Ii-qism Toshkent-2010
Fotometrik kattaliklar. Optikaning yorug`lik manbalarining harakteristkasilari yorug`lik nurlanishi bilan energiyaning ko`chishi va sirtlarning yoritilganligini o`rganadigan qismi fotometriya deyiladi
Download 1.29 Mb.
|
Физика маъруза ELEKTR lotin 2
- Bu sahifa navigatsiya:
- Yorug`lik manbaining ravshanligi
- Yorug`lik to`lqinlarini monoxromatikligi va kogerentligi.
- Yorug`lik interferensiyasi.
- Ikki nurdan kuzatiladigan interferension manzara.
- Yupqa pardalarda interferensiya.
- Ko`p nurli interferensiya.
- Yorug`lik interferensiyasining qo`llanilishi. Interferometrlar.
Fotometrik kattaliklar. Optikaning yorug`lik manbalarining harakteristkasilari yorug`lik nurlanishi bilan energiyaning ko`chishi va sirtlarning yoritilganligini o`rganadigan qismi fotometriya deyiladi.Har qanday yorug`lik nurlanishi yorug`lik energiyasi bilan harakterlanadi. Yorug`lik energiyasi yorug`lik oqimi, ravshanlik, yorinlik yorug`lik kuchi va yoritilganlik deb ataluvchi fizik kattaliklar bilan harakterlanadi. Yorug`lik oqimi: Yorug`lik manbaining nurlanish oqimi deb, vaqt birligi ichida hamma yunalishda nurlanayotgan yorug`lik energiyasiga miqdor jihatdan teng bo`lgan fizik kattalikka aytiladi, ya’ni Ф= , W-yorug`lik energiyasi Biror sirtga tushayotgan nurlanish oqimi shu sirtning S yuziga uning fazodagi vaziyatiga va nurlanish manbaigacha bo`lgan masofaga bog`liq. Yorug`lik kuchi: Manbaning yorug`lik kuchi deb bir birlik fazoviy burchak ostida chiayotgan yorug`lik oqimiga miqdor jihatdan teng bo`lgan fizik kattalikka aytiladi. I= -fazoviy burchak SI tizimida yorug`lik kuchining birligi kandela (lotincha sham demakdir). Yorug`lik oqimining SI tizimidagi o`lchov birligi Ф=I =1kd*1str=1lyumen 1 lyumen deb, yorug`lik kuchi 1kandelaga teng bo`lgan nuqtaviy yorug`lik manbaidan 1steradian fazoviy burchak ostida nurlanadigan yorug`lik oqimiga aytiladi. Yorug`lik manbaining ravshanligi B deb,manba sirtining yuza birligiga perpendkuliyar yo`nalishda chiqayotgan yorug`lik kuchiga miqdor jihatdan teng bo`lgan fizik kattalikka aytiladi, B= SI tizimida ravshanlik o`lchov birligi B= = =1 Inson ko`zi qayd qiladigan eng kam ravshanlik 10-6kd/m2. Ravshanlik 105kã/m2 dan orti bo`lsa, ko`zda otsri seziladi va ko`z zararlanishi mumkin: Yoritilayotgan sirtning bir birlik yuzaga mos kelgan yorug`lik oqimiga miqdor jihatdan teng bo`lgan fizik kattalikka yoritilganlik deyiladi. E = SI da yoritilganlak birligi 1lyuks 1 lyuks deb, har bir kvadrat metriga 1 lyumen yorug`lik oqimi tekis tushgan sirtining yoritilganligiga aytiladi. Nuqtaviy yorug`lik manbai hosil qilayotgan sirtning yoritilganligi yorug`lik kuchi 1ga va manbadan sirtgacha bo`lgan masofaga bog`liq bo`ladi. Agar nuqtaviy yorug`lik manbai sferaning markazida bo`lsa, bu sferaning s=4 r2 yuziga teng bo`lgan ichki sirtining yoritilganligi E0= bunda =I , Bu yoritilganlikning birinchi qonunini matematik ifodasi bo`lib unga asosan sirtning yoritilganligi manbaning yorug`lik kuchiga to`g`ri proporsional bo`lib manbadan yoritilayotgan sirtgacha bo`lgan masofaning kvadratiga teskari proporsionaldir. Yoritish texnikasida o`qish, chizish, tikish va hakoza ishlar uchun korxonaning ma’lum bir tekisligi yoki ma’lum bir joyida yoritilganlik qanday bo`lishi, kerak masala juda muhimdir. Mehnat muxofazasi inspeksiyasining yo`l - yo`riqlarida korxonaning kerakli yoritilganligi Lyukslar hisobida aniqlab beriladi. Yorug`lik to`lqinlarini monoxromatikligi va kogerentligi. Bir xil to`lqin uzunlikka ega bo`lgan (bir xil chastotali) ya’ni bir xil rangdagi yorug`lik nuri monoxramatik nur deyiladi. Тebranish chastotalari bir xil bo`lib, fazalar ayirmasi o`zgarmas bo`lgan yorug`lik to`lqinlar kogerent to`lqinlar deyiladi. Har xil atom boshqa atomlarga bog`liq bo`lmagan holda kogerent nurlanish chiqaradi. Alohida atomning nurlanish chiarish vaqti 10-8 sekund chamasi davom etadi. Тo`lqinlar tizmasining uzunligi L yorug`lik to`lqinlarning tezligi c ni atomning
Yorug`lik interferensiyasi. Yorug`lik murakkab hodisadir: ba’zi hollarda u o`zini elektromagnit to`lqin kabi tutadi, boshqa hollarda esa, maxsus zarralar(fotonlar) oqimi kabi tutadi. Dastlab yorug`likning to`lqin tabiati bilan bog`liq bo`lgan hodisalarni ko`rib chiqamiz. Ma’lumki elektromagnit to`lqinda to`lqin tarqalishiga perpendikulyar yo`nalishida ikki vektor- elektr maydon kuchlanganligi (E) va magnit maydon kuchlanganligi vektorlari (H) tebranadi. Тajribalar ko`rsatadiki, yorug`likning fizialogik fotokimyaviy, fotoelektrik va boshqa tasirlarini elektr vektorning tebranishlari vujudga keltiradi. Shuning uchun yorug`lik vektori haqida gapirganimizda asosan elektr maydon kuchlanganligi vektorini ko`zda tutamiz. Yorug`lik vektori amplitudasi modulini A xarfi bilan belgilaymiz. Bir xil chastotali ikkita to`lqin qo`shilganda fazoning biror nuqtasida bir xil yo`nalgan (1) (2) tebranishlarni uyg`otyapti, deb faraz qilaylik berilgan nuqtadagi natijaviy tebranish amplitudasi quyidagi formuladan topiladi. (3) Тo`lqinlar kogerent bo`lmaganda 2-1 uzluksiz ravishda o`zgaradi va xar qanday qiymatni bir xil extimol bilan qabul qila oladi. Shu sababli cos(2-1) ning vaqt bo`yicha o`rtacha qiymati nolga teng. Bu holda (4) Yorug`lik intensivligi 1 (ya’ni to`lqinining tarqalish yo`nalishiga perpendikulyar maydonchaning yuza birligi orqali o`tadigan vaqt bo`yicha o`rtacha yorug`lik oqimi) yorug`lik to`lqini amplitudasining kvadratiga proporsional IA2 bo`lgani uchun kogerent to`lqinlar ustma-ust tushgandagi intensivligi har bir to`lqin alohida hosil qiladigan intensivliklarni yig`indisiga teng bo`ladi, degan xulosaga kelamiz. I=I1+I2 (5) to`lqinlar kogerent bo`lganda cos(2-1) ning qiymat vaqt o`tishi bilan o`zgarmaydi, lekin fazoning xar bir nuqtasida o`z qiymati bo`ladi, ya’ni (6) fazoning qaysi nuqtalari uchun cos(2-1)0 bo`lsa I o`sha joylarda I1+I2 dan va qaysi nuqtalarida cos(2-1)0 bo`lsa, I o`sha joylarda I1+I2 dan kichik bo`ladi. Shunday qilib monoxoramatik kogerent yorug`lik to`lqinlari ustma-ust tushganda yorug`lik oqimining fazoda qayta taqsimlanishi ro`y beradi, natijada fazoning ba’zi joylarida intensivlikning maksimumlari (yorug` soxa) boshqa joylarda -minimumlari (qorong`u soxa) vujudga keladi. Bu hodisa yorug`lik interferensiyasi deb ataladi. I1=I2 bo`lganda to`lqinlar interferensiyasi aynisa yaqqol ro`yobga chiqadi. U holda (6) ga ko`ra minimumlarda I=0 va maksimumlarda I=4I1 bo`ladi. Nokogerent to`lqinlar uchun xuddi shu holda hamma joyda bir xil yoritilganlik hosil bo`ladi ya’ni I=2I1. Ikki nurdan kuzatiladigan interferension manzara. Yorug`likning tabiiy manbalari nokogerent bo`ladi. Bir manbadan chiqayotgan to`lqinni ikki qismga ajratib (yorug`likning qaytishi yoki sinishi yordamida), yorug`likning kogerent to`lqinlarini hosil qilish mumkin.
muxitda S2 yo`lni bosib o`tadi. Agar 0 nuqtada tebranish fazasi , bo`lsa, birinchi to`lqin R nuqtadan tebranish quysotadi: ikkinchi to`lqin esa Тebranish uyg`otadi. Bu yerda va birinchi va ikkinchi to`lqinlarning fazoviy tezligi. Demak, to`lqinlar R nuqtada uyg`otgan tebranishlarning faza farqi quyidagiga teng bo`ladi; (1) =2 va ( - vakuumdagi to`lqin uzunligi) bo`lgani uchun (2) Bu yerda =n2S2-n1S1=L2-L1, bo`lib -optikaviy yo`llar farqi deyiladi. (2) dan ko`rinadiki, agar optikaviy yo`llar farqi vakuumdagi to`lqin uzunliklarining butun son marta olinganiga teng bo`lsa, ya’ni =k k=0,1,2, ..... (3) bo`lsa fazalar farqi 2 ga karrali bo`ladi va har ikki to`lqin R nuqtada uyg`otayotgan tebranishlarning fazasi bir xil bo`ladi. Demak (3) shart interferension maksimumlar shartidir. Agar vakuumdagi to`lqin uzunliklarining yarim butun soniga teng bo`lsa, ya’ni (4) bo`lsa, =2K+ bo`ladi va R nuqtadagi tebranishlar qarama-qarshi fazali bo`ladi. Shunday qilib (4) shart interferension minimumlar shartidir. Yupqa pardalarda interferensiya. Faraz qilaylik, shaffof yassi-parallel pardaga yorug`likning parallel dastasi tushayotgan bo`lsin. Parda yuqoriga yorug`likning ikkita kogerent parallel dastalarini qaytaradi, ulardan biri
S1=OA=OBSin1=2btg2Sin1 (3) (4) sin1=nsin2 va sin22=1-cos22 ekanini e’tiborga olib (4)ni quyidagi ko`rinishga keltirish mumkin. =2bncos Yo`llar farqi ni tushish yoki qaytish burchagi 1 orqali ifodalash mumkin. (5) Yorug`lik to`lqini optikaviy zichligi kichikroq muxitni optikaviy zichligi kattaroq muxitdan ajratib turuvchi chegaradan qaytganda (0 nuqtada) tebranishlar fazasi π ga o`zgaradi. Uni hisobga olish uchun (5) ga vakuumdagi to`lqin uzunligining yarmini qo`shish (yoki ayrish) kifoya. Natijada quyidagi ifoda hosil bo`ladi. (6) Interferensiyaning natijasi (6) kattalikning qiymatiga bog`liq. =k ya’ni bo`lganda intensivlikning maksimumlari kuzatiladi. ya’ni bo`lganda esa intensivlikning minimumlari hosil bo`ladi. Ko`p nurli interferensiya. Ikki nurning qo`shilishi tufayli vujudga keladigan interferension manzaraning bir kamchiligi mavjud ekrandagi yoritilganlik maksimumdan minimum tomon asta o`zgarib boradi. Boshqacha aytganda, maksimumlar yoyilganroq bo`lib umumiy fonda unchalik aniq ajralib turmaydi.(rasm 1).Interferension manzaraning keskinligini oshirish
interferensiyaga nisbatan maksimumlar ensizrok va yorqinroq bo`ladi. Yorug`lik interferensiyasining qo`llanilishi. Interferometrlar. Yorug`lik interferensiyasi hodisasi gazsimon moddalarning sindirish ko`rsatgichini aniqlashda, uzunlik va burchaklarni nixoyatda aniq o`lchashda, sirtlarga ishlov berishning sifatini tekshirishda va xakozo juda ko`p joylarda qo`llanadi. Yupqa pardalardan qaytishdagi interferensiya asosida optikaviy tizimlarni ravshanlashtirish amalga oshiriladi. Yorug`lik linzaning har bir sindiruvchi sirtidan o`tganda tushuvchi yorug`likning taxminan 4% qaytadi. Murakkab ob’ektlarda bunday qaytishlar ko`p bo`ladi. Ravshanlashtirilgan optikaviy tizimlarda yorug`likning qaytishini yo`qotish uchun linzaning har bir erkin sirtiga sindirish ko`rsatkichi linzanikidan boshqacha bo`lgan moddadan yupqa parda qoplanadi. Agar pardaning sindirish ko`rsatkichi linza sindirish ko`rsatkichining kvadrat ildiziga teng bo`lsa, ayniqsa yaxshi natijaga erishiladi. Interferometrlar deb ataladigan interferension asboblarning bir necha turi bor. Masalan, muxitlarning sindirish ko`rsatgichlarining o`lchash uchun Jermer interferometri, yulduzlarning burchakli o`lchamlarini o`lchash uchun yulduzlar interferometrlarni, detallarning sirtlariga mexanik ishlov berish sifatini tekshirish uchun A.A. Lebedevning polyarizatsion interferometri va V.A. Linnik interferometridan foydalanish mumkin. Maykelson interferometri masofalarni yuqori aniqlik bilan o`lchashga yordam beradi. Uzunlik birligi metr juda katta aniqlikda qadmiy, simob va kripton atomlari chiqarayotgan to`lqin uzunligi hisobida aniqlangan edi. Хalqaro birliklar tizimi (SI) belgilaydiki, metr kripton - 86 atomining 2P10 va 5d5 energetik sathlar orasida o`tishiga mos nurlanishining vakuumdagi to`lqin uzunliklaridan 1650, 763, 73 tasiga teng uzunlikdir. Hozirgi vaqtda ko`pchilik spektral chiziqlarning to`lqin uzunliklari yuqori darajadagi aniqlik bilan ma’lum. Shuning uchun berilgan uzunlikda joylashadigan to`lqin uzunliklarini bevosita sanab chiqish zaruriyati yo`qolgan. Download 1.29 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling