O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi farg‘ona davlat universiteti fizika texnika fakulteti

1.2.4-rasm. Maykelson interferometri


Maykelson interferometrining asosiy sxemasi 1.2.4-rasmda ko‘rsatilgan L manbadan chiqayotgan dasta yupqa kumush yoki alauminiy qatlami qoplangan P₁ plastinkaga tushadi.P₁ plastinka oraqali o‘tgan AB nur S₁ ko‘zgudan qaytadi va yana P₁ plastinkaga tushib , qisman undan o‘tadi va qisman AO yo‘nalishda qaytadi .AC nur S₂ko‘zgudan qaytadi va P₁ plastinkaga tushib qisman AO yo‘nalishda o‘tadi. AO yo‘nalishda tarqalayotgan ikkkala (1 va 2) to‘lqin L manbadan chiqayotgan ajratilgan to‘lqinlar bo‘lgani uchun ular o‘zaro kogorent bo‘ladi va bir-biri bilan interferensiyalasha oladi. 2- nur P₁ plastinkani uch marta, l nur esa bir marta kesib o‘tgani uchun, l nur yo‘liga P₁ platinka bilan bir xil bo‘lgan P₂ plastinka qo‘yiladi;bu plastinka oq yorug’lik bilan ishlaganda muhim bo‘lgan qo‘shimchama yo‘l farqini kompensatsiyalash maqsadida qo‘yiladi.
Bu interferension manzara S₂ ko‘zgu bilan S₁ ko‘zguning P₁ plastinkadagi mavhum tasviri orasida hosil bo‘lgan havo qatlamidagi interferensiyaga mos keladi.Agar S₁ va S₂ ko‘zgular hozir tilga olingan havo qatlami yassi-parallel qatlam bo‘ladigan qilib joylashgan bo‘lsa,u holda hosil bo‘ladigan interferension manzara cheksizlikda lokallangan (joylashgan) teng og’malik polosalari (doiraviy halqalar) bilan tasvirlanadi va binobarin u manzarani cheksizlikka akkomodatsiyalangan ko‘z bilan (yoki cheksizlikkka tog’rilangan ko‘rish trubasi bilan yoki linzaning fokal tekisligida ekranda )ko‘rish mumkin.
Albatta, o‘lchami katta (keng) yorug’lik manbaidan foyadalnish ham mumkin (1.2.4-rasm). Havo qatlami juda yupqa bo‘lganda ko‘rish trubasining ko‘rish maydonida katta diametrli siyrak interferension xalqalar ko‘rinadi. Havo qatlami qalin bo‘lganda, ya’ni interferometr yelkalari uzunliklarining farqi katta bo‘lganda manzaraning markazi yaqinida kichik diametrli zich joylashgan interferension halqalar ko‘rinadi. Halqalarning burchakli diametrli interferometr yelkalari uzunliklarining farqi va interferensiyaningtartibiga bog’liq ravishda munosabatda aniqlanadi. Ravshanki, r burchakning qiymati juda kichik bo‘lganda ko‘zguning chorak to‘lqin uzunligi qadar surulishi ko‘rish maydonida yorug’ halqao‘rniga aksincha, qora halqaning yorug’ halqa o‘rniga o‘tishiga mos keladi.
Ko‘zgu maxsus yo‘naltirgichlar bo‘ylab suradigan mikrometrik vint vositasida suruladi. Maykelsonning katta interferometrlarida ko‘zgu o‘z-o‘ziga parallel ravishda bir necha o‘n santimetr ga surulishi kerak bo‘lganidan bu asbobning mexanik xossalari nihoyatda yuksak bo‘lishi kerakligi kelib chiqadi.
Ko‘zgular portlash vintlari vositasida to‘g’rilanadi. Ko‘pincha ko‘zgular shunday o‘rnatiladiki, bunda ekvivalent havo qatlami pona shaklida bo‘ladi. Bu holad pona shaklidagi havo qatlamining qirrasiga parallel joylashadigan teng qalinlik interferension polosalari ko‘rinadi. Ko‘zgilar orasidagi masofalar katta bo‘lganda interferensiyalanuvchi nurlar orasidagi yo‘l farqi g’oyat katta (10⁶ dan ortiq) qiymatlarga yetishi mumkin, ya’ni millioninchichamasidagi polosalar ko‘rinadi.
Pavshanki bu holda monoxtamatiklik darajasi juda yuqori bo‘lgan yorug’lik manbalari kerak. V.P.Linnik “mikrointerferometr” yasadi, bu asbob Maykelsonning kichik interferometri bo‘lib, odatdagi mikroskopga kiygiziladi. Bu asbob sirtidagi juda mayad notekisliklarni kuzatish va o‘lchashga imkon beradi hamda sirtlar sifatini tekshirishda ishlatilishi mumkin.
Ko‘p marta bo‘lingan yorug’lik dastalari bilan ishlanadigan interferension asboblar
Shu choqqacha biz biror fazalar farqiga ega bo‘lgan ikkitagina to‘lqin uchrashganda interferensiyalashuvchi faqat ikki nur bilan ish ko‘rib keldik.
Biror plastinka yassi-parallel bo‘lgan holda yorug’likning plastinka sitidan ko‘p marta qaytishini hisobga olish kerak, chunki ikkilamchi kogorent dastalarining hammasi ham bir-biriga parallel bo‘lib qolib, cheksizlikda lokallangangan teng og’malik polosalari hosil qilib interferensiyalashadi.
Plastinkadan chiqqan ikki qo‘shni dastaning yo‘l farqi 2drcosr ga teng, bu yerda d-plastinkaning qalinligi, n-plastinka moddasining sindirish ko‘rsatkichi va r- sinish burchagi.
d bilan n o‘zgarmas miqdorlar bo‘lgani uchun ko‘rinayotgan polosalar r ning berilgan qiymatlariga va demak,i ning ham berilgan qiymatlariga mos keladi,ya’ni bu polosalar teng og’malik polosalari bo‘ladi.
Albatta 1, 2, 3… dastalarning intensivligini bir xil emasligini hisobga olish kerak. Haqiqatdan ham, masalan, qaytish koeffitsienti 0,05 ga teng bo‘lsin,ya’ni tushayoitgan yorug’lik faqat 5% qaytadi, 95%esa o‘tadi. Bu holda l dastaning intensivligi tushayotgan dasta intensivligining 5%ga teng bo‘ladi, 2 dastaniki 4,5% ga, 3 dastaniki atigi 0,01% ga teng bo‘ladi. Boshqacha aytganda, uchinchi va undan keying dastalar yo‘q desa bo‘ladi. Qaytishb koeffitsiyentining qiymatiga qarab intensivligi hali yetarlicha katta bo‘lgan nurlar soni (effektiv nurlar soni)ortadi va demak, qaytish koeffitsiyenti qancha katta bo‘lsa, interferension manzara hosil bo‘lishda shuncha ko‘p nurlar aktiv ishtirok etadi.
Natijalovchi dastaning intensivligi qo‘shni dastalar orasidagi dastalarning
_(1.2.5)
farqiga bog’liq bo‘ladi.Agar qaytish koeffitsienti, ya’ni qaytgan dasta intensivligining tushayotgan dasta intensivligiga nisbatan R bilan, o‘tkazish koeffitsienti T bilan belgilangansa, polosalardagi intensivlikning ga bog’lanish munosabati
( 1.2.6)
formula bilan ifodalanadi, bunda interferometrga tushayotgan yorug’likning intensivligi I₀ ga teng. funksiya 0 dan 1gacha o‘zgargani uchun intensivlik dan gacha mutassil o‘zgaradi. Minimum hech qayrda nolga teng bo‘lmaydi va uning son qiymati T va R ning qiymatiga bog’liq bo‘ladi. Agar qaytaruvchi qatlam yorug’lik yutmaydi deb, ya’ni T+R=1 deb hisoblasak (umumiy holda T+R+A=1, bu yerda A-yutish koeffitsienti ) I_max=I₀ bo‘ladi, ya’ni maksimumdagi intensivlik interferometrga tushayotgan yorug’lik interferometrga tushayotgan yorug’lik intensivligiga teng, bo‘ladi, ya’ni qaytish koeffitsienti 1 ga qanchalik yaqin bo‘lsa, minimumda intensivlik nolga shuncha yaqin bo‘ladi.
Yo‘l farqini to‘lqin uzunligi orqali ( ) yoki fazalar farqini 2 ning ulushlari orqali ( bu yerda m ning butun qismi – interferension polosaning tartibi) ifodalab, intensivlikning maksimumlari m ning butun qiymatlariga, minimumlari m ning yarimli butun qiymatlariga mos kelishini topamiz (m butun bo‘lganda ifoda 0 ga teng ,m yarimli butun bo‘lganda bu ifoda 1 ga teng bo‘ladi); m ning oraliq qiymatlari maksimumlar bilan minimumlar orasidagi qismlarga qaratilgan yo‘nalishlarga mos keladi. Shunday qilib, minimum ikita maksimum o‘rtasida yotadi.
Intensivligi yaqin bo‘lgan ko‘p dastalar interferensiyalanadigan sharoitlar ikki asbobda bor
A.Fabri-Pero etaloni. Bu asbob odatda havo qatlamli yassi- parallel plastinkadan iborat. Bu plastinka yaxshilab silliqlangan va jilolangan shisha yoki kvarch plastinkalarining ikkita yassi sirti orasida hosil bo‘ladi; shisha yoki kvarch plastinkalarining bir-biriga qaragan sirtlari qattiy parallel bo‘ladigan qilib o‘rnatiladi (1.2.5-rasm). Tashqi sirtlar odatda ichkilari bilan biror burchak hosil qiladi, bunday qilinganda tashqi sirtlardan qaytgan yorug’lik shulasi (blik) asosiy manzarani kuzatishga halaqit bermaydi. Sirtlarni bir-biridan ma’lum parallel o‘rnatish uchun plastinkalar orasiga invardanyasalgan halqa qo‘yiladi. Bu halqaning ikkala tomonida uchtadan chiqig’I bo‘lib, bularga plastinkalar uchta prujina bilan kesib qo‘yiladi. Chiqiqlar ko‘zgular bir-biriga parallel turadigan qilib silliqlab ishlangan.Bir oz parallel bo‘lmay qolganda tegishli prujinani bosish bilan ko‘zgular parallel holatga keltiriladi.