R. G. Isyanov pedagogika fanlari nomzodi
Download 3.01 Kb. Pdf ko'rish
|
k
kok tasvirga nisbatan uzoqroqda joylashgan. Agar ekranni ravshan tasvir, masalan, kok tasvir hosil bolgan joyda qoldirsak, qizil nur ekranda noaniq dog beradi yoki ak- sincha. Shu sababli oq yoruglikdan foydalanilganda nuqtaning linzadagi tasviri rangli va bir-biri bilan chaplashgan, linzaga ya- qin uchi S b binafsha, uzoq uchi S q qizil doirachalar tizimidan iborat boladi. Dispersiya tufayli yuzaga keladigan bunday nuq- son xromatik aberratsiya deyiladi. Òurli shishalarning sindirish korsatkichi turlicha. Fokus maso- falari bir xil bolgan holda sindirish korsatkichi katta bolgan linza uchun sindirish korsatkichi kichik bolgan linzaga nisbatan S b va S q nuqtalar orasidagi masofa katta boladi. Bu holdan xromatik aberratsiyani bartaraf etishda foydalaniladi. Buning uchun sindirish korsatkichi kichik ikki tomonlama qavariq (yiguvchi) linzaga sindir- ish korsatkichi katta botiq-yassi (sochuvchi) linza yopishtirilgan sistema ishlatiladi (111- rasm). Sochuvchi linza yiguvchi linzaning 110- rasm. 111- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 113 fokus masofasini uzaytiradi, shu bilan birga kuchliroq sinadigan kok nurdan foydalangandagi k F ′ fokus masofa kamroq sinadigan qizil nurdan foydalangandagi q F ′ fokus masofadan koproq uzaya- di. Oddiy holda hisoblashlar shunday qilinadiki, natijada qizil nur- larning q F ′ fokusi va kok nurlarning k F ′ fokusi bilan bitta nuqtada ustma-ust tushsin. Òurli rangdagi tasvirlar bitta nuqtada qoshilib amalda oq nuqtani hosil qiladi, yani xromatik aberratsiya bartaraf etiladi. Òakrorlash uchun savollar 1. Optik asboblarning qanday turlarini bilasiz va ular qanday maqsad- larda ishlatiladi? 2. Korish burchagi deb nimaga aytiladi? 3. Lupaning kattalashtirishini qanday aniqlash mumkin? 4. Proyeksion apparatda nurning yoli qanday boladi? 5. Fotoapparatda buyumning tasviri qanday hosil qilinadi? 6. Mikroskopda nurning yolini chizing. 7. Mikroskopning kattalashtirishini qanday aniqlash mumkin? 8. Korish trubalari qanday maqsadlarda ishlatiladi? Uning qanday tur- larini bilasiz? 9. Refraktor nima? Reflektor-chi? 10. Kepler trubasida nurning yolini chizing. 11. Galiley trubasida nurning yolini chizing. 12. Òeleskop-reflektorning tuzilishini va ishlash prinsiðini tushuntiring. 13. Aberratsiya nima? U qanday oqibatlarga olib keladi? 14. Sferik aberratsiyani tushuntiring. U qanday bartaraf etiladi? Chizma- da korsating. 15. Xromatik aberratsiya qanday yuzaga keladi? Uni qanday bartaraf etish mumkin? Chizmada korsating. Masala yechish namunalari 1- masala. Proyeksion apparat obyektining fokus masofasi 20 sm ga, obyektivdan ekrangacha bolgan masofa esa 20 m ga teng. Diapozitivda rasmning balandligi 4 sm ga teng bolsa, ekrandagi tasvirning balandligi nimaga teng boladi? Berilgan: F=20 sm = 0,2 m; f = 20 m; h = 4 sm = 0,04 m. Òopish kerak: H ? Yechilishi. Diapozitivdan obyektivning optik markazigacha bolgan masofani linza formulasidan topamiz: 8 Olmasova M.H. www.ziyouz.com kutubxonasi 114 . F f d f F ⋅ = − Òasvirning balandligini linzaning kattalashtirishidan topamiz: ; . H f h f h f f F H h F f h d d F f F ⋅ ⋅ − = = = = ⋅ ⋅ − Hisoblash: 0,04 m (20 m 0,2 m) 3,96m 4m. 0,2 m H ⋅ − = = ≈ 2- masala. Fotoapparat optik kuchi 5 dioptriya bolgan obyektiv (linzalar sistemasi)ga ega. Shunday fotoapparat yordamida balandligi 160 sm bolgan odamning rasmi olinmoqchi. Òasvirning kattaligi 8 sm bolishi uchun odam fotoapparatdan qanday uzoqlikda turishi kerak? Berilgan: D = 5 D; h = 160 sm = 1,6 m; H = 8 sm = 0,08 m. Òopish kerak: d ? Yechilishi: Fotoapparatning obyektivi bitta yiguvchi linzaning vazifasini bajaradigan linzalar sistemasidan iborat. Yiguvchi linza formulasidan foydalanib, f ni topamiz: . F d f d F ⋅ = − (a) Ikkinchi tomondan, fotoapparatning kattalashtirishi: f H d h = dan . H d f h ⋅ = (b) (a) va (b) ifodalarni birgalikda yechib hamda 1 F D = ekanligini nazarga olib, d ni topamiz: ; . F d H d h H h H d F d F h H HD ⋅ ⋅ + + = = = − Hisoblash: 0,08 m 1,6 m 4,2 m. 1 5 0,08m m d + = = ⋅ 3- masala. Mikroskop obyektivining fokus oraligi 4 mm, okulyarining fokus oraligi esa 2,5 sm. Agar buyum obyektivining bosh fokusidan 0,2 mm nariga joylashtirilgan bolsa, mikroskop necha marta katta qilib korsatadi? www.ziyouz.com kutubxonasi 115 Berilgan: F 1 = 4 mm = 0,004 m; F 2 = 2,5 sm = 0,025 m. l = 0,2 mm = 0,0002 m. Òopish kerak: k ? Yechilishi. Mikroskopning kattalashtirishi: 0 1 2 , d k F F δ ⋅ = ⋅ bunda: d 0 eng yaxshi korish masofasi; δ obyektiv bilan okulyarning fokuslari orasidagi masofa. Buyumning obyektivda haqiqiy, kattalashgan va teskari tasviri okulyarning fokusiga yaqin joyda hosil boladi, shuning uchun δ = f 1 F 1 deb olish mumkin, bunda f 1 tasvirning obyektivdan uzoqligi. Buyum obyektivdan d 1 =F 1 + l masofada joylashgan. Yiguvchi linza formulasidan foydalanib, f 1 ni topamiz: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ; ( ) ( ) d F F l F F l l f F f F d F d F l F F l F l − + − + = − = = = = ⋅ + + . f 1 ning bu ifodasidan foydalanib, δ ni topamiz: + = − = 2 1 1 1 1 F l F F F l l δ . U holda mikroskopning tola kattalashtirishi quyidagicha boladi: = = ⋅ ⋅ 2 1 0 1 0 2 1 2 . F d F d k l F F lF Hisoblash: 0,004 m 0,25 m 200. 0,0002 m 0,025 m k ⋅ = = ⋅ 4- masala. Kattalashtirishi 8 ga teng okulyarli va fokus masofasi 2 m ga teng obyektivli teleskop-refraktorning kattalashtirishini aniqlang. Berilgan: k ok =8; F ob =2m; d 0 =25 sm = 0,25 m. Òopish kerak: k t ? Yechilishi. Òeleskopning kattalashtirishi obyektiv fokus masofa- sining okulyar fokus masofasi nisbatiga teng: . ob t ok F k F = www.ziyouz.com kutubxonasi 116 Okulyarning ishlashi lupaning ishlashi kabi bolgani uchun uning fokus masofasini quyidagi lupaning kattalashtirish formulasidan topish mumkin: 0 , ok ok d k F = bunda: d 0 eng yaxshi korish masofasi. Bu formuladan: 0 ok ok d F k = boladi. U holda teleskopning kattalashtirishini quyidagi ifodadan aniqlash mumkin: = ⋅ 0 . ob t ok F k k d Hisoblash: = ⋅ = 2 m 8 64. 0,25 m t k 5- masala. Spektrning chekka qizil nuri uchun shishaning sindirish korsatkichi 1,510 ga teng, chekka binafsha nuri uchun 1,531 ga teng. Egrilik radiuslari 15 sm bolgan ikki yoqlama qavariq linzaning qizil va binafsha nurlari uchun fokuslar orasidagi masofani aniqlang. Berilgan: n 1 = 1,510; n 2 = 1,531; R 1 = R 2 = R= 15 sm = 0,15 m. Òopish kerak: ∆l ? Yechilishi. Linzaning fokus masofasi formulasini masalaning shartiga mos korinishini yozamiz: = = − − + 1 2 1 . 2( 1) 1 1 ( 1) R F n n R R Linzaning qizil nur uchun fokus masofasi: = − 1 1 2( 1) R F n , binafsha nur uchun esa: = − 2 2 1 2( 1) F n korinishda ifodalanadi. U holda linzaning qizil va binafsha nurlari uchun fokuslar orasidagi masofa quyidagi ifodadan aniqlanadi: www.ziyouz.com kutubxonasi 117 − ∆ = − = − = − − − ⋅ − 2 1 1 2 1 2 1 2 ( ) 1 1 2 1 1 2( 1) ( 1) R n n R l F F n n n n . Hisoblash: 3 0,15 m (1,531 1,510) 5,8 10 m. 2(1,510 1)(1,531 1) l − − ∆ = = ⋅ − − Mustaqil yechish uchun masalalar 71. Normal koz bilan qaralganda buyum 10 marta kattalashishi uchun lupani chegaralovchi sirtlarning egrilik radiuslari [R 1 ]=[R 2 ] qanchaga teng bolishi kerak? Lupa yasalgan shishaning sindirish korsatkichi 1,5 ga teng. 72. Agar proyeksion apparat obyektividan ekrangacha bolgan masofa 12 m ga, obyektivning fokus masofasi 8 sm ga teng bolsa, bu apparat yordamida qanday chiziqli kattalashtirishga erishish mumkin? 73. 12 km balandlikda uchib ketayotgan samolyotdan 1:16000 masshtab bilan joyning fotosurati olingan. Obyektivning fokus masofasini toping. 74. Mikroskop obyektivining fokus masofasi 2 mm, okulyarining fokus masofasi esa 40 mm. Obyektiv fokusi bilan okulyar fokusi orasidagi masofa 18 sm. Mikroskopning kattalashtirishini toping. 75. Mikroskopda obyektivning fokus oraligi 1,25 mm, okulyarniki esa 10 mm, tubusning uzunligi 160 mm. Mikroskop kattalashtirishini toping. 76. Òeleskop okulyarining fokus masofasi 10 sm. Okulyar bilan obyektiv orasidagi masofa 2,1 m. Òeleskopning burchak kattalashtirishini aniqlang. 77. Kattalashtirishi 12 ga va uzunligi 22 sm ga teng Galiley trubasini yasash uchun qanday linzalarni olish kerak? www.ziyouz.com kutubxonasi 118 IV bob. ÒOLQIN OPTIKASINING ASOSLARI 37- §. Yoruglikning tolqin tabiati Yoruglikning tabiati haqidagi birinchi fikrlar qadim zamon- lardan malum. Keyingi ikki yarim asr davomida yoruglikning tabiati haqida- gi tasavvurlar juda katta ozgarishlarga duch keladi. XVII asrning oxirida yoruglikning tabiati haqida ikkita prinsiðial qarama-qarshi nazariya maydonga keldi: bulardan birinchisi, 1675- yilda ingliz olimi Isaak Nyuton yaratgan korpuskulyar nazariya va ikkinchisi, 1690- yilda yaratilgan gollandiyalik olim Gyuygensning tolqin nazariyasidir. Korpuskulyar nazariyaga muvofiq, yoruglik tez hara- katlanuvchi juda kichik moddiy zarralar korpuskulalar oqimi- dan iborat bolib, ularni nur sochayotgan jism chiqaradi va ular kozga tushib, korish sezgisini uygotadi. Bu nazariyaga muvofiq, yoruglikning qaytishi korpuskulalarning qaytaruvchi sirtdan xud- di elastik sharchalarning qattiq sirtdan qaytish qonunlari singari qonunlarga kora itarilishi deb tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi korpuskulalarning kattaligiga bogliq bolib, eng yirik kor- puskulalar qizil rang, eng maydalari binafsha rang sezgisi uygotadi, deb tushuntiriladi. Òolqin nazariyaga muvofiq esa yoruglik yoruglik manbayidan chiquvchi va butun Koinotni uzluksiz toldirgan qozgalmas elas- tik muhit «dunyo efiri»da katta tezlik bilan tarqaluvchi tolqindan iboratdir. Kop olimlar, jumladan, M.V.Lomonosov ham yoruglik tabiatiga shu nuqtayi nazardan qarashar edi. Bu nazariyada yoruglikning qaytish hodisasi barcha tolqinlar uchun orinli bolgan qonunga muvofiq tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi, xuddi tovush tonlari farqi tovush tolqinlari uzunligiga bogliq bolgani singari, yoruglik tolqini uzunliklarining farqiga boglik deb tushuntiriladi. Òolqin nazariyaning zaif tomoni undagi «dunyo efiri» bolib, uning real mavjud ekanligi goyat shubha tugdirar edi. Òolqin nazariyaga asosan yoruglikning tarqalishi, havodagi to- vush tebranishlariga oxshash, efirning mexanik elastik tebranishlari tarqalishi deb tasavvur qilinadi. Biroq yoruglikning tabiati va tar- qalishiga oid bunday qarash efir haqidagi mexanik tasavvurlar doira- www.ziyouz.com kutubxonasi 119 sida hal qilinishi mumkin bolmagan qator qiyinchiliklarga duch keldi. Astronom Ryomer Yupiter yoldoshlarining tutilishini kuzat- ib, yoruglikning tezligini hisoblab chiqdi, bu tezlik taxminan 300 000 km/s ga yaqindir. Holbuki, tovushning havodagi tezligi bun- dan deyarli 1 mln marta kichik. «Dunyo efiri»ning elastik tebran- ishlari haqidagi mexanik tasavvurlarga kora 300 000 km/s tezlik olish uchun efirning elastikligi eng yaxshi nav polatning elastik- ligidan bir necha yuz marta katta bolishi kerak. Shu bilan bir vaqt- da osmon jismlarining juda ulkan va doimiy tezliklar bilan (qarshi- liksiz) harakatlanishi malum edi, bunday bolishi uchun esa «dunyo efiri»ning zichligi haddan tashqari kichik ekan deb taxmin qilish kerak. Bu ziddiyatni «dunyo efiri» haqidagi mexanik tasavvurlarga asos- lanib hal qilish mumkin emas edi. 1881- yilda amerikalik olim Maykelson «dunyo efiri» mavjud emasligini tajribada isbot qildi. 1873- yilda ingliz fizigi J.Maksvell vakuumda 300 000 km/s tezlik bilan tarqaluvchi elektromagnit tolqinlar tabiatda mavjud ekanligini nazariy ravishda isbot qildi. Bundan yoruglikning ele- ktromagnit tolqin ekanligi kelib chiqadi. Shunday qilib, XIX asr- ning oxirida yoruglikning tabiati haqida tolqin nazariyasi rivojlanib, yoruglikning elektromagnit nazariyasiga aylanadi. Bu nazariyani G.Gers eksperimentda tasdiqladi. J.Maksvell yoruglikning elek- tromagnit nazariyasini yaratib, yoruglikning yoruglik tushayotgan jismlarga bosim berishini korsatib berdi. Bu bosimning kattaligini rus olimi P.N.Lebedev tajribada aniqladi va uning tajribalari yoruglikning elektromagnit nazariyasini tasdiqladi. Biz bundan keyingi paragraflarda yoruglikning tolqin xossalari namoyon boladigan optik hodisalar: yoruglikning interferensiya- si, difraksiyasi, dispersiyasi, qutblanishi kabilar bilan tanishib chiqamiz. Bu hodisalarning fizik mohiyatini yoruglikning elektro- magnit nazariyasi asosida tavsiflashga harakat qilamiz. 38- §. Yoruglik tezligi. Maykelson tajribasi Elektromagnit tolqinlarning tarqalish tezligi juda katta bolganligi tufayli uni bevosita kuzatish orqali baholash mumkin emas. Masa- lan, kechasi projektorni yoqib, undan chiqayotgan yoruglik nurini uzoqda turgan biror buyumga yonaltirsak, yoruglik bir onda tar- qalganga oxshab tuyuladi. Shu sababli yoruglikning tarqalishi uchun www.ziyouz.com kutubxonasi 120 vaqt talab qilinmaydi, yani uning tarqalish tezligi juda katta degan fikr saqlanib kelgan edi. Lekin fanning rivojlanishi natijasida yoruglik tezligining chekli ekanligi ayon boldi va, nihoyat, yoruglik tezligi aniqlandi. Yoruglik tezligini birinchi marta 1676- yilda daniyalik astronom Ryomer Yupiter sayyorasi yoldoshlarining tutilishi ustida otkazgan astronomik kuzatishlari asosida aniqladi. Keyinchalik olchash texnikasining takomillashishi natijasida bir qancha olimlar yoruglik tezligini turli fizik usullar bilan olchadilar. Yoruglik tezligini olchashning fizik usullaridan biri ameri- kalik olim Maykelsonning 19261929- yillarda ishlab chiqqan usulidir. Maykelson tajriba otkazish uchun Kaliforniyadagi ikkita tog choqqisidan foydalandi, bu choqqilar oraligi 35,426 km bolib, juda aniq olchangan. Choqqilardan biriga S yoruglik manbayi ornatilgan (112- rasm), bu manbadan kelayotgan yoruglik kichik tirqishdan otib sakkiz yoqli A kozgu prizmaga tushadi. Prizmadan qaytgan yoruglik ikkinchi choqqiga ornatilgan B botiq kozguga tushib, undan M yassi kozguga, songra yana B kozguning boshqa nuqtasiga tushadi, shundan keyin A prizma- ning ikkinchi yogiga tushib, undan qaytgan yoruglik C korish trubasi orqali kuzatuvchining koziga tushadi. Yoruglikning otgan yolini va uning harakat vaqtini bilgan holda yoruglik tezligini osongina hisoblash mumkin. Bu tajribada asosiy qiyinchiliklardan biri vaqtni aniq olchash boldi. U quyidagicha amalga oshiriladi. A prizma dvigatel yordamida shunday aylanma harakatga keltiriladiki, korish trubasi orqali S manba doimo korinib turadi. Bunday shart bajarilishi uchun yoruglik bir choqqidan ikkinchi choqqiga borib, undan qaytib kelishiga 112- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 121 ketgan vaqt ichida prizma 1/8 marta aylangan bolishi kerak. Òajrib- alardan birida prizmaning aylanish chastotasi 528,76 ayl/s bolgan. Bir marta aylanish vaqti 1 528,76 s, 1/8 marta aylanish vaqti esa 8 marta kam, yani 1 528,76 8 ⋅ s bolgan. Bu vaqt ichida prizmaning bir tomoni qoshni tomoni ornini egallashga, yoruglik esa 35,426 km yolni ikki marta bosib otishga ulguradi. Bu tajribadan yoruglikning havodagi tezligi 299711 km s ga teng ekanligi aniqlanib, vakuumdagi tezlik esa 299796 km s ga teng ekanligi hisoblangan. Yoruglik tezligining eng aniq qiymati geliy-neon laze- ri nurlanishining ( λ=3,39 mkm) tolqin uzunligi va chastotasini mustaqil ravishda olchash asosida aniqlangan. Hozirgi vaqtda yoruglikning vakuumdagi tezligini taxminan 300 000 km s ga teng deb olinadi. Har xil muhitlardagi yoruglik tezliklarini olchash har qanday shaffof muhitda yoruglikning, umuman, elektromagnit tol- qinlarning tezligini uning vakuumdagi tezligidan kichik bolishini tasdiqlaydi. Muhitning undan otayotgan yoruglik tezligini uning bosh- liqdagi tezligiga nisbatan kamaytirishini xarakterlaydigan kattalik shu muhitning optik zichligi deyiladi. Muhitdagi yoruglik tezligi uning boshliqdagi tezligiga nisbatan qancha kichik bolsa, muhitning optik zichligi vakuum zichligidan shuncha katta hisoblanadi. Optik zichlikni moddaning zichligi bilan almashtirib yuborish yaramaydi. Moddalarning zichligi har xil bolsa ham ularning optik zichligi bir xil bolishi mumkin. Masalan, suv va metil spirti, kvars va tosh tuzining optik zichliklari bir xil, ammo zichliklari har xildir. Vakuumning optik zichligi birga teng deb qabul qilingan. Havo- ning optik zichligi ham amalda vakuumning optik zichligiga teng deb olinadi, chunki yoruglikning havodagi tezligi vakuumdagi tez- ligining taxminan 0,9997 qismiga tengdir. Shuni qayd qilish kerakki, elektromagnit tolqinlarning tebranish chastotasi muhitning optik zich- ligiga bogliq emas, yani yoruglik (umuman, elektromagnit tolqinlar) bir muhitdan ikkinchi muhitga otganda uning (ularning) tebranishlar www.ziyouz.com kutubxonasi 122 chastotasi ozgarmaydi. Òolqin uzunligi esa yoruglikning tarqalish tezligiga togri proporsional ravishda ozgaradi. Shuning uchun ham faqat bitta aniq muhit uchungina elektromagnit tolqinlarni ularning tolqin uzunliklari orqali xarakterlash mumkin. Bundan keyin elektromagnit tolqinlarni tolqin uzunliklari boyi- cha xarakterlaganda hamma vaqt bu tolqinlarning vakuumdagi tolqin uzunliklari nazarda tutiladi. 39- §. Yoruglik interferensiyasi Interferensiya hodisasi tabiati har qanday bolgan tolqin jarayonlarga xosdir. Binobarin, bu hodisa yoruglik tolqinlarida ham kuzatiladi. Mexanik tolqinlardagi kabi yoruglik tolqinlari ozaro koge- rent bolgandagina, yani tebranishlar chastotasi teng va fazalar farqi vaqt otishi bilan ozgarmas qolgandagina, ularning qoshilishidan interferensiya kuzatiladi. Buning uchun tolqin manbalari kogerent bolishi kerak. Maksvell nazariyasiga asosan va tajribalarning korsatishicha, yoruglikning moddaga kimyoviy, fiziologik va boshqa tasirlariga elektr tebranishlari sabab boladi. Shuning uchun yoruglik tolqinini ifodalovchi formulalarni va nurni tasvirlovchi rasmlarni soddalashtirish maqsadida kelgusida faqat elektr tebranishlari ha- qida fikr yuritamiz va yoruglik vektori deganda E → vektorni tushu- namiz. Magnit tebranishlari elektr tebranishlariga nisbatan qan- day oriyentirlanganligini bilamiz. Shu sababli E → vektori ustida olib borilgan mulohazalarning barchasi magnit tebranishlari uchun ham orinli boladi. Faraz qilaylik, S 1 va S 2 yoruglik manbalari ozaro kogerent bolsin. Bu holda har bir manbadan tarqalayotgan tolqin tenglamalari uchun: 1 1 01 1 01 cos cos l E E E t ϕ ω υ = = − , (71) 2 2 02 2 02 cos cos l E E E t ϕ ω υ = = − (72) ifodalar orinli boladi, bunda: l 1 va l 2 yoruglik tolqinlarining t vaqtda otgan optik yollari (113- rasm); Download 3.01 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2025
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling