Mustaqil ish guruh: Bajardi: Qabul qildi: Navoiy-2023 mavzu: Yorug'likning interferensiyasi. Interferensiyaning max va min shartlari

NAVOIY DAVLAT KONCHILIK VA TEXNOLOGIYALAR UNIVERSITETI
__________________________________________ FAKULTETI

____________________________________________
fanidan

MUSTAQIL ISH


Guruh: _________________________
Bajardi: _________________________
Qabul qildi: ______________________


Navoiy-2023

MAVZU: Yorug'likning interferensiyasi. Interferensiyaning max va min shartlari.
Reja:

1. 
   Yorug'likning interferensiyasi.
   
2. 
   Interferensiya max va min shartlari.
   
3. 
   Frenel ko’zgulari
   

Yorugʻlik interferensiyasi - ikkita yoki bir nechta yorugʻlik toʻlqinlarining qoʻshilishi natijasida yorugʻlik nurlanishi energiyasining fazoda qayta taqsimlanishi (qarang Interferensiya); toʻlqin interferensiyasining xususiy holi. Yo. i. ekran yoki b. sirtda yorugʻ yoki qorongʻi yoʻllar yoki dogʻlar (monoxromatik yorugʻlik uchun) yoxud rangdor qismlar (oq yorugʻlik uchun) yonmayon joylashgan holda koʻrinadi. Yo. i. 17-asrdaI. Nyuton tomonidan tadqiq qilingan boʻlsada, uning korpuskulyar nazariyasi ushbu xrdisani tushuntira olmadi. Uni 19-asr boshida T. Yung va O. Frene.tar toʻlqin hodisa sifatida nazariy talqin qilib berdilar. Doimiy faza farqi sharoitida, yaʼni kogerent yorugʻlik dastalarining qoʻshilishi natijasida vujudga keluvchi, fazoda kuchaygan va susaygan intensivliklarning muntazam almashinuvidan iborat boʻlgan Yo. i. eng kengtarqalgan — statsionar interfere n siya dir. Yo. i. turlari asosan yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilish usullari bilan bogʻliq. Yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilishning ikki usuli: toʻlqin frontini boʻlish usuli va amplitudani boʻlish usulidan keng foydalaniladi. Toʻlqin frontini amplitudaviy boʻlish tuzilmalarida birlamchi manbaning nurlanishi optik muxitlarning yarim shaffof boʻlinish chegaralari bilan boʻlinadi. Masalan, sovun pufaklari, suvdagi yogʻ pardalarida shunday tur Yo. i. vujudga keladi. Bu hollarning bar chasida ikkita sirtdan qaytgan yorugʻliklarning interferensiyasi xreil boʻladi. Amplitudani boʻlish usuli interferometrlarda keng qoʻllanilib, unda toʻlqin maydonlari maxsus yarim shaffof koʻzgular vositasida boʻlinadi. Yuqoridagi ikki nurli interferensiyadan tashqari, koʻp nurli Yo. i.lar ham mavjud. Fabri — Pero interferometri koʻp karrali qaytuvchi nurlarda ishlasa, difraksiya panjaralari va Maykelson eshelonlari koʻp elementli davriy tuzilmalarga asoslangan. Yo. i.dan yorugʻlikning spektral tahlilida, masofalar, burchaklar va tezliklarni aniq oʻlchash hamda refraktometriyada keng qoʻllaniladi. Yo. i. golografiya asosini tashkil qiladi.
Interferensiya (lotincha: interferens; mirfayz lot. inter - oʻzaro va ferens — koʻtarish, urilish) — toʻlqinlarning fazoda ustma-ust tushib qoʻshilgan holda bir-birini kuchaytirishi yoki susaytirishi. Tabiatidan qatʼi nazar hamma toʻlqinlar (akustik, yorugʻlik, elektr va b.)ga xos holat. Shuning uchun ham umumiy holda toʻlqinlar I.si, xususiy holda yorugʻlik I.si oʻrganiladi. Toʻlqin kogerent va bir xil qutblangan boʻlsa, toʻlqin I. hodisasi hosil boʻladi (qarang Kogerentlik, Qutblanuvchanlik). Bir xil chasto-tali bir xil qutblangan ikki garmonik toʻlqinlarning qoʻshilishi oddiy holatdagi toʻlqin I.siga misol boʻla oladi.
Issiklik manbalaridan chiqqan kogerent boʻlmagan toʻlqinlar ham I.ni hosil qiladi. Mas, astronomik katta teleskoplarda yulduzlardan kelgan yorugʻliklar I.sini kuzatish mumkin. Bunga sabab, yulduzlardan tarqalayotgan yorugʻliq toʻlqinlari oʻz manbaidan uzoqlashgan sari, uning fazaviy kogerentlik darajasi R/r ga proporsional ravishda oshadi (R — yorugʻlik manbaigacha boʻlgan masofa, g — manba oʻlchami). Issiqlik manbalaridan chiqqan toʻlqinlar manbadan qancha uzoklashsa, ular shuncha yassi toʻlqinlarga yaqin boʻladi. Lekin yorugʻlik intensivligining susayishi h/R2 tarzda boʻlgani uchun ularning yorugʻlik I.sini qayd qilish juda sezgir teleskoplarni ta-qozo etadi.
Frenel difraksiyasi - sferik yoruglik toʻlqinining ekrandagi teshikdan boʻladigan difraksiyastl. Bunda teshikning radiusi Frenelning birinchi zonasi radiusi tartibida boʻlishi kerak. O.J. Frenel sharafiga qoʻyilgan (yana qarang Yorugʻlik difraksiyasi).
Yorugʻlik difraksiyasi - tor maʼnoda — yorugʻlikning noshaffof jismlar (ekranlar) chegaralarini aylanib oʻtish hodisasi (qarang Difraksiya); yorugʻlikning geometrik soya sohasiga oʻtishi (rasmga q.). Keng maʼnoda — toʻlqin optikasidan geometrik optikaga oʻtish chegaraviy sharoitlarida yorugʻlik toʻlqin xossalarining namoyon boʻlishi. Tuman tomchilarida yorugʻlikning sochilishi, optik sistemalar (mikroskop)da tasvirning shakllanishi va b. bunga misol boʻla oladi. Yo. d. yorugʻlik toʻlqin uzunligi X ga bogʻliq; u X,—"0 da yoʻqoladi. Qizil nur binafsha nurga nisbatan kuchliroq difraksiyalanadi. Bu hodisadan foydalanib, oq yorugʻlikni difraksiya spektriga ajratish mumkin. Yo. d.ningtaqribiy nazariyasini 1816-yilda O. Frenel yaratgan. Bu nazariyaga koʻra, Yo. d. ikkilamchi toʻlqinlar interferensiyasm natijasidir. Bu nazariyadan asboblar optikasida difraksion effektlarni hisoblashda keng foydalaniladi. Ekranlar sistemasi orqasidagi yoritilganlikni Frenel zonalari vositasida hisoblash usuli zonaviy plastinka Dumaloq ekran atrofida yorugʻlik nurlaridan hosil boʻlgan difraksion halqa. Frenel zonalari usuli difraksiya manzarasini faqat bir nechta zona tashkil qilgan holda samaralidir. Ushbu hollarni Frenel difraksiyasi yoki yigʻiluvchi nurlardagi difraksiya deyiladi. Agar S sirt zonaning kichik kismini tashkil qilsa yoki difraksiya uzokdan kuzatilsa (Fraungofer difraksiyasi), uni tushuntirish uchun muayyan nuqtaga yigʻiluvchi ikkilamchi toʻlqinlar fazalaridagi oʻzgarishlarni hisobga olish lozim. Yo. d.ning toʻliq nazariyasini 1882-yilda G. R. Kirxgof yaratgan. Yo. d. optika va fizikada katta ahamiyatga ega. Mas, u optik asboblar imkoniyatlari chegaralarini, mikroskoplar va teleskoplarning ajrata olish qobiliyatlarini, ochiq rezonatorlarning ayelligini va b.ni aniklashga imkon beradi. Lazerlarning yaratilishi Yo. d.ga oid yangi xrdisa va masalalarni yuzaga keltirdi. Bular jumlasiga qisman kogerent maydonlar difraksiyasi yoki nochizigʻiy optik muhitlardagi oʻzdifraksiya hodisasi va b. kiradi.
Nyuton eng birinchi bo‘lib yorug‘lik nurlarining o‘zaro ta’siri, yoki optika tilida aytganda yorug‘lik interferensiyasi bo‘yicha tajribalar o‘tkazgan edi. U tirqishdan o‘tayotgan yorug‘lik spektridagi turli rangdagi (ya’ni turli to‘lqin uzunligidagi nurlarni) linza orqali yoyilganda va qayta yig‘ilganda, ularning o‘zaro ta’sirlashayotganligini aniq ravshan ko‘rgan. Tirqishdan oq nur o‘tkazilganda, undan keyin rangdor va kamalakli halqalar paydo bo‘lgan. Agar tirqish orqali ranglarda biri o‘tkazilsa, undan keyingi holatda, qora va rangli halqalar o‘rin almashinish tartibida paydo bo‘lar edi. Ammo Nyuton nima sababdandir, o‘ziga xos bo‘lmagan tarzda, bu tadqiqotni oxirigacha yetkazmadi. Fikrimizcha, bu hodisani Nyuton o‘zi tushuna olmagan qandaydir noma’lum fizik hodisalar bilan bog‘lab, ularni tadqiq etish uchun qo‘shimcha tadqiqotlarni olib borish zarur deb bilgan.
Nyuton qo‘yib ketgan mumtoz optika tamal toshi asosida, mazkur fizik hodisaning to‘liq modelini qurgan haqiqiy buyuk tadqiqotchilar XIX asrda paydo bo‘ldi. Ulardan birinchisi Tomas Yung (1773-1829) edi.
Tomas Yung haqiqiy ma’nodagi ko‘p qirrali shaxs bo‘lgan: uning tarjimai holidan siz Misrshunos, gimnast, musiqachi kabi iste’dodlarini ham topasiz. Uning noyob qobiliyatlari haqida ajoyib bir hikoya mavjud: Tomas 14 yoshligida, o‘qituvchisi ko‘pchilik ichida unga ingliz tilida bir necha iborani qog‘ozga yozib chiqishini topshiriq qilib beradi. Topshiriq «yordamchi»lardan holi, alohida xonada, yakka tartibda bajarilishi kerak edi. Tomas Yung o‘sha xonada qolgan tengdoshlaridan ko‘ra uzoqroq qolib ketadi. Ko‘pchilik qatori, uning o‘qituvchisi ham, Yungning topshiriqni bajara olmayotganligiga ishonchi komil bo‘lib, uning chiqishi bilan ustidan kulishga tayyorlanishgan. Biroq noyob qobiliyat egasi bo‘lgan Yung, xonadan chiqib, o‘qituvchisiga qolgan tengdoshlaridan ko‘ra uzunroq qog‘ozni tutqazdi. Yung topshiriqdagi iborani faqat ingliz tilida emas, balki yana 9 ta tildagi tarjimalari va grammatik qoidalari bilan yozib chiqqan edi.
Yung o‘zining dastlabki ilmiy ishini inson ko‘rish tizimini tadqiq qilishdan boshlagan. U odam ko‘zi gavhari ham o‘zgaruvchan qavariqlikka ega linzadan iborat ekanligini va maxsus muskullar uning torayib yoki kengayib turishiga javobgar ekanligini ilmiy tadqiqotlar asosida mufassal yoritib berdi. Yung o‘zining mazkur tibbiy-optika tadqiqotlarini bajargan vaqtida, atiga 20 yoshda bo‘lgan. Bu tadqiqotning o‘zi, uni Qirollik ilmiy jamiyatiga a’zolikka qabul qilinishiga yetarli asos bo‘ldi.
Nyutonning yorug‘lik bilan olib borgan tadqiqotlarini Yung tanqidiy nuqtai nazardan qayta-qayta o‘rganib chiqdi. Ayniqsa u yorug‘lik zarralarining tezligi, uning mittigina ko‘mir uchqunidan, yoki, ulkan quyoshdan chiqqanligidan qat’iy nazar bir xil bo‘ladi degan g‘oyaga hecham ko‘nikolmas edi. Undan ham ko‘proq, Nyutonning tajribalaridagi yupqa plastinalarning turli ranglarda jilolanishi haqidagi nazariyasi Yung uchun nomukammal va to‘liq tushuntirilmagan deb qarar edi. Bu hodisani modellashtirib va uning ustida tinimsiz bosh qotirib, Yung, bu hodisani tushuntirishning ajoyib va samarali usulini o‘ylab topdi: u yorug‘likning yupqa plastinaning birinchi yuzasidan o‘tib, uning ikkinchi yuzasidan akslanib va birinchi yuzdan qaytib chiqqan, va shu tarzda kuchaygan yoki susaygan monoxromatik yorug‘lik sifatida o‘rganishga kirishdi. Yunging bu g‘oyaga qanday qilib fikran yetib kelganligi aniq ma’lum bo‘lmasa-da, olimlarning fikricha, unga bunday ajoyib fikrni bergan hodisa bu – tovush zarbalarining davriy kuchayib susayib, quloqda aks sado berishi bo‘lgan ekan. 1801 yildan 1803 yilgacha muddatda Qirollik jamiyatiga taqdim qilingan to‘rtta hisobotida Yung o‘zining nazariy va amaliy tadqiqotlarini batafsil yoritgan. Mazkur hisobotlar esa, umumlashtirilgan va kitob holiga keltirilgan ko‘rinishda, 1807 yilda «Tabiiy falsafa va mexanika san’ati fanidan ma’ruzalar» nomi bilan Londonda nashr ettirilgan. U o‘z asarida, Nyutonning «Boshlang‘ichlar» kitobining XXIV bobidagi hikoyadan – Galley tomonidan kuzatilgan Filippin arxipelagidagi g‘ayritabiiy suv ko‘tarilishlari hodisasi haqida bir necha marta iqtibos keltiradi. O‘sha hodisani Nyuton to‘lqinlarning ustma ust tutashuvi sifatida tushuntirgan edi. Yung ushbu misoldan kelib chiqib, interferensiyaning umumiy tamoyillari haqida xulosalar keltirib chiqaradi.