Mualliflar: Abduraxmanov. P., fizika-matematika fanlari doktori, professor, Egamov U., fizika-matematika fanlari

75 - §. Yorug’`likning yutilishi va sochilishi


Moddaga oq nur tushganda, u aloxida uzunlikdagi to`lqinlarni yutib, shu to`lqin uzunligi atrofida sinish kursatkichini to’lqin uzunligiga bog’liq ravishda usishini va anomal dispersiyani kuzatilishini ta’minlaydi.
Yorug’`likni yutuvchi moddadan utgan nurlarni spektrga ajratsak, xar xil rangli fonda korachiziklar va yutilgan nurlar to’lqin uzunligiga tegishli kengrok sodalar kuzatiladi. Bunday chiziklar majmuasi jismning yutilish spektrini beradi.

151. 
     - rasm. Moddaning yutilish spektri
     

I jadallikdagi monoxromatik yorug’lik dx kalinlikdagi yutuvchi katlam sirtiga perpendikulyar ravishda tushayotgan bulsin va katlamning boshka tarafidan yorug’lik I - dI jadallik bilan chiksin. Juda yupka katlam uchun jadallik kamayishi katlam kalinligi va boshlangich jadallikka to’g’ri proporsionaldir


Bu erda


dI
I


dI = -^Idx
S^^x. Agarda katlam kalinligi d katta bo’lsa, uni yupka


katlamlar majmuasi deb xisoblab, jadallik uzgarishni I₀ dan I gacha, kalinlikni esa, 0 dan d gacha integrallaymiz


\dI L
j Y ^{= dx} ;


ln


= - ]dd


0


Natural logarifmdan oddiy sonlarga utsak, kuyidagi ifodaga

— _ e ^M .. I _ I _e~^Md I yoki ¹ — ¹o^e

0
ega bulamiz. Bu ifoda Buger - Lambertssonunini tavsiflaydi. Bu erda M - berilgan moddaning yorug’likni yutish koeffitsientidir va u to’lqin uzunligiga bog’liq bo’ladi:
^M _ M) ^(Lo)
Buyalgan korishmalar uchun m korishmalar konsentratsiyasiga proporsionaldir
M _ kc
va bu xolda Buger - Lambert konuni kuyidagi kurinishda yoziladi:
I _ Ioe-^kcd, (75.1)
yutilish koeffitsientini to’lqin uzunligiga bog’liqligi grafik kurinishda 154 - rasmda xlorlisseziy moddasi uchun tasvirlangan.

151. 
     - rasm. Xlorlisseziy moddasining yutilish spektri
     

Bu rasmda spektrning ultrabinafsha qismi tasvirlangan. Egri chizik chukkilari yutilish sohalariga tegishlidir.
Tinik moddalarda, spektrning kuzga kurinadigan qismida, yutilish sohalari bulmaydi, ultrabinafsha va infrakizil sohalarida
247




yutilish kuzatiladi. Yorug’lik spektrining kuzga kurinadigan qismida yutilish sohalari jismning rangini bildiradi. Masalan, kizil shisha kizil nurlarni deyarli yutmaydi va kolgan nurlarni yaxshi yutadi. SHuning uchun, kizil shishani ok nur bilan yoritsak, kizilga uxshaydi, yashil nur bilan yoritsak kora, ya’ni yashil nurga tinikmasligini kursatadi.
Metallar, kup erkin elektronlarga ega bulgani uchun, yorug’likni kuchli yutadi, elektronlar esa yorug’lik to’lqinining uzgaruvchan elektr maydoni ta’sirida, amplitudasi katta bulgan tebranma xarakatga keladilar. Elektronlarni tebranma xarakatga keltirish uchun zarur bulgan energiya, yorug’lik to’lqinining energiya zaxirasidan sarflanadi. Ammo tebranayotgan elektronlar xam shu chastotalarda to’lqin nurlatadi, bu esa yorug’likning kaytishiga sabab bo’ladi.
SHunday kilib, metallar yorug’likni kuchli yutadi va kuchli sochadi. YArim utkazgichlar yorug’likni kamrok yutadilar, dielektriklar esa undan xam kam yutadilar.
Yorug’lik to’lqinlarining, muxit atomlari elektronlari bilan uzaro ta’sirlashuvida, elektronlar tebranma xarakatga kelib yorug’lik chikaradilar. Tabiiy nurlarda tebranishlarning barcha yunalishlari teng extimolli bulganligi uchun, atomlar chikarayotgan yorug’lik barcha yunalishlarda sochilishi mumkin. Agarda muxit atomlari birtekis taksimlangan bo’lsa, sochilgan nurlar kogerent bo’ladilar va interferensiya tufayli bir-birini yukka chikaradilar. Bu xolda muxit optik jixatdan birjinsli bulib, nurlarni sochmaydi.
Agarda, muxitda zarrachalar tartibsiz taksimlansalar, u xolda, ular sochgan yorug’lik nokogerentdir va sochilish barcha taraflarda urinli bo’ladi. Ammo, amalda, kimyoviy birjinsli bulgan muxit molekulalari xam, issiklik xarakati va betartib xosil bulgan kuyuklik yoki siyrakliklar xisobiga nur sochadilar.
Agarda, birjinsli bulmagan kuyuklik yoki siyrakliklar o’lchamlari to’lqin uzunligiga nisbatan kichik bo’lsa, u xolda istalgan yunalishdagi sochilgan yorug’lik jadalligi tushayotgan to’lqin uzunligiga kuyidagicha boglangan bo’ladi (Reley konuni):
g 1

2. 
   ~ Y , (75.2)
   

Atmosfera xavosi zarrachalarining o’lchamlari kichik bulganda


248

	E
E i
OS

151. 
     - rasm. Tabiiy yorug’likni ikki xil yunalishdagi tebranishlarga
     

ajratish


249

Shu sababli, ideal polyarizator orkali yorug’likning utgan qismi kuyidagi urtacha kiymatga tengdir:

E_d = E cos a, E_l= E sina , (76.1)
2 1

• 
  cos a > = —
  

2
SHunga asosan, tabiiy yorug’likni, bir xil jadallikka ega bulgan va bir - biriga perpendikulyar tekisliklarda kutblangan, ikkita elektromagnit to’lqinlarning bir - birini ustiga tushishi, deb
tasavvur kilish mumkin. Agarda, polyarizatorga I₀ - E² jadallikdagi yassi kutblangan yorug’lik tushsa, u xolda polyarizatordan chikkan yorug’lik jadalligi kuyidagi ifoda bilan aniklanadi
I = I₀cos² a, (76.2)
bu ifoda Malyusssonuni deb ataladi. Agarda yorug’lik tekisliklari a burchak xosil kilgan ikkita polyarizatordan utsa, u xolda birinchi polyarizatordan jadalligi
¹0 2 ^Itab
Bo`lgan yassi qutblangan yorug’`lik chikadi va ikkinchisidan Malyus konuniga asosan
/ - ¹ G 2

10. 
    - ₂ ^Irnc6 ^{COs a} , (76.3)
    

jadallikdagi yorug’`lik chikadi.
Ikkinchi polyarizator yorug’likka mos keladigan uk atrofida aylanganda, a burchak 0 + 2 l kiymatlarda uzgaradi, yorug’lik jadalligi a = 0 va a = l (ikkala polyarizatorlar bir - biriga parallel bulganda)
^{L 3}
kiymatlarda maksimumga erishadi va a = — va a = — l kiymatlarda (polyarizatorlar bir-biriga perpendikulyar bulganda) ikki marta nolga


250




aylanadi. Bu yorug’lik jadalligi tebranishlariga karab, uning
kutblanganligini va tebranish tekisligi yunalishini aniklash
mumkin. Shu sababli, ikkinchi polyarizator analizator vazifasini
utashi mumkin.
Bir yunalishdagi tebranish boshka yunalishlardagi
tebranishlardan ustun bo’ladigan yorug’lik, kisman kutblangan
xisoblanadi. Polyarizator nur bilan mos keladigan uk atrofida
aylanganda kisman kutblangan yorug’lik jadalligi I_max dan I_min gacha
uzgaradi.
r=^{1 -} ^


max m.n


I +1 .
max m.n


(76.4)


Bu ifoda polyarizatorning tartibi deb ataladi.
YAssi kutblangan yorug’lik uchun I_min = 0 bulgan xolda, R = 1 ga teng bo’ladi, tabiiy yorug’lik uchun esa I_min = I_max bulganda, R = 0 ga teng bo’ladi.

76. 
    - §. Qaytish va sinishda yorug’`likning qutblanishi