Mavzu: Yorug’likning qutblanishi. Chiziqli, circular, elliptik qutblangan nurlar Reja: Kirish 1 yorug’likning qutblanishi

I BOB. YORUG’LIKNING QUTBLANISHI.

1. 
   Yorug’likning qutblanishi.
   

Interferensiya va difraksiya hodisalarini yorug'likning to'lqin nazariyasi to'liq tushuntiradi. Lekin 1687- yili Gyugens tomo-nidan kashf qilingan yorug'likning qutblanishi deb ataluvchi hodisani tushuntirishda o'sha paytda hukm surgan yorug'likning to'lqin nazariyasi ham muammolarga duch keldi. Xususan, yorug'likning qutblanishini to'lqin nazariyaga asoslanib tushuntirish uchun uni ko'ndalang to'lqindan iborat deb qabul qilishga to'g'ri keldi. To'lqin optikasining asoschilari bo'lmish Gyugens, Yung va Frenellar esa yorug'lik to'lqinlarini, xuddi tovush to'lqinlari kabi, bo'ylama to'lqinlardan iborat, deb hisoblar edilar. To'lqinlar mavzusida (1-kitob) ko'rib o'tganimizdek, ko'ndalang to'lqinlar faqat qattiq jismlarda tarqaladi. Lekin yorug'likning qutblanishi va boshqa hodisalarni tahlil etish yorug'likning ko'ndalang to'lqinlardan iborat ekanligini ko'rsatadi.
Endi Gyugens o'tkazgan yorug'likning qutblanishiga old tajriba bilan tani-shaylik. Gyugens o'zining dastlabki tajri-basida turmalin kristalidan foydalandi. Ma'lumki, turmalin bir o'qli kristalidan iborat bo'lib, uning atomlari shu o'qqa nisbatan simmetrik joylashgan. Gyugens turmalin kristalidan tomonlarining biri uning simmetriya o'qiga to'g'ri keladigan to'rtburchak shaklidagi parallelepiped kesib oldi. Bunday parallelepipedga Quyosh yorug'ligi dastasini tik tushirib, parallelepipedni yorug'lik dastasi atrofida aylantirganda undan o'tgan yorug'likning intensivligi mutlaqo o'zgarmagan (1- a rasm).
Bunda parallelepipeddan I yorug'lik o'tayotganda, juda oz bo'lsada, yutilgan. So'ngra Gyugens turmalindan
chiqayotgan yorug'likni optik o'qlari o'zaro parallel bo'lgan ikkinchi parallelepipeddan o'tkazib, undan chiqayotgan yorug'lik intensivligining (yutilishni hisobga olmasak) birinchi parallelepipeddan chiqayotgan yorug'lik intensivligiga aynan teng ekanligini aniqlagan (1b- rasm). Gyugens birinchi parallelepipedni tinch holdaushlab, ikkinchisini nur bo'ylab yo'nalgan o'q atrofida aylantira boshlaganda, undan chiqayotgan yorug'lik intensivligining kamaya boshlaganligini kuzatgan (1d-rasm). Kristallarning o'qlari orasidagi burchak oshgan sari yorug'likning intensivligi ham kamaya borgan. Kristallarning o'qlari bir-biriga tik bo'lganda yorug'lik to'lqini yangi xossa kasb etib, u ikkinchi kristalidan batamom chiqmay qo'ygan. To'lqin nazariyasi tarafdorlari shu hodisani tushuntirishi kerak edi. Ular Gyugens kashf qilgan bu tajriba natijasidan quyidagi ikki haqiqatga ega bo'ldidar: 1) yorug'lik manbayidan tarqaluvchi yorug'lik to'lqini tar-qalish yo'nalishiga nisbatan batamom simmetrikdir; 2) birinchi kristalidan chiqqan yorug'lik esa tarqalish yo'nalishiga nisbatan simmetrik emas. « Mexanik to'lqinlar » mavzusida kitoblarda berilgandek, bo'ylama to'lqinlarning hammasi tarqalish yo'nalishiga nisbatan simmetrikdir. Shuning uchun fiziklar yorug'lik to'lqinini faqat ko'ndalang to'lqin, deb hisoblashga majbur bo'ldilar. Ingliz olimi J.Maksvell 1865- yili nazariy yo'l bilan yorug'likning elektromagnit to'lqin nazariyasini yaratgach, yorug'likning ko'ndalang elektromagnit to'lqin tabiatiga ega ekanligi o'z-o'zidan oydin bo'lib qoldi. Maksvell nazariyasiga ko'ra, yorug'lik uning tarqalish yo'nalishiga tik bo'lgan elektr maydon kuchlanganligi hamda magnit maydon induksiya vektorlari o'zaro perpendikular bo'lgan tekisliklarda tebranuvchi elektromagnit to'lqinlardan iborat.
Yorug'likning asosiy xossalarini elektromagnit to'lqindagi elektr maydon kuchlanganligi vektori hosil qilganligi uchun, elektr maydon kuchlanganligi vektori tabiiy yorug'likda tartibsiz ravishda har xil tekisliklarda tebranadi. Chunki manbadan chiqayotgan yorug'lik to'lqini uning juda ko'p atomlari chiqarayotgan yorug'lik to'lqinlarining yig'indisidan iborat bo'ladi. Shuning uchun elektr maydon kuchlanganligi vektori har xil yo'nalishga ega bo'lgan yorug'lik tabiiy yoki
qutblannagan yorug'lik deyiladi (2- rasm).
Agar qutblanmagan yorug'lik to'lqinini turmalin, islandiya shpati kabi kristallardan o'tkazsak, ular tabiiy yorug'likni qutblantirib, o'zidan faqat elektr maydon kuchlanganligi vektori aniq bir tekislikda tebranadigan yorug'likni o'tkazadi. Elektr maydon kuchlanganligi vektori aniq bir tekislikda tebranadigan yorug'lik nuri qutblangan nur deyiladi.

2-rasm.


Tabiiy nurni qutblantirib beruvchi kristall (Gyugens tajribasidagi birinchi turmalin kristali) qutblagich yoki polarizator deyiladi. Polarizatorda elektr maydon kuchlanganligining tebranish tekisligi qutblanish tekisligi deyiladi. Nurning qutblangan yoki qutblanmagan nur ekanligini tahlil qilib beradigan kristall (Gyugens tajribasidagi ikkinchl kristall) analizator deyiladi. Analizator ham polarizatorning xuddi o'zi.
Qutblanish hodisasining mexanik, ya'ni ko'z ko'radigan to'lqin modelini hosil qilish qiyin emas. Buning uchun bir uchi mahkamlangan chilvirni tirqishi bo'lgan taxtadan o'tkazib, ikkinchi uchini tartibsiz ravishda har xil tekisliklarda tebrantirsak, chilvir bo'ylab ko'ndalang to'lqin tarqaladi. Chilvir bo'ylab tarqalayotgan to'lqin tabiiy yorug'likning, tirqish esa qutblagichning mexanikaviy ”o'xshashi”dir. Endi tirqishi bor taxtadan o'tayotgan to'lqinni, xuddi shunday tirqishli ikkinchi taxtadan (analizatordan) o'tkazib, taxtani chilvir atrofida
aylantirsak (3- rasm), undan chiqayotgan to'lqin amplitudasining ham o'zgarishini
ko'ramiz. Hatto tirqish o'qlari bir-biriga tik joylashganda, ikkinchi tirqishdan to'lqin o'tmay qolganligining guvohi bo'lamiz.

3-rasm.