Geometrik optika asoslari

Geometrik optika asoslari
Reja:
1. Ferma prinsipi
Ferma prinsipi - geometrik optikannng asosiy prinsipi. Unga koʻra, yorugʻlik nuri fazodagi ikki nuqta orasida shunday yoʻl boʻyicha tarqaladiki, yorugʻlik bu yoʻlni oʻtishi uchun shu nuqtalarni tutashtiruvchi boshqa yoʻllarga nisbatan yoki eng kam, yoki eng koʻp, yoxud bir xil vaqt sarf qiladi. Ferma prinsipidan geometrik optikaning asosiy qonunlari: yorugʻlikning toʻgʻri chiziq boʻylab tarqalish qonuni, qaytish qonuni va sinish qonuni kelib chiqadi. Ferma prinsipini 1660-yilda P. Ferma taʼriflagan. Difraksiya hodisasini qisobga olish kerak boʻlgan hamma hollarda Ferma prinsipini qoʻllab boʻlmaydi.
Geometrik optikaning asosiy qonunlari. Yorug’lik tabiati haqidagi g’oyalarning rivojlanish tarixi. Nyuton va Gyuygensning g’oyalari. Maksvell va Lorentsning ko’rinishlari. Plank gipotezasi. Yorug’likning korpuskulyar-to’lqinli tabiati.
Fotometriya. Fotometrik kattaliklar (yorug’lik oqimi, yorug’lik intensivligi, yorqinlik, yorqinlik, yorug’lik). Fotometrik kattaliklarning yorug’lik va energiya birliklari o’rtasidagi bog’liqlik. Fotometrik kattaliklarni o’lchash usullari. Subyektiv va obyektiv fotometrlar.
Ferma tamoyilining matematik ifodasi. Ferma prinsipi natijasida yorug’likning bir jinsli muhitda to’g’ri chiziqli tarqalishi qonuni. Ko’zgu qonunining kelib chiqishi. Sinishi qonunining kelib chiqishi. Sferik sirtda yorug’likning sinishi. Nol Abbe invariant. Stigmatik tasvir. Sferik sirt o’choqlari. Lagranj-Gelmgolts teoremasi Markazlashtirilgan optik tizim. Ob’ektiv. Yupqa linza formulasi. Optik tizimlarning asosiy elementlari. Yorug’likning elektromagnit tabiati. Maksvell tenglamalari. Muhitdagi elektromagnit to’lqinning tezligi. Transvers elektromagnit to’lqin. Elektr va magnit maydonlar vektorlarining o’zaro perpendikulyarligi va faza ichidagi tebranishlari. Elektromagnit to’lqinning energiyasi. Ko’rsatuvchi vektor. Elektromagnit to’lqinning tarqalishi. Fazali va guruhli tezliklar. Rayleigh formulasi. Ikki bir hil shaffof dielektriklar chegarasida yorug’likning aks etishi va sinishi. Tushgan, aks ettirilgan va singan elektromagnit to’lqinlar uchun chegara shartlari. Ko’zgu va sinish qonunlarining kelib chiqishi. Fresnel formulalarini chiqarish. Fresnel formulalaridan olingan natijalar. Yoritilgan va singan to’lqinlarning qutblanishi. Yorug’lik to’lqinlari fazalarining nisbati. Oddiy tushish. Yoritilgan va singan yorug’likning intensivligi. umumiy ichki aks ettirish. To’liq ichki aks ettirish bilan elektromagnit energiyaning ikkinchi muhitga kirib borishi. To’liq ichki aks ettirish hodisasining qo’llanilishi. Refraktometr. Nur shovqini. Chiziqli optikaning superpozitsiyasi printsipi. Vibratsiyani qo’shish. Muvofiqlik. Interferentsiya. To’lqin shovqini. Interferentsiya chegaralarining kengligi. Vaqtinchalik muvofiqlik. Yorug’likning monoxromatik bo’lmasligining interferentsiya naqshiga ta’siri. Qisman kogerentlik. To’lqin jabhasini bo’lish yo’li bilan kogerent nurlarni olish usullari (Yang usuli, Frenel ikki oynasi, Frenel biprizmasi, Billet bilens, Lloyd oynasi, Linnik usuli).
Amplitudani bo’lish orqali kogerent nurlarni olish usullari. Teng nishabli egri chiziqlar (tekislik-parallel plastinkadan interferentsiya). Teng qalinlikdagi egri chiziqlar (o’zgaruvchan qalinlikdagi plastinkadan shovqin). Manba hajmining shovqinga ta’siri. Fazoviy muvofiqlik.
Nyuton halqalari. turgan yorug’lik to’lqinlari. Wiener tajribasi. Interferentsiyadan foydalanish. Optikaning yoritilishi. interferents oynalar. Ikki nurli interferometrlar. (Jamin interferometri, interferentsion refraktometr, Rojdestvenskiy interferometri, Mishelson interferometri). Ko’p nurli interferometrlar (Fabri-Perot interferometri, Lummer-Herke interferometri).
Nurning tarqalishi. Fresnel Diffraktsiyasi. Gyuygens-Fresnel Tamoyili. Fresnel Zonalari. Olingan amplitudani hisoblash. Fresnel zonalari sonining teshik radiusiga va manbaning o’zaro joylashuviga, teshikli ekranga va kuzatuv nuqtasiga bog’liqligi. To’lqin optikasidan geometrikaga o’tish. Zonal plastinka. Amplitudani grafik qo’shish usuli. Dumaloq tuynukdagi diffraktsiya, dumaloq to’siq va shaffof ekranning tekis chetida. Poisson Nuqta. Shaffof ekranning tekis chetida yorug’likning tarqalishi. Spiral Ildiz. Parallel nurlarda diffraktsiya. Fraunhoferning Diffraktsiyasi. Fraunhoferova bir bo’shliqdan ajralib chiqadi. Amplitudani qo’shishning grafik va analitik usuli. To’rtburchakli va yumaloq teshiklardan yorug’lik diffraktsiyasi. Ikki va undan ko’p yoriqlardan yorug’lik diffraktsiyasi.
Diffraktsion panjara. Zichlik taqsimoti. Diffraktsion panjara-spektral qurilma. Rayning Mezonlari. Uch o’lchamli panjara ustida diffraktsiya. Rentgen nurlarining diffraktsiyasi. Vulfning Formulasi Bragg.
Optik anizotropik muhitlar. Anizotropik muhitning dielektrik o’tkazuvchanligi. Anizotropik muhitda yorug’lik tarqalishining xususiyatlari. Er-xotin nurli sinishi. Oddiy va g’ayritabiiy nurlar. Birinchi va ikkinchi turdagi optik eksa. Bir eksenli kristallarda Guygensni qurish. Oddiy va g’ayritabiiy nurlarning tarqalishi tezligi. To’lqin yuzasi va normal yuzasi.
Nur polarizatsiyasi. Nur to’lqinlarining transversligi. Chiziqli polarizatsiyalangan yorug’lik. Malus qonuni ikki dielektrik chegarada aks ettirish va sinishi natijasida nurning polarizatsiyasi. Brewster Qonuni. Polarizatsiya asboblari. Nikolya Prizma. Elliptik va doira ichida polarizatsiyalangan nur. Polarizatsiyalangan nurning aralashuvi. Kompensatorlar.
Yorug’lik tarqalishi va singishi. Nurning tarqalishi. Oddiy farq. Anormal dispersiya. Elektron Varyans nazariyasi. Sinishi indeksini va yorug’lik assimilyatsiya koeffitsientini hisoblash. Osilatorning kuchi. Kvant dispersiyasi nazariyasi tushunchasi. Klassik nazariya nuqtai nazaridan nurni singdirish. Kvant nazariyasi nuqtai nazaridan nurni singdirish. Booger formulasining chiqishi. Yutilish darajasi. Yutilish koeffitsientining yorug’lik qizg’inligiga bog’liqligi.
Nurning tarqalishi. Bulutli muhitda nurni tarqatish. Rayleyning Formulasi. Tarqalgan nurning polarizatsiyasi.
Fotoo’prik, elektrooptik va magnitooptik hodisalar. Lineer elektro-optik ta’sir (Pokkelsning ta’siri). Kvadrat elektro-optik ta’sir (Kerr effekti). Kerr Koeffitsienti. Polarizatsiya tekisligining aylanishi. Optik faoliyat. Polarizatsiya tekisligining aylanish elementar nazariyasi. Polarizatsiya tekisligining magnit aylanishi. Faraday Ta’siri. Faradayning eritmalarda ta’siri.
Issiqlik radiatsiya. Jismlarning radiatsion va changni yutish qobiliyati mutlaqo qora tanadir. Kirchhoff Qonuni. Stefan-Boltzmanning Qonuni. Sharob Qonuni. Rayleigh Jinsi Qonuni. Ultraviyole falokat. Barning Formulasi. Optik pirometriya.
Nurning kvant tabiati. Plank gipotezasi va yorug’lik kvantasi tushunchasi. Eynshteyn tomonidan Plank formulasining xulosasi. Optik o’tish. Spontan va majburiy emissiya. Foto effekti. Foto effektlari qonunlari. Ichki foto effekti. Foto o’tkazuvchanlik. Ventil foto effekti. Dunyoning Compton tarqalishi. Luminesans. Luminesansning paydo bo’lishi mexanizmi. Luminesans tasnifi. Susaytirishi turlari. Gazlar, suyuqliklar va qattiq moddalardagi luminesans. Luminesans foydalanish.
Yorug’lik manbalari. Issiqlik yorug’lik manbalari. Floresan yorug’lik manbalari. Optik kvant generatori (lazer). Lazerning ishlash printsipi. Lazer nurlanishining xususiyatlari. Lazerlarni qo’llash. Zaif va kuchli yorug’lik joylari. Chiziqli bo’lmagan optika.
Yorug’lik manbalari deganda, istalgan turdagi energiyani yorug’lik energiyasiga aylantiruvchi, ya’ni yorug’lik chiqaruvchi moddalar nazarda tutiladi. Ular tabiiy va sun’iy bo’lishi mumkin. Tabiiy yorug’lik manbalariga Quyosh, yulduzlar va boshqa turli xil razryadlar misol bo’ladi. Olamning asosiy yomg’lik manbalari yulduzlar hisoblanib, ularda termoyadro energiyasining yorug’lik energiyasiga aylanishi ro’y beradi. Sun’iy yorug’lik manbalariga cho’g’lanma elektr lampalari, gazli lampalar va h.k. misol bo’ladi. Ularda elektr energiyasining yorug’lik va issiqlik energiyasiga aylanishi ro’y beradi.
Optik gologramma. Gologramma jismoniy asoslari. Suratga olish usuli haqida tanqidiy fikrlar. Gologramma olish. Ob’ektni qayta tiklash. Denisyuk Gologramma.
Umumiy fizika kursining "optika" bo’limi o’qituvchilar fiziklari uchun
Optika mavzusi. Geometrik optikaning asosiy qonunlari. Nurning tabiati haqidagi g’oyalarni rivojlantirish tarixi. Nyuton va Gyuygens g’oyalari. Maksvell va Lorenzning qarashlari. Plank Gipotezasi. Nurning korpuskulyar to’lqin tabiati.
Fotometriya. Fotometrik miqdorlar (yorug’lik oqimi, yorug’lik kuchi, yorqinlik, yorqinlik, yorug’lik, yorug’lik). Fotometrik miqdorlarning yorug’lik va energiya birliklari o’rtasidagi munosabatlar. Fotometrik miqdorlarni o’lchash usullari. Subyektiv va ob’ektiv fotometrlar.
Geometrik optikaning asoslari. Farm Tamoyili. Optik yo’l uzunligi. Xo’jalik tamoyilining matematik ifodasi. Fermer xo’jaligi printsipi natijasida bir hil muhitda yorug’likning to’g’ri tarqalishi qonuni. Fikrlash qonunining xulosasi. Sinishi qonunining xulosasi. Sferik yuzaga nurning sinishi. Nolinchi invariant Abbe. Stigmatik tasvir. Sferik sirt fokuslari. Markazlashtirilgan optik tizim. Ob’ektiv. Yupqa linzalarning formulasi. Optik tizimlarning asosiy elementlari.
Nurning elektromagnit tabiati. Maksvell Tenglamalari. Elektromagnit to’lqinning o’rtacha tezligi. Elektromagnit to’lqinning transversligi. Elektr va magnit maydonlarining vektorlarining tebranishlarining o’zaro perpendikulyar va sinfaziyasi. Elektromagnit to’lqin energiyasi. Tushunish Vektori.
Elektromagnit to’lqinning tarqalishi. O’zgarishlar va guruh tezligi. Rayleyning Formulasi.
Ikkita bir hil shaffof dielektrlarning chegarasida yorug’likni aks ettirish va sinishi. To’liq ichki aks. Elektromagnit energiyani ikkinchi muhitga to’liq ichki aks ettirish bilan kiritish. To’liq ichki aks ettirish hodisasini qo’llash. Refraktometr.
Nurning aralashuvi. Lineer optikaning superpozitsiya printsipi. Tebranishlarni qo’shish. Muvofiqlik. Aralashuv. To’lqinlarning aralashuvi. Interferentsiya chiziqlarining kengligi. Vaqtinchalik muvofiqlik. (Jung usuli, bizerkal Fresnel, Frönel biprizm, bilinz biya, Lloyd Mirror, Linnik usuli) to’lqin old bo’linish izchil nurlarini olish usullari. Amplituda bo’linish orqali izchil to’plamlarni olish usullari. Teng qiyalik egri (yassi parallel plastinka aralashuvi). Teng qalinligi egri (o’zgaruvchan qalinligi plastinka dan aralashish). Nyutonning Halqalari. Aralashuvni qo’llash. Optikani yoritish. Aralashuv oynalari. Ikki nurli interferometrlar. (Jamen interferometri, Maykelsonning interferometri).