barcha yo‘nalishlarda sochilishi mumkin. Agarda muhit atomlari birtekis taqsimlangan bo‘lsa, sochilgan nurlar kogerent bo‘ladilar va interferensiya tufayli bir-birini yo‘qqa chiqaradilar. Bu holda muhit optik jihatdan birjinsli bo‘lib, nurlarni sochmaydi.
Agarda, muhitda zarrachalar tartibsiz taqsimlansalar, u holda, ular sochgan yorug‘lik nokogerentdir va sochilish barcha taraflarda o‘rinli bo‘ladi. Ammo, amalda, ximiyaviy birjinsli bo‘lgan muhit molekulalari ham, issiqlik harakati va betartib xosil bo‘lgan quyuqlik yoki siyrakliklar hisobiga nur sochadilar.
Agarda, birjinsli bo‘lmagan quyuqlik yoki siyrakliklar o‘lchamlari to‘lqin uzunligiga nisbatan kichik bo‘lsa, u holda istalgan yo‘nalishdagi sochilgan yorug‘lik jadalligi tushayotgan to‘lqin uzunligiga quyidagicha bog‘langan bo‘ladi (Reley qonuni): (23.2)
Atmosfera havosi zarrachalarining hajmlari kichik bo‘lganda quyosh nurining qisqa to‘lqinlarini (binafsha, ko‘k va yashil) jadal sochadi va nurning katta to‘lqinlarini (qizil, sariq) yomon sochadi. Shu sababli, havoning rangi yuqori qatlamda, yashil yoki ko‘k rangda (havorangda) bo‘ladi.