Kirish. Optika fanining rivojlanish tarixi. Yorug`lik to`lqinlarini qayd qiluvchi asboblar. Chiziqli va nochiziqli optika Reja

1-ma’ruza

Kirish. Optika fanining rivojlanish tarixi. Yorug`lik to`lqinlarini qayd

qiluvchi asboblar. Chiziqli va nochiziqli optika

Reja:

1. Optika bo‘limini o‘qitishdan maqsad.

2.Optikaning asosiy masalasi.

3.Elektromagnit to‘lqin shkalasi.

4.Optik hodisalarni tushuntirish usullari.

5.Kuchli va kuchsiz yorug‘lik maydoni.

MASHG‘ULOTNING MAQSADI - Talabalarga . Optika fanining rivojlanish tarixi. Yorug`lik to`lqinlarini qayd qiluvchi asboblar. Chiziqli va nochiziqli optika va uning qo‘llanilish xossalari va ularni xarakterlovchi fizik kattaliklar haqida bilimlar berishdan iborat.

ASOSIY TAYANCH TUSHUNCHALAR

• 
  Optikaning asosiy tushunchalari;
  
• 
  Ko‘rinish soxasiga mos keluvchi yorug‘lik;
  
• 
  Optikaning bo‘limlari;
  
• 
  YOrug‘lik tufayli tashqi olamni ko‘ramiz va o‘rganamiz
  
• 
  YOrug‘lik energiyaning bir turi
  
• 
  YOrug‘likning intensivligi
  
• 
  Superpozitsiya tamoyili
  

MAVZUNING QISQACHA MAZMUNI

Isak Nyutonning kundalikgidagi ba’zi atamalar bizni qiziqtirdi, masalan, “tabiiy, shaffof, mo’rt, aql bovar qilmaydigan tosh, sariq rang”. Shu kabi ro’yxatdan bir qancha umumiy xulosalar kelib chiqadi. Vakuum va boshqa biror muhit chegarasiga tushgan nur muhitda unga o’tkazilgan normalga yaqinroq bo’ladi. Gazlarga yorug’lik nuri tushganda singan nur normalga yaqin bo’ladi, agar gazning zichligini orttirsak, nur normaldan uzoqlashib boradi. Bir jinsli yoki aralashmali bo’lgan suyuqliklarda nurning sinishi suyuqliklarning zichligiga bog’liq holda o’zgaradi. Qattiq moddalarda singan nur har doim ham normalga yaqin bo’lavermaydi. Isaac Newton did so, including in his list many amusing substances, such as “Danzig vitriol” and “a pseudo-topazius, being a natural, pellucid, brittle, hairy stone, of a yellow color.” Several general rules can be inferred from such a list: • Vacuum lies at one end of the list. In refraction across the interface between vacuum and any other medium, the other medium has rays closer to the normal. • Among gases, the ray gets closer to the normal if you increase the density of the gas by pressurizing it more. • The refractive properties of liquid mixtures and solutions vary in a smooth and systematic manner as the proportions of the mixture are changed. • Denser substances usually, but not always, have rays closer to the normal. ^1

Kuzatishlardan ma’lum bo‘lganki, yorug‘lik bir jinsli muhitda to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqaladi. Yorug‘lik nuri deb, energiya oqimining tarqalish yunalishiga

aytiladi.

1-rasm

Vakuumda yorug’likning tarqalish tezligi C= 3*10⁸ m/s =300000 km/s ni Fuko aniqlagan. Agar yorug‘lik manbaining o‘lchami jism va ekran orasidagi masofa qiymatidan ancha kichik bo‘lsa yoki yorug‘lik juda kichik teshikchalardan o‘tsa, u holda yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘yicha tarqalish qonuni buziladi.

Optika bo‘limini o‘qitishdan asosiy maqsad:

1. 
   Yorug‘lik energiyaning bir turiga taaluqli.
   
2. 
   Yorug‘lik tufayli tashqi olamni ko‘ramiz va o‘rganamiz.
   
3. 
   Tashqi olam ko‘rinishi, yorug‘lik qonunlari ko‘zimizning xususiyatiga bog‘liq emasligi.
   
4. 
   Tabiat qonunlarini chuqur va keng o‘rganishda ko‘zning kamchiliklaridan holi bo‘lgan asboblardan foydalanish.
   
5. 
   Yorug‘likning texnika va modda tuzilishini o‘rganishdagi ahamiyati.
   
6. 
   Yorug‘lik manbai turlari bilan tanishish (tabiiy va sun’iy yorug‘lik manbalari).
   
7. 
   Yorug‘lik o‘simlik va tirik mavjudot yashashining asosiy sharti ekanligi haqida tushunchalar berish.
   

2. Optika keng tarmoqlangan fan, uni batafsil 40-50 soat vaqt ichida to‘la o‘rganish mumkin emas. Optikaga ajratilgan soatda umumiy tushunchalar bilan tanishtirish uchun quyidagicha masalalarni ko‘ramiz:

1. 
   Yorug‘lik energiyaning bir turi hisoblanishi.
   
2. 
   Yorug‘lik manbalari.
   
3. 
   Yorug‘likning bir jinsli muhitda manbadan to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishi.
   
4. 
   Ikki muhi chegarasida yorug‘likda kuzatiladigan hodisalar.
   
5. 
   Ko‘zning ko‘rish asosi.
   
6. 
   Ko‘zning ko‘rish qobiliyatini oshirish maqsadida ishlatiladigan asboblar.
   
7. 
   Yorug‘likning tabiati
   
8. 
   Yorug‘lik to‘lqinlari uchun to‘siq va tirqishlarda kuzatiladigan hodisalar.
   
9. 
   Ranglarning hosil bo‘lishi.
   
10. 
    Yorug‘lik ta’sirida moddalarning tuzilishini o‘rganish.
    

Yuqorida keltirilgan masalalarni to‘la o‘rganish uchun optikada to‘rta usullardan foydalaniladi.

Birinchi usuli nur optikasi. Bir jinisli izotrop muhitda yorug‘likning tarqalishi. Qaytish,sinish va qaytuvchanlik qonunlari. Ko‘zgular va linza yordamida buyum tasvirini hosil qilish usullarini o‘rganadi.

Ikkinchi usuli to‘lqin optikasi. Yorug‘likning tabiati ,tuzilishi va tarqalishi haqidagi ma’lumotlar o‘rganiladi.To‘lqin optikasining eng muhim hodisasidan biri uni qutublanishidir. Fazo yoki tekislikda elektrmaydon kuchlanganlik vektorining yo‘nalishi aniqlanadi.

Uchinchi usul-fizikaviy optika.Yorug‘lik va jisimning o‘zaro tasirlarini o‘rganadi.Yorug‘likning interfrensiya va difraksiya hodisalari nurlarning mustaqqillik tamoilidan chetlashadi.Bu jarayonda yorug‘lik to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalmaydi.

To‘rtinchi usul-kvant optikasidir.Bunda yorug‘likni tuzilishi –zarra foton ko‘rinishida o‘rganiladi.Bu usulni o‘quv qo‘llanmada o‘rganilmaydi . Keltirilgan to‘rtta usullar bir-birini to‘ldiradi, o‘rganilayotgan hodisa to‘g‘risida to‘la ma’lumotga ega bo‘lamiz. Ularning qaysi biridan foydalanish o‘rganilayotgan hodisa yoki tajribaga bog‘liq. Maqsad hodisani sodda va oson tushuntirish.

Yorug‘lik manbalarining nurlanishda optik tabiatini ularning tarqalish qonunlarini jismlar bilan ta’sirlashganda kuzatiladigan jarayonlarni o‘rganuvchi fizikaning bu bo‘limiga optika deyiladi. Yorug‘lik yuqori chastotali, tez o‘zgaruvchan, elektromagnit to‘lqin tabiatiga ega. Shu sababdan optikani elektromagnit maydonning bir qismini o‘rganuvchi fizikaning bo‘limi deb qarash mumkin. Har qanday to‘lqinning (mexanik, akustik, elektromagnit va b.) chastotasi , tebranish davri T, to‘lqin uzunligi  va uning ma’lum bir muhitda tarqalish tezligi o‘zaro quyidagicha bog‘langan

Vakuumda yorug‘lik tezligi teng. Ko‘z ko‘radigan elektromagnit to‘lqin shkalasi juda kichik spektral soha yoki quyidagi to‘lqin oralig‘iga ega:

Muhitda yorug‘lik tezligi qonun bilan tarqaladi. n -muhitning sindirish ko‘rsatkichi havo uchun n=1. SHu sababli binafsha to‘lqin chastotasi , qizil to‘lqin chastotasi ga teng.

Biror muhitda elektromagnit to‘lqin tarqalishida uning chastotasi  o‘zgarmay, to‘lqin uzunligi  o‘zgaradi. Masalan suvda qizil to‘lqin uzunligi tarqalsa, uning to‘lqin uzunligining o‘zgarishini ko‘raylik:

Umumiy elektromagnit to‘lqin shkalasida yorug‘lik to‘lqinining ko‘rinish sohasi mos keluvchi spektral soha 1-jadvalda keltirilgan. Ular har xil usullar bilan hosil qilinib tegishlicha qayd qilinishi bilan, 1-jadvalda keltirilgan elektromagnit to‘lqinlarning tarqalishini bir xil differensial tenglamalarga mos keladi.

1-jadval

	3*10^6		3*10^10	3*10^14			3*10^18	Gs
Uzun	o‘rta	qisqa	ultra qisqa	infra qizil	Ko‘rin ish soha	ultra binafsha	rentgen	-nurlar
radio to‘lqin				molekulyar, atom to‘lqin

An’ana bo‘yicha optika quyidagi bo‘limlardan iborat: geometrik,to‘lqin, fizik va kvant optika.

Yorug‘lik intensivligi - ifoda bilan aniqlanadi. s - yorug‘likning vakuumdagi tezligi, n - muhitning sindirish ko‘rsatkichi, E - yorug‘likning elektr maydon kuchlanganligi.

Oddiy yorug‘lik manbalarining (lazerlardan tashqari) intensivliklari

10 Vt/sm² gacha bo‘lishi mumkin. Ularning maydon kuchlanganligi (0,1  10) V/sm dan ortmaydi. Bu esa atomni tashkil etuvchi zarralar hosil qiluvchi E_a elektr maydon kuchlanganligidan juda kichik. Haqiqatdan

Energiyasi 10³ Jga teng lazer manbalari hosil qiluvchi nurning intensivligi 10¹⁰ Vt/sm² teng. Bunday intensivlikdagi yorug‘lik maydon kuchlanganlik qiymati 10⁹ V/sm bo‘ladi. Natijada hosil bo‘ladigan elektr maydon kuchlanganligi valent elektronlar hosil qiluvchi elektr maydon kuchlanganligiga taxminan teng. Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, yorug‘lik nurining intensivligi 10⁸ Vt/sm² teng bo‘lganda, yorug‘lik nuri va jism o‘zaro ta’sirlashganda kuzatiladigan hodisalar tushuvchi nurning intensivligiga bog‘liq bo‘lib chiziqli bo‘lmagan optika sohasiga o‘tiladi. Bunday holni magistraturada o‘rganish maqbuldir.

YOrug‘lik maydon kuchlanganlik qiymati E < 10⁹ V/sm kichik bo‘lganda chiziqli optika deyiladi. CHiziqli optikada superpozitsiya tamoyili saqlanadi. Bunday holni bakalavriatda ko‘ramiz.
Tekshirish savollari:

1. 
   Optika bo‘limini o‘qitishda qanday izchillik saqlanishi kerak?
   
2. 
   Optika bo‘limini o‘qitishdan maqsad nima?
   
3. 
   Optika bo‘limida qanday masalalar ko‘riladi?
   
4. 
   Kuzatilgan hodisalarni tushintirishda qanday tushinchalardan foydalaniladi?
   
5. 
   Tarqaluvchi elektromagnit to‘lqinning qanday parametrlari bor?
   
6. 
   Elektromagnit to‘lqin shkalasi nima?
   
7. 
   Optikaning qanday bo‘limlari bor?
   
8. 
   Chiziqli va chiziqli bo‘lmagan optikaning farqi nimada?
   

Asosiy darslik va o’quv qo’llanmalar

№	Mualliflar	Adabiyot nomi	Nashr yili	Mavzularning berilgan betlari
1.	N.A.Sultonov	Fizika kursi	Toshkent, “Fan va texnologiya”, 2007.	175-185-190 -bet
2	S.Bozorova	Optika.Atom va yadro fizikasi	Toshkent, “Alo qachi”, 2007.	7—73 bet
3.	Benjamin Crowell	Simple Nature	CoperightCopyright 2001-2008	737-800 betlar

Qo’shimcha adabiyotlar

1..O.Ahmadjonov Fizika kursi, T., “Qqituvchi”, 1987.

2.Benjamin Crowell .Newtonijn (230s)

3.Benjamin Crowell.Optics textbook (90)2004

4.T M.O’lmasova, J.Kamolov, T.Lutfullaeva. “Fizika. Optika Atom va yadro fizikasi”. T., “Qqituvchi”, 1997.

Elektron ta’lim resurslari

1. www. tdpu. uz

2. www. pedagog. uz

3. www. Ziyonet. uz

4. www. edu. uz

5. tdpu-INTRANET. Ped

1 Benjamin Crowell.Optics textbook.p-45