Ma’lumki bugungi kunning dolzarb masalalaridan biri fundamental fanlar yo‘nalishidagi ixtiro va yangi ishlanmalami amaliyotga imkoniyat darajada joriy qilishdan iborat
Download 135.79 Kb.
|
Shakhzodaxoon.
|
O‘zbekiston Respublikasi Oliy va O‘rta maxsus ta’lim Vazirligi Mirzo Ulug‘bek nomidagi O‘zbekiston Millliy Universiteti Fizika fakulteti 4-bosqich 1902 guruh talabasi Burxonova Shaxzodaning Lazerli fizika fanidan ,,Qattiq jism lazerlari” mavzusida bajargan KURS ISHI Qabul qildi: Jalolov Rivojiddin Mundarija 1.Kirish………………………………………………………… 2.Asosiy qism…………………………………………………. 2.1 Qattiq jism lazerlari haqida …………………………… 2.2 Yoqut lazeri…………………………………………… 2.3 Sozlanuvchi lazerlar………………………………….. 3.Xulosa ……………………………………………………... 4.Foydalanilgan adabiyotlar…………………………………. KIRISH
Kurs ishining maqsadi Kurs ishining dolzarbliligi: Kursishining vazifalari: Kurs ishining hajmi: 2. ASOSIY QISM 2.1 Qattiq jism lazerlari Ma’lumki optik diapazondagi elektromagnit to’lqinlarning manbai har qanday moddaning tashkil etuvchisi uning atom, ion yoki molekulalaridir. Bu zarralarni tashqi elektromagnit maydon ta’siri ostida uyg’ongan holatga keltirish mumkin. Uyg’ongan holatdagi atomning yashash davri 10-8 s ga teng. Bunday holatdagi atomga tashqi ta’sir misol uchun elektromagnit maydoni ta’sir etmasa u holda uyg’ongan holatni xarakterlovchi yuqori energetik satxdan pastki energetik satxga o’tish o’z-o’zidan ya’ni tasodifiy ravishda amalga oshadi. Bunday o’tish natijasida xosil bo’ladigan nurlanish jarayoniga spontan nurlanish deyiladi. 1916 yilda A.Eynshteyn jismlar nur chiqarishining kvant xarakterini tahlil qilib nurlanishni ikki turi – spontan (o’z-o’zidan) va majburiy (induksion) nurlanishlar mavjud ekanligini nazariy jixatdan asosladi. Spontan o’tish paytida uyg’ongan atomlarning yuqori energetik satxdan pastki energetik satxga o’tishi tashqi ta’sirga ya’ni elektromagnit maydon ta’siriga bog’liq bo’lmaydi, ya’ni bu holda hosil bo’ladigan nurlanish mustaqildir. 1960 yilda esa T. Meyman tomonidan qattiq jismli, optik diapazonda (λ = 6943 А ) ishlaydigan optik generator yasaldi. Bunday generatorlar lazerlar deb ataladi. Lazerlar 4 ta asosiy qismdan iborat : 1.Aktiv muxit 2.Damlash ( nakachka) sistemasi 3.Optik rezenator 4.Rezanator ichiga qo’yilishi mumkin bo’lgan qo’shimcha elementlar. 1-rasm. Lazerning funksional sxemasi Aktiv muxitning agregat holatlariga ko’ra lazerlar quyidagi turlarga bo’linadi: a) Qattiq jism lazerlari b) Bo’yoq eritmasi asosida ishlaydigan bo’yoq lazer d) Gaz lazeri e)Yarim o’tkazgichli va kimyoviy lazerlar. Qattiq jism lazеrlari uchun aktiv muhit sifatida sun’iy o’stirilgan dielektrik kristall yoki nodir yer elementlari kiritilgan shisha qo’llaniladi. Bu turga kiruvchi yarimo’tkazgichli lazerlar damlash va generatsiya hosil qilish mexanizmlari boshqacha bo’lganligi uchun alohida ko’rib chiqiladi. Kristall yoki shisha matritsaga kiritilgan o’tish elementlari (asosan nodir yer elementlari) – ionlarning electron sathlaridan generatsiya olish uchun ishchi sath sifatida foydalaniladi.Chunki bu o’tishlar kristallning mayoni bilankuchsiz ta’sirlashadi.Bundan tashqari bu o’tishlar tanlash qoidasiga ko’ra taqiqlangan. Bu esa spontan relaksatsia vaqti yuqori sathda yashash vaqtiga deyarli tengligini va damlash tezligining kritik qiymatidan biroz kata bo’lishini bildiradi. Shuningdek o’tishning spectral kengkigi nisbatab kichik bo’ladi. Qattiq jism lazerlariga misоl sifatida yoqut, ittriy – alyuminiy granati (IAG) va shisha lazеrlarini ko’rsatish mumkin. Aktiv iоnlar kristallik yoki amоrf jismlar panjaralariga aralashma sifatida kiritiladi. Qattiq jism lazеrlarining aktiv mоddalari uch va to’rt enеrgеtik satxlidir. Qattiq jism lazеrini ishlatish qulay, оsоn va quvvati juda katta. Lazеrlarning taraqqiyoti umuman qattiq jism lazеrlaridan bоshlangan Qattiq jism lazеrlarida elektroaktiv kirishma atomlari mavjud bo’lsa, ularning ionlari energetik satxlarda yorug’lik (optik) nurlari yordamida invers to’ldirish hosil qilinadi. Bunday lazerlar samarali ishlashi uchun ular: -Katta kuchaytirish koeffitsientiga ega bo’lishi - Optik jihatdan bir jinsli - Mexanik mustaxkam va issiqlikka chidamli - Texnologik ishlovlarga qulay - Katta o’lchamli aktiv qismlar tayyorlash imkoniga ega - Issiqlik o’tkazuvchanligi yuqori bo’lishi kerak. Bu talablarga javob beruvchi aktiv elementlar soni cheklangan bo’lgani uchun qattiq jismli lazerlar turlari ham cheklangan. Amalda ko’proq rubin va ittriy-alyuminiyli granatdan yasalgan lazerlar ishlatiladi. 2.2 Yoqut lazeri Insoniyat tarixida birinchi yaralgan lazer bu yoqut (rubin ) lazeridir. Bu lazerni Amerikalik olim T.Meyman 1960- yilda ishga tushirdi. Unda aktiv element sifatida yoqut kristali xizmat qiladi. Yoqut – bu rangi och qizg’ish bo’lgan qattiq lritall moddadir. Uning asosida Конец формы Начало формы ga misоl sifatida yoqut, ittriy – alyuminiy granati (IAG) va shisha lazеrlarini ko’rsatish mumkin. Aktiv iоnlar kristallik yoki amоrf jismlar panjaralariga aralashma sifatida kiritiladi. Qattiq jism lazеrlarining aktiv mоddalari uch va to’rt enеrgеtik satxlidir. Qattiq jism lazеrini ishlatish qulay, оsоn va quvvati juda katta. Lazеrlarning taraqqiyoti umuman qattiq jism lazеrlaridan bоshlangan Конец формы Начало формы ik tekislikda ellips chizsa, u holda yorugʻlik toʻlqinlari elliptik qutblangan yorugʻlik, aylana chizsa, doiraviy qutblangan yorugʻlik, E tekislikda doimiy yoʻnalishini saqlasa, bunday holatda chiziqli qutblangan yorugʻlik deb ataladi. Vakuumda yorugʻlikning tarqalishi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻlmaydi. Agar yoruglik biror muhitda tarqalsa, yorugʻlikning yutilishi, tarqalish yoʻnalishi va tezligi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻladi. Tabiiy yorugʻlikdan qutblangan yorugʻlik hosil qilish uchun qutblash asbobi (polyarizator)dan foydalaniladi. Yorugʻlikning qutblanishi moddalarning anizotropik xususiyatlarini oʻrganishga yordam beradi. Kristallooptikada kristallarning tuzilishi, mineralogiya va petrografiyada minerallar va togʻ jinslari qutblangan yorugʻlik yordamida oʻrganiladi. Tabiiy yorug‘likni yassi qutblangan yorug‘likka aylantiradigan asboblar qutblagichlar (polyarizatorlar) deb ataladi. Bu asboblar qutblagich tekisligi deb ataladigan tekislikka parallel tebranishlarni bemalol o‘tkazib, bu tekislikka perpendikulyar tebranishlarni butunlay ushlab qoladi. amplitudaning qutblagich tekisligi bilan biror burchak hosil qiluvchi tekislikda yuz berayotgan tebranishini ikkita va tebranishlarga ajratish mumkin (1rasm; nur rasm tekisligiga perpendikulyar). Bu tebranishlarning birinchisi asbob orqali o‘tib ketadi, ikkinchisi ushlanib qoladi. O‘tgan to‘lqinning intensivligi miqdorga proporsional, ya’ni miqdorga teng; bu erda - amplitudasi bo‘lgan tebranishning intensivligi. 2-rasm Demak, qutblagich tekisligiga parallel tebranish o‘zi bilan intensivlikning ga teng qismini olib boradi. Tabiiy yorug‘likda ning hamma qiymatlari bir xil ehtimollikdadir. SHuning uchun yorug‘likning qutblagich orqali o‘tgan qismi ning o‘rtacha qiymatiga, ya’ni 1/2 ga teng bo‘ladi. Qutblagich tabiiy nur yo‘nalishi atrofida aylanganda o‘tgan yorug‘lik intensivligi birday qolaveradi, faqat asbobdan chiqayotgan yorug‘lik tebranish tekisligining orientatsiyasigina o‘zgaradi. Dumaloq qutblanish - induksiya vektorining aylanish yo'nalishiga qarab o'ngga yoki chapga; Elliptik qutblanish - dumaloq va chiziqli qutblanishlar orasidagi oraliq holat. Ushbu usullarning birortasi bilan birlashtirilmagan nurlanish qutblanmasligi yoki to'liq yoki qisman qutblanishi mumkin emas. Bunda qutblanish tushunchasi statistik jihatdan tushuniladi. 3-rasm 1-Qutblagichlar Qutblagichga amplitudasi va intensivligi bo‘lgan yassi qutblangan yorug‘lik tushayotgan bo‘lsin Asbob orqali tebranishning amplitudali tashkil etuvchisi o‘tadi, bunda cos 2 α – tushayotgan yorug‘likning tebranish tekisligi bilan qutblagich tekisligi Место для уравнения. orasidagi burchak. Demak, o‘tgan yorug‘likning intensivligi I=Io cos^2 α bilan aniqlanadi. Bu munosabat Malyus qonuni deb yuritiladi. 4-rasm 5-rasm 6-rasm
Agar tekislikning ikkita dielektrikni ajratib turuvchi chegara tushish burchagi 0 ga teng bo’lmasa, qaytgan va singan nurlar qisman qutblangan bo’ladi. qaytgan nurda tushish tekisligiga perpendikulyar tebranishlar ko’proq bo’ladi (3-rasm), singan nurda esa tushish tekisligiga parallel tebranishlar ko’proq bo’ladi. qutblanish darajasi tushish burchagiga bog’liq. Agar tushish burchagi tg i = n12 (3) Shartni qanoatlantirsa (bunda n12 ikkinchi muhitning birinchi muhitga nisbatan sindirish ko’rsatkichi) , qaytgan nur to’la qutblangan bo’ladi. tushish burchagi ib ga teng bo’lganda singan nurning qutblanish darajasi eng katta qiymatga erishadi. Lekin bu nur faqat qisman qutblanishicha qoladi. (3) Munosabat Bryuster qonuni nomi bilan yuritiladi. i burchak Bryuster burchagi yoki to’la qutblanish burchagi deb ataladi. Yorug’lik Bryuster burchagi ostida tushganda qaytgan va singan nurlar o’zaro perpendikulyar bo’lishini tekshirib ko’rish mumkin. Qaytgan va singan nurlarning turli tushish burchaklari uchun qutblanish darajalari dielektriklarda Maksvell tenglamalarini echish yo’li bilan topiladi. Dielektriklar chegaradagi shartlarga quyidagilar kiradi. Chegaraning ikki tomonidagi E va N vektorlar potensial tashkil etuvchilarining tengligi. Natijada quyidagi formulalar hosil bo’ladi: (A1 )┴ = (A1)·(Sin (t1 -t2)/ sin (t1 –t2)) } (A2) " = (A1) (A2)┴ = (A1)·(2sint2·cost1/ sin(t1+t2)) }·(2sint2·cost1/sin(i1–i2)cos(i1–i2) (4) (A1)" =(A1)" (tg(t1–t2)/ tg (t1 –t2)) } bu erda (A1)┴ (A1)┴ (A2)┴ tegishli ravishda tushuvchi qaytgan va singan nurlar tushish tekisligi perpendikulyar tashkil etuvchilarining amplitudalaridir. (A1)" , (A1)" va (A2) " tushish tekisligiga parallel tashkil etuvchilar xuddi o’sha kattalikdir: i1 tushish burchagi, i2 sinish burchagi. Tushish burchagi kichik bo’lganda (3) formuladagi sinuslarni va tangenslarni burchaklarining o’zi bilan almashtirish mumkin (A1)┴ = -(A1)┴(t1– t2)/(i1– i2) = - (A1)┴ (n12-1)/(n12+1) (A2)┴ = (A1)┴(2i2/ (i1+i2))= (A1)(2/(n12-1)) (A1’)" =(A1)" (i1–i2)/( i1 +i2) = (A1)" (n12-1)/( n12+1) (A2)" = (A1)" (2i2/(i1+ i2))= (A1)" (2/(n+1)) (5) Qaytgan yorug’lik nurlarining tashkil etuvchilarning (I1)┴ va (I1) " intensivligining tushuvchi yorug’lik I1 intensivligiga nisbatan olib. Berilgan sirtning ρ qaytarish koeffisentini olamiz. bilan muvofiq ravishda I1’ = J((n12-1)/( n12+1)) 2 ρ = ((n12-1)/( n12 +1)) 2 (6) I2 = n12 · J · (2/( n12 +1)) (7) agar ikilamchi to’lqinni tarqatuvchi zaryadlaridan birini olib qarasak, zaryadning tebranishini ikkita tebranishga ajratamiz. U tebranishlardan biri tushish tezligida yuz beradi. (5-rasm). Ikkinchisi esa, bu tekislikga perpendikulyar yo’nalishda yuz beradi. Tebranishlarning har biriga yassi qutblangan ikkilamchi to’lqin mos keladi. Tebranuvchi zaryadning nurlanish yo’nalishi bo’ladi, zaryad tebranishlar yo’nalishiga perpendikulyar yo’nalishlarda eng ko’p nurlanadi. Tebranishlar yo’nalishida zaryad nurlanmaydi. Yorug’lik to’lqin uzunligidan ko’p marta kichik zarralardan yorug’likning sochilishi vaqtida ham qutblanish yuz beradi. Sochilayotgan yorug’lik dastasi zarralarda zaryadlarning shunday tebranishlarini tug’diradiki, ularning yo’nalishi dastaga perpendikulyar tekislikda yotadi (6-rasm). Ikkilamchi to’lqinda E vektorning tebranishlar yo’nalishi orqali o’tadigan tekislikda sodir bo’ladi. dasta bilan π /2 dan farqli burchak tashkil qiluvchi yo’nalishlarda sochilayotgan yorug’lik faqat qisman qutblangan bo’ladi. Yorug‘likning tarkibida biror yo‘nalishdagi tebranishlar boshqa yo‘nalishlardagi tebranishlarga nisbatan ko‘p bo‘lsa, bunday yorug‘lik qisman qutblangan deb yuritiladi Bunday yorug‘likni tabiiy va yassi qutblangan yorug‘liklarning aralashmasi deb qarash mumkin. Agar qisman qutblangan yorug‘lik qutblagich orqali o‘tkazilayotgan bo‘lsa va asbob nur yo‘nalishi atrofida aylantirilsa, o‘tgan yorug‘likning intensivligi bilan qiymatlar oralig‘ida o‘zgarib turadi, shuning bilan birga bu qiymatlarning biridan ikkinchisiga o‘tish = burchakka burilish bilan amalga oshadi (bir marta to‘la aylanishda ikki marta maksimal va ikki marta minimal qiymatga erishiladi). P=(I_max -I_min)/ (I_max +I_min) ifoda qutblanish darajasi deb ataladi. Qutblanish tekisligi aylanishining yo‘nalishiga qarab, optik aktiv moddalar o‘ngga va chapga aylantiruvchi moddalarga bo‘linadi Agar nurga qarama-qarshi yo‘nalishda qarab turilsa, o‘ngga aylantiruvchi moddalarda qutblanish tekisligi soat strelkasi bo‘yicha aylanadi, chapga aylantiruvchi moddalarda esa, soat strelkasiga teskari aylanadi. SHunday qilib, o‘ngga aylantiruvchi moddalarda nurning yo‘nalishi va aylanishning yo‘nalishi chap vint sistemasini tashkil qiladi, chapga aylantiruvchi moddalarda esa, o‘ng vint sistemasini tashkil qiladi. BRYUSTER QONUNI — dielektrikning sindirish koʻrsatkichi p b-n tabiiy (qutblanmagan) yorugʻlikning uning sirtiga tushish burchagi f orasidagi bogʻlanishni ifodalovchi munosabat. Tushish burchagi Bryuster burchagi deb ataladi va tgp=«sharti bajarilganda dielektrik sirtdan qaytgan yorugʻlik faqat tushish tekisligiga perpendikulyar tekislikda qutblangan boʻladi. Havoda sinish qonuni (g sinish burchagi) boʻlgani uchun Bryuster qonunidan cosp=sinr, yoki f+g=90°. Demak, singan va qaytgan nurlar orasidagi burchak 90° boʻladi. Bryuster qonunidan qutblangan yorugʻlik hosil qilishda, moddaning sindirish koʻrsatkichini aniqlashda foydalaniladi. Bryuster qonuni 1815-y. da D. Bryuster tomonidan topilgan. 8-rasm
Rаsmdаn qaytgan nurlаrdа nurning tushish tеkisligigа pеrpеndikulyar tеbrаnishlаr (.), singаn nurdа tushish burchаgigа pаrаllеl () tеbrаnishlаr ko’proq bo’lishi ko’rinib turibdi. Qutblаnish dаrаjаsi tushish burchаgidаn bog’liq bo’ladi. Tushish burchаgining ma`lum bir qiymatidа tg 0 = n12 tеnglik bаjаrilаdi. Bu tеnglik Bryustеr qonuni dеb аtаlаdi. Undа n12 ikkkinchi muxitning birinchi muxitgа nisbаtаn sindirish ko’rsatkichi, 0 - Bryustеr burchаgi dеyilаdi vа bu pаytdа qaytgan yorug’lik nuri to’la qutblаngаn, singаn nur qismаn qutblаngаn bo’ladi.
III XULOSA Qutblanish tekisligining magnit maydon ta’sirida aylanishi Optik noaktiv moddalar magnit maydoni ta’sirida qutblanish tekisligini aylantirish xususiyatini o’zida hosil qilar ekan. Magnit maydoni bilan yorug’lik to’lqini maydonining bevosita o’zaro ta’sirining natijasi emas, magnit maydoni o’sha maydonga qo’yilgan moddaga qutblanish tekisligini aylantiradigan qobiliyat berib, shu moddaning xossalarinigina o’zgartirar ekan. Demak magnit maydoni ta`sirida hamma jismlar qutblanish tekisligini juda oz darajada bo`lsada aylantiradi. Har bir jismning aylantirish yo`nalishi magnit maydonining yo`nalishiga bog`liq bo`lib, yorug`likning tarqalish yo`nalishiga bog`liq bo`lmaydi. Qutblanish tekisligning tabiiy aylanishida esa bizning yorug`lik dastasi bo`ylab yoki unga qarshi qarashimizga bog`liq ravishda aylantirish yo`nalishi har-xil bo`ldi.Bu digani qutublanish tekisligining aylanishi tashqi magnit maydoniga bog’liq bo’lar ekan. IV Foydalanilgan adabiyotlar 1. I.B.Savelev umumiy fizika kursi 3-tom Toshkent 1976-yil 2. I.B.Savelev umumiy fizika kursi 3-tom Nauka 1982-yil 3. G.S.Landsberg optika,Toshkentmo’qituvchi 1981-yil 4. S.E.Frish, A.V.Timoreva, kurs obshiy fizika, 3-tom, Moskva,1962-yil Download 135.79 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|