Mavzu: Gers vibratorlari Reja

Mavzu: Yorug‘lik interferensiyasini kuzatish usullari


Reja:
1. Yorug’lik almashishini texnik qo’llanmalari
2. Interferensiya hodisasi
3. Optik yo’llar farqi

Yorug'lik aralashuvini amalga oshirish uchun turli xil texnikalar qo'llaniladigan kogerent yorug'lik nurlarini olish kerak. Lazerlar paydo bo'lishidan oldin yorug'lik interferensiyasini kuzatish uchun barcha asboblarda bir xil manbadan chiqadigan yorug'lik nurlarini ajratish va keyinchalik yaqinlashtirish orqali kogerent nurlar olingan. Amalda buni ekranlar va uyalar, nometall va sindiruvchi jismlar yordamida amalga oshirish mumkin. Keling, ushbu usullardan ba'zilarini ko'rib chiqaylik.

1. Young usuli. Yorug'lik manbai yorqin yoritilgan tirqish S bo'lib, undan yorug'lik to'lqini S tirqishiga parallel bo'lgan ikkita tor teng masofadagi S1 va S2 tirqishlariga tushadi. Shunday qilib, S1 va S2 tirqishlari kogerent manbalar rolini o'ynaydi.

Interferentsiya sxemasi (BC maydoni) S1 va S2 ga parallel ravishda bir oz masofada joylashgan ekranda (E) kuzatiladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, interferensiya hodisasini birinchi bo'lib T. Jung kuzatgan.
2. Fresnel nometalllari. S manbasidan yorug'lik bir-biriga nisbatan 180 ° dan bir oz farq qiladigan burchak ostida joylashgan ikkita tekis ko'zgu A1O va A2O ustiga ajraladigan nurda tushadi (burchak  kichik). Yassi ko'zgularda tasvirni qurish qoidalaridan foydalanib, manba ham, uning tasvirlari ham S1 va S2 (ularning orasidagi burchak masofasi 2 ga teng) markazi O nuqtada joylashgan r radiusli bir xil doirada yotishini ko'rsatish mumkin. (ko'zgularning aloqa nuqtasi).



Ikkala oynadan aks ettirilgan yorug'lik nurlarini S1 va S2 xayoliy manbalardan kelgan deb hisoblash mumkin, ular S ning ko'zgulardagi xayoliy tasvirlaridir.
Hayoliy manbalar S1 va S2 o'zaro bog'liq bo'lib, ulardan chiqadigan yorug'lik nurlari bir-biri bilan uchrashib, o'zaro bog'lanish mintaqasiga aralashadi. Ko'rsatish mumkinki, bir-biriga yopishgan nurlarning maksimal ajralish burchagi 2 dan katta bo'lishi mumkin emas. To'g'ridan-to'g'ri yorug'likdan deklanşör (3) bilan himoyalangan ekranda (E) interferentsiya namunasi kuzatiladi.
3. Frenel biprizmasi. U kichik sinishi burchakli ikkita bir xil asosli buklangan prizmadan iborat. S manbadan yorug'lik ikkala prizmada ham sinadi, buning natijasida yorug'lik nurlari kogerent bo'lgan S1 va S2 xayoliy manbalardan chiqayotgandek biprizma orqasida tarqaladi. Shunday qilib, kogerent nurlar ekran yuzasiga (soyali maydonda) qo'yiladi va interferensiya kuzatiladi.

Ikki manbadan interferentsiya naqshini hisoblash. Yorug'lik interferensiyasini kuzatishning yuqoridagi usullari uchun interferentsiya naqshini hisoblash bir-biriga etarlicha yaqin joylashgan ikkita tor parallel tirqish yordamida amalga oshirilishi mumkin .

S1 va S2 yoriqlari bir-biridan d masofada joylashgan va kogerent (ba'zi optik tizimda S manbasining haqiqiy yoki xayoliy tasvirlari) yorug'lik manbalari. Interferensiya ekranning ixtiyoriy A nuqtasida ikkala tirqishga parallel va ulardan l masofada joylashgan, l≫d bilan kuzatiladi. Yo'naltiruvchi nuqta O nuqtada tanlanadi, u teshiklarga nisbatan nosimmetrikdir.
O dan x masofada joylashgan ekranning istalgan A nuqtasidagi intensivlik  \u003d - optik yo'l farqi bilan aniqlanadi.

bundan - = 2xd, yoki

(l≫d shartdan kelib chiqadiki, +  2l, shuning uchun
(1)
Topilgan  (1) qiymatini (2) va (3) shartlarga almashtirsak, intensivlik maksimali kuzatiladi, deb olamiz, agar
(2)
va minimal, agar
(3)
Interferentsiya chegarasining kengligi deb ataladigan ikkita qo'shni maksimal (yoki minimal) orasidagi masofa
(4)
x interferensiya tartibiga (m ning qiymati) bog’liq emas va l, d va ₀ ma’lumotlar uchun o’zgarmasdir. (4) formulaga muvofiq x d ga teskari proporsional; binobarin, manbalar orasidagi katta masofada, masalan, d  l da alohida bandlar farqlanmaydi. Ko'rinadigan yorug'lik uchun ₀  m, shuning uchun vizual kuzatish uchun mavjud bo'lgan aniq interferentsiya sxemasi l≫d da sodir bo'ladi (hisoblashda bu holat hisobga olingan). x da l, d ning o'lchangan qiymatlariga ko'ra (4) yordamida yorug'likning to'lqin uzunligini eksperimental ravishda aniqlash mumkin. (2) va (3) iboralardan kelib chiqadiki, ekranda ikkita kogerent yorug'lik manbalari tomonidan yaratilgan interferentsiya naqshlari bir-biriga parallel ravishda yorug'lik va quyuq chiziqlar almashinishidir. m = 0 ga mos keladigan asosiy maksimal O nuqtadan o'tadi. Undan yuqoriga va pastga bir-biridan teng masofada birinchi (m = 1), ikkinchi (m = 2) tartiblarning maksimal (minimumlari) va boshqalar.
Biroq tasvirlangan rasm faqat monoxromatik yorug'lik bilan yoritilganda amal qiladi (₀ = const). Agar oq yorug'lik ishlatilsa, ya'ni 0,39 mkm (spektrning binafsha qirrasi) dan 0,75 mkm (spektrning qizil qirrasi) gacha bo'lgan uzluksiz to'lqin uzunliklari to'plami bo'lsa, u holda har bir to'lqin uzunligi uchun interferentsiya maksimallari formula (4) ga muvofiq bo'ladi. bir-biriga nisbatan siljiydi do'st va kamalak chiziqlar kabi ko'rinadi. Faqat m = 0 bo'lganda, barcha to'lqin uzunliklarining maksimallari bir-biriga to'g'ri keladi va ekranning o'rtasida oq chiziq kuzatiladi, uning ikkala tomonida birinchi, ikkinchi darajali maksimallarning spektral rangli chiziqlari nosimmetrik tarzda joylashadi. (oq tasmaga yaqinroq binafsha rangli zonalar bo'ladi, bundan keyin - qizil rang zonalari).