3-laboratoriya ishi. OʻTgan va qaytgan oq yorugʻlikda n’yuton halqalari. Tajriba maqsadi

3-LABORATORIYA ISHI.
OʻTGAN VA QAYTGAN OQ YORUGʻLIKDA N’YUTON HALQALARI.
Tajriba maqsadi: Oʻtgan yorugʻlikdagi yorqin xalqalarni qaytgan nurdagi qoramtir xalqalar bilan qiyoslash. Interferension tasvirlarning oʻzaro bogʻliqligini yuqoriroq optik zichlikli muhitdan qaytishda yuz beradigan fazalarning keskin oʻzgarishi orqali tushuntirish. Bu ikki interferension tasvirning kontrastini qiyoslash.

Kerakli asbob va jihozlar: Nyuton xalqalari uchun shisha plastina (471 111) – 1ta, Nur sochgichlar (471 88) – 2ta, Hoshiyali linza f =+200 mm (460 04) – 2ta, Pretsezion optik stol, 1 m (460 32) – 1ta, Yuritkichlar, H = 60 mm/B=36 mm (460 353) – 5ta, Yuritkich, H = 60 mm/B=50 mm (460 351) – 1ta, Konsol richag 100 (460 356) – 1ta, Xona galogen lampasi 12 V, 50/90 W (450 64) – 1ta, Choʻgʻlanma lampa 12 V/90 W, (450 63) – 1ta, Transformator 2 … 12 V (521 25) – 1ta, Biriktiruvchi sim, 100 cm, (501 33) – 2ta.

Qisqacha nazariya: Suvdagi yupqa neft qatlamlaridagi. juda yupqa sovun pardalaridagi va yupqa havo qatlamlaridagi rangli hodisalar yorugʻlik toʻlqinlarining interferensiyasi sababli yuzaga keladi. Bugungi kunda yupqa qatlamlardagi yorugʻlikning interferension hodisalaridan shisha sirtidan akslanishlarni kamaytirish maqsadida foydalaniladi.
Nyuton xalqalari bir-biriga juda yaqin boʻlgan ikkita sindiruvchi sirtlardan yorugʻlikning qaytishi va sinishi natijasida yuzaga keladi. Mazkur tajribada Nyuton xalqalari egrilik radiusi katta boʻlgan va juda sust qavariq tomoni yassi shisha plastina bilan tutashgan yassi qavariq linza orqali generasiyalanadi. Agar bu birikma perpendikulyar tushayotgan parallel oq yorugʻlik bilan yoritilsa, ikki sirt tutashgan nuqta atrofida rangli shakldagi konsentrik xalqalar hosil boʻladi. Interferension xalqalar qaytgan yorugʻlikda ham, oʻtgan yorugʻlikda ham kuzatiladi. interferension xalqalar orasidagi masofa doimiy emas, chunki bitta tutashuvchi sirt egik.
14.2-rasmda d qalinlikli ponasimon havo qatlami orqali interferensiyaning ikki shisha sirtida yuzaga kelishi tasvirlangan: yorugʻlik toʻlqini W chap tarafdan linza L chegaraviy sirtiga tushadi va qisman qaytadi 𝑇₁. Qaytmagan qismi esa ponasimon havo qatlamidan 𝑇₂ otib, shisha plastina sirtidan qaytadi.

14.1-rasm. Yassi shisha plastina bilan egrilik radiusi katta boʻlgan yassi-qavariq linzaning sxematik tasviri. P: shisha plastina, L: yassi-qavariq linza R: egrilik radiusi, r: shisha plastina bilan linzaning tutashgan nuqtasigacha masofa.

14.2-rasm. Ponasimon havo qatlamida interferensiyani tushuntirish sxemasi. L: yassi-qavariq linza, P: shisha plastina, L va P oraliqda yorugʻlik nurining qaytishi va uzatilishi natijasida yuzaga keluvchi 𝑇₁ … 𝑇₅ toʻlqin qismlari, d: lnzaning shisha sirti bilan shisha plastina orasidagi masofa.
P oraliqdan qaytish yuqoriroq optik zichlikli muhitda yuz berganligi sababli, qisman qaytgan toʻlqin 𝑇₃ 𝑇₁ toʻlqindan farqli, fazaning sakrab oʻzgarishiga duchor boʻladi. (mos keluvchi qaytgan toʻlqin arqonning mahkamlangan ohirida)
Qaytmagan qism katta optik zichlikka ega boʻlgan shisha plastina orqali 𝑇₂ toʻlqin sifatida oʻtadi. 𝑇₃ toʻlqin esa L linzaga qaytadi va linzada fazasi sakrab oʻzgarishi bilan 𝑇₄ toʻlqin sifatida yana qaytadi. Qaytmagan qismi esa yuqoriroq optik zichlikka ega boʻlgan yana shisha plastina orqali, fazasi sakrab oʻzgarmasdan oʻtadi. Keyinchalik 𝑇₅ bilan belgilangan toʻlqin qismlari koʻp marotaba qaytishlar orqali yuzaga keladi.
Qaytgan yorugʻlikda interferensiya qisman toʻlqinlar 𝑇₁ va 𝑇₃ da kuzatiladi. 𝑇₁ bilan 𝑇₃ orasidagi yoʻllar farqi:
_{ } (14.1)
va qaytish hamda sinish orqali shaklangan interferension tasvir, qora markaz atrofidagi konsentrik qoramtir xalqalardan tashkil topadi, Destruktiv interferensiya yuzaga kelish sharti, agar yoʻllar farqi 𝜆 toʻlqin uzunligining yarmiga karrali boʻlsa bajariladi.

yoki
_{ } (14.2)
Oʻtgan yorugʻlikda 𝑇₂ bilan 𝑇₄ toʻlqinlarda interferensiya kuzatiladi. 𝑇₂ bilan 𝑇₄ orasidagi yoʻllar farqi dT
_{ } (14.3)
Agar oʻtgan yorugʻlikda Nyuton xalqalari kuzatilsa, interferension manzara qaytgan nurning interferensiyasiga qoʻshiladi. Oʻtgan yorugʻlikning doiralar toʻplami ravshanroq. Shuning uchun qora xalqalarning oʻrniga yorqin xalqalar oʻlchanadi. Yuqoriroq optik zichlikka ega boʻlgan muhitda ikki marta qaytgan toʻlqin qismi 𝑇₄, 𝑇₁ ning ikki faza sakrashini boshdan kechiradi va shunday qilib 𝑇₄ bilan 𝑇₂ ustma-ust tushganda, 𝑇₂ original toʻlqinlar seriyasi bilan fazasi mos keladi. Konstruktiv interferensiyaning yuzaga kelish sharti, dT yoʻllar farqi 𝜆 toʻlqin uzunligiga karrali boʻlsa, bajariladi.

yoki
_{ } (14.4)
Bu shart qaytgan yorugʻlikda destruktiv interferensiya uchun shartga (14.12) aynan mos keladi. Shuning uchun kuzatilayotgan interferension manzaralar qoʻshimchadir.
14.2-rasm boʻyicha 𝑇₁ va 𝑇₃ toʻlqin qismilarining amplitudalari deyarli teng, chunki ikkala toʻlqin qismlari ham bitta qaytish bilan generasiyalangan. 𝑇₄ toʻlqin ikkita qaytish orqali generasiyalangan, shu sababli u qaytishsiz generasiyalangan 𝑇₂ ga nisbatan ancha sust. Shuning uchun, kontrast, ya’ni yorqin xalqalar bilan qoramtir xalqalar intensivliklari orasidagi nisbiy farq qaytgan yorugʻlik holidagidan oʻtgan yorugʻlik holida ancha sust.
14.2-rasmga koʻra, (14.12) va (14.14) dagi d qalinlik qavariq linza bilan shisha plastina orasidagi tutashuv nuqtasi r masofasiga va qavariq linzaning egrilik radiusiga R bogʻliq. d qalinlikning kichik qiymatlari uchun biz quyidagiga ega boʻlamiz.
_{ } (14.5)
Qoʻshni N’yuton xalqalarining diametrlari

uchun (14.12) yoki (14.14) dan, mos ravishda (14.15) dan ham quyidagi munosabat olinadi:

Shunday qilib, agar linzaning egrilik radiusi R ma′lum boʻlsa, oq yorugʻlikning oʻrtacha toʻlqin uzunligi diametrlarni oʻlchash orqali aniqlanishi mumkin.