R. G. Isyanov pedagogika fanlari nomzodi
Download 3.01 Kb. Pdf ko'rish
|
tekisligidagi 1′ va 2′ doirachalar) bir-birini shu doiracha radiusi
kattaligidan ortiq olchamda qoplamasa, u holda bu yaqin (1 va 2) nuqtalar tasvirlarini alohida korish mumkin boladi. Agar doirachalar oz radiuslaridan kattaroq olchamda qoplanadigan bolsa (136- e rasm), u holda nuqtalarni alohida korish mumkin bolmay qoladi, endi asbob bunday nuqtalarni alohida korsatmaydi, bir-biridan ajrata olmaydi optik asbobning ajrata olish qobiliyati yetmaydi. Shu narsani qayd etish kerakki, obyektiv diametri (optik asbob kirish diametri)ni kattalashtirib borilsa, tasvirdagi difraksion buzilish kamayib boradi. Ammo obyektivning diametri ortib borganda obyektiv linzalarining nuqsonlari aberratsiyalar (masalan, sferik aberratsiya) tufayli buzilish ham ortib boradi. Bu ikkala hol optik asboblar yordamida buyum tafsilotlarini farq qilish imkoniyatini cheklab qoyadi. Buyumning ikki nuqtasini alohida korish mumkin bolgan eng kichik dl masofa (136- d rasmga qarang) yoki d ϕ burchak masofa ajrata olish masofasi deyiladi. Ajrata olish masofasiga teskari bolgan 1 1 ; R R dl d ϕ = = (95) kattalik optik asbobning ajrata olish qobiliyati yoki ajrata olish kuchi deyiladi. Hisoblashlarning korsatishicha, korish trubasi, durbin, teleskop va fotoapparatning ajrata olish qobiliyati quyidagi ifodaga teng boladi: , 1,22 D R λ = (96) bunda: D obyektiv gardishining diametri. Mikroskopning ajrata olish kuchi esa: 136- rasm. 10 Olmasova M.H. www.ziyouz.com kutubxonasi 146 ⋅ = sin 2 . 0,61 u n R λ (97) Ifodadan aniqlanadi, bunda: n buyum va obyektiv orasidagi muhitning sindirish korsatkichi; u opertura burchagi, yani obyektivga tushayotgan yoruglik dastasining chekka nurlari hosil qilgan burchak (137- rasm: bunda M mikroskop obyektivi; N buyum). Koz qorachigining diametri normal yoritilish vaqtida taxminan 2 mm boladi. Bu qiymatni (95) formulaga qoyib va λ = 0,5·10 3 mm (yashil nur) deb olib, (96) formulani etiborga olgan holda, kozning ajrata olish burchak masofasi uchun quyidagi natijani olamiz: 3 3 1 1,22 1,22 0,5 10 mm 0,305 10 rad 1 . 2 mm d R D λ ϕ − − ⋅ ⋅ ⋅ ′ = = = = ⋅ ≈ Shunday qilib, kozimiz ajratib qabul qilishi mumkin bolgan nuqtalar orasidagi minimal burchak bir burchak minutiga teng ekan. Òakrorlash uchun savollar 1. Yoruglikning korpuskulyar nazariyasini tushuntiring. 2. Yoruglikning tolqin nazariyasini tushuntiring. 3. Yoruglik elektromagnit tolqin deb aytishga qanday sabablar asos bola oladi? 4. Yoruglik tezligini olchash uchun Maykelson qanday qurilmadan foydalangan? Qurilmani tushuntiring. 5. Maykelson yoruglik tezligini qanday olchagan? Òajribani tushuntiring. 6. Muhitning optik zichligi deganda nimani tushunasiz? Optik zichroq muhit qanday muhit? 7. Yoruglik interferensiyasini qanday sharoitlarda kuzatiladi? Interferensiyaga tarif bering. 8. Yoruglik intensivligi qanday fizik kattalik? Òarifini bering. 9. Maksimumlik va minimumlik shartlarini yozing hamda tariflang. 10. Interferension yollarning vaziyati qanday formuladan aniqlanadi? Kengligi-chi? 11. Monoxromatik va murakkab yoruglikda kuzatiladigan interferension manzaralar bir-biridan qanday farq qiladi? 137- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 147 12. Frenel kozgusi yordamida yoruglik interferensiyasi qanday kuzatiladi? 13. Frenel biðrizmasi yordamida yoruglik interferensiyasi qanday kuzatiladi? 14. Yupqa pardalarda kuzatiladigan interferensiyani tushuntiring. 15. Nyuton halqalari qanday qurilma yordamida kuzatiladi? 16. Nyuton halqalarining radiusi qanday formuladan hisoblab topiladi? 17. Nima uchun otgan va qaytgan yoruglikda kuzatiladigan Nyuton halqalarida maksimumlar hamda minimumlar bir-biri bilan orin almashadi? 18. Yoruglik interferensiyasidan amalda qanday maqsadlarda foyda- laniladi? 19. Interferometr qanday asbob? 20. Optikaning ravshanlashuvi qanday amalga oshiriladi? 21. Yoruglik difraksiyasi qanday hodisa? 22. Gyuygens prinsiðini tushuntiring. 23. Gyuygens-Frenel prinsiðini tushuntiring. 24. Frenel zonalari qanday ajratiladi? 25. Difraksion manzara nima? Difraksion spektrchi? 26. Gyuygens-Frenel prinsiðidan foydalanib yoruglikning togri chiziqli tarqalishini tushuntiring. 27. Difraksion panjara qanday asbob? Uning yordamida difraksiya qanday kuzatiladi? 28. Ekranda kuzatiladigan maksimumlarning vaziyati qanday shartdan aniqlanadi? 29. Difraksion panjaradan foydalanib, yoruglikning tolqin uzunligini qanday aniqlash mumkin? 30. Optik asboblarning ajrata olish qobiliyati deganda nimani tushunasiz? Nima uchun bu qobiliyatni istalgancha yaxshilab bolmaydi? Masala yechish namunalari 1- masala. Uzunligi 0,5 mkm bolgan tolqinlarning ikkita S 1 va S 2 kogerent manbalari bir-biridan 2 mm masofada turibdi. Ulardan 2 m narida manbalarni tutashtiruvchi chiziqqa parallel qilib ekran joylashtirilgan. Ekranning A nuqtasida nima kuzatiladi yoruglikmi yoki qorongilikmi (138- a rasm). Berilgan: λ = 0,5 mkm = 5 · 10 7 m; d = 2mm = 2 · 10 3 m; l = 2 m. Òopish kerak: k ? Yechilishi. Agar S 1 va S 2 manbalardan chiqayotgan tolqinlar A nuqtaga yetib kelganda ularning yol ayirmasiga juft sonli yarim tolqinlar joylashsa, A nuqtada yoruglik boladi va agar shu yol www.ziyouz.com kutubxonasi 148 ayirmasiga toq sonli yarim tolqinlar joylashsa, qorongilik boladi. Shu yol ayirmasi ∆ ni topamiz. 138- a rasmdan: ∆ = d 2 d 1 , bunda: d 1 = l ; 2 2 2 2 2 1 . d d d l d = + = + Binobarin: 2 2 2 1 . d l d l l l l ∆ = + − = + − 1 d l = bolgani uchun taqribiy hisoblash formulasi (Nyuton binomi)dan foydalanib, quyidagi ifodani hosil qilamiz: 2 2 2 2 1 1 1 . 2 2 2 d d d l l l l l l l ∆ ≈ + − = + − = Demak: 2 . / 2 d k l λ λ ∆ = = Hisoblash: 3 2 2 7 (2 10 ) m 4. 5 10 m 2m k − − ⋅ = = ⋅ ⋅ Òolqinlarning yol ayirmasi tortta yarim tolqin uzunligiga teng ekan, demak ekranning A nuqtasida yorug dog hosil boladi. 2- masala. Ekrandagi interferensiya maksimumlari orasidagi masofa 1 mm, kozgular kesishish chizigidan ekrangacha bolgan masofa 1 m, manbagacha esa 10 sm bolsa, Frenel kozgulari orasidagi burchakni toping. Monoxromatik yoruglik tolqin uzunligi 4,86 · 10 7 m. Interferensiyalanuvchi nurlar ekranga normal tushadi. Berilgan: ∆x=1 mm=1 · 10 3 m; L = 1 m; r = 10 sm = 0,1 m; λ = 4,86 · 10 7 m. Òopish kerak: α ? 138- arasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 149 Yechilishi. Frenel kozgusini va unda nurlarning yolini chizamiz (138- b rasm). Rasmda S yoruglik manbayi, MM 1 Frenel kozgulari, E ekran. Kozgular orasidagi α burchakni topish kerak. Rasmdan S 1 va S 2 lar S manbaning kozgulardagi mavhum tasvirlari ekanligi korinib turibdi, ular kogerent manbalar boladi. Shuningdek, ∠S 1 OK = ∠S 2 OK = α; S 1 S 2 = d, SO = S 1 O = S 2 O = r va OD = l. ∆S 1 OK dan = = / 2 sin . 2 d d r r α (a) d ning qiymatini L x d λ ∆ = ifodadan aniqlaymiz, bunda L = (l + r)S 1 va S 2 mavhum manbalar ortasidan ekrangacha bolgan masofa, demak: ( ) , l r x d λ + ∆ = bundan: ( ) . l r d x λ + = ∆ (b) (b) dan d ning qiymatini (a) ga keltirib qoyamiz: ( ) sin , 2 l r r x λ α + = ⋅ ∆ bundan: 360 ( ) 360 sin . 2 2 2 l r r x λ α α π π ° + ° = ⋅ = ⋅ ⋅ ∆ Hisoblash: 7 3 (1 0,1) m 4,86 10 m 360 60 9,2 9 12 . 2 3,14 2 0,1m 10 m α − − ′ + ⋅ ⋅ ⋅ ′ ′ ′′ = ⋅ ≈ = ⋅ ⋅ ⋅ 3- masala. Ponasimon plastinkani natriy alangasidan (λ 1 =5,89·10 7 m) sirtga normal tushadigan nurlar dastasi bilan yoritilganda inter- ferension yollar hosil bolib, bunda l masofada 46 ta qorongi yol joylashdi. Songra plastinka tolqin uzunligi λ 2 = 4,99 · 10 7 m bolgan yoruglik bilan yoritildi, bu holda osha masofada qancha qorongi yol joylashishini toping. Berilgan: λ 1 = 5,89 · 10 7 m; k 1 = 46; λ 2 =4,99 · 10 7 m. 138- > rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 150 Òopish kerak: k 2 ? Yechilishi. Interferension yollarning kengligi quyidagi formuladan aniqlanadi: . L x d ∆ = λ (a) (a) formuladan korinadiki, yoruglikning tolqin uzunligi λ qancha kichik bolsa, interferension polosalarning kengligi shuncha tor boladi. l masofaga joylashgan yorug va xira polosalarning soni 2k ta boladi. Shuning uchun: l = 2k 1 · ∆x 1 (b); l = 2k 2 · ∆x 2 (d) deb yoza olamiz. Ikkinchi tomondan, (a) ga asosan: 1 1 L x d λ ∆ = va 2 2 L x d λ ∆ = va bundan (b) ga asosan: 2 2 2 1 1 1 1 2 l x x k λ λ λ λ ∆ = ∆ ⋅ = ⋅ (e) boladi. (e) dan ∆x 2 ning ifodasini (b) ga keltirib qoyib, k 2 ga nisbatan yechsak, u holda 1 1 1 2 1 2 2 2 2 2 2 k l l k k x l λ λ λ λ = = ⋅ = ⋅ ∆ ⋅ kelib chiqadi. Hisoblash: 7 2 7 46 5,89 10 m 54. 4,99 10 m k − − ⋅ ⋅ = = ⋅ 4- masala. Kuzatish qaytgan yoruglikda olib borilganda ikkinchi va uchinchi yorug Nyuton halqalari orasidagi masofa 1 mm bolsa, yigirmanchi va yigirma birinchi yorug halqalar orasidagi masofani toping. Berilgan: 2 3 2; 3; k k = = 3 3 2 20 1mm 1 10 m; 20; r r k − − = = ⋅ = 21 21; 1. k n = = Òopish kerak: (r 21 r 20 ) ? Yechilishi. Kuzatish qaytgan yoruglikda olib borilganda yorug Nyuton halqalarining radiusi: (2 1) 2 k R r k n λ = − www.ziyouz.com kutubxonasi 151 formuladan aniqlanadi, bunda: R linzaning egrilik radiusi; λ yoruglikning tolqin uzunligi; k halqaning tartib nomeri; n kuzatish otkazilayotgan muhitning sindirish korsatkichi. Havo uchun n=1. 20- va 21- halqalarning radiusi uchun: 20 (2 20 1) 6,24 ; 2 1 2 R R r λ λ = ⋅ − = ⋅ 21 (2 21 1) 6,40 2 1 2 R R r λ λ = ⋅ − = ⋅ ifodalarni hosil qilamiz. U holda ularning ayirmasi quyidagicha boladi: 21 20 6,40 6,24 0,16 . 2 2 2 R R R r r λ λ λ − = − = (a) Xuddi shuningdek, 2- va 3- halqalarning radiuslari ayirmasi quyidagicha boladi: 3 2 (2 3 1) (2 2 1) 2,24 1,73 0,51 2 1 2 1 2 2 2 R R R R R r r λ λ λ λ λ − = ⋅ − − ⋅ − = − = ⋅ ⋅ . Bu keyingi munosabatdan: 3 2 2 0,51 r r R λ − = (b) kelib chiqadi. (a) va (b) munosabatlarni birgalikda yechib, (r 21 r 20 ) ayirma uchun: 3 2 21 20 3 2 0,16 0,31( ) 0,51 r r r r r r − − = = − ifodani hosil qilamiz. Hisoblash: r 21 r 20 = 0,31 · 1 mm = 0,31 mm. 5- masala. Òolqin uzunligi 0,45 mkm bolgan binafsha yorug- likning ikkinchi tartibli spektri uchun difraksiya burchagini aniqlang. Difraksion panjaraning 1 mm uzunligida 5 ta shtrix bor deb oling. Berilgan: λ = 0,45 mkm = 4,5·10 7 m; k = 2; N 0 = 5 mm 1 = 5 · 10 3 m 1 . Òopish kerak: ϕ ? Yechilishi. Difraksion manzarada maksimumlarning vaziyatini belgilaydigan formuladan difraksiya burchagining sinusi: sin . k d λ ϕ = Panjaraning uzunlik birligida joylashgan shtrixlarning soni N 0 bilan panjara doimiysi orasida quyidagicha boglanish bor: www.ziyouz.com kutubxonasi 152 0 1 . N d = U holda: 0 sin k N ϕ λ = boladi, bundan 7 3 1 3 sin 2 4,5 10 m 5 10 m 4,5 10 0,0045. ϕ − − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ = Demak, sin ϕ = 0,0045 ekan. Òrigonometrik jadvaldan foydalanib ϕ ning qiymatini topamiz: ϕ =0°16′. 6- masala. Difraksion panjaraga razryad trubkasidan yoruglik dastasi normal tushadi. ϕ = 41° yonalishda λ 1 =6563 A o va λ 2 =4102 A o ikki spektr chizigi bir togri chiziqda yotishi uchun difraksion panjara davri nimaga teng bolishi kerak? Berilgan: ϕ = 41°; λ 1 =6563 A o = 65,63 · 10 8 m; λ 2 = 4102 A o = 41,02 · 10 8 m. Òopish kerak: d ? Yechilishi. Har bir spektr chizigi uchun difraksion panjara for- mulasini yozamiz: d sin ϕ = k 1 λ 1 va d sin ϕ = k 2 λ 2 . Bundan k 1 λ 1 = k 2 λ 2 ekanligi kelib chiqadi, binobarin: 8 2 1 8 1 2 65,63 10 m 1,6. 41,02 10 m k k λ λ − − ⋅ = = = ⋅ k 1 va k 2 sonlari albatta butun bolshi kerakligidan, 2 1 1,6 k k = shartni k 1 = 5 va k 2 = 8 qiymatlari qanoatlantiradi. Unda 1 1 sin k d λ ϕ = dan d ni topish mumkin. Hisoblash: 8 8 6 5 65,63 10 m 5 65,63 10 m 5 10 m. sin 41 0,656 d − − − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = = ⋅ ° Mustaqil yechish uchun masalalar 78. Nima uchun bir-biriga bogliq bolmagan ikkita yoruglik manbalarida, masalan, ikkita yulduz yoki elektr lampochkalarida yoruglik interferensiyasi kuzatilmaydi? www.ziyouz.com kutubxonasi 153 79. Polat buyumlar qattiq qizdirilganda rangli parda bilan qoplanadi. Hodisani qanday tushuntirish mumkin? 80. Frenel biðrizmasi oq yoruglik bilan yoritilganda hosil bolgan interferension manzaraning markaziy maksimumi oq, qolgan maksimumlari tarkibida esa spektrning barcha ranglari boladi. Nima uchun shunday boladi? 81. Òolqin uzunligi 0,5 mkm bolgan ikkita kogerent nurlar dastasi bir-biri bilan uchrashadi. Ularning yol ayirmasi 0,6 mm bolsa, uchrashish nuqtasida nima kuzatiladi tebranishning maksimumimi yoki minimumimi? 82. Ikki kogerent yoruglik manbalari orasidagi masofa 0,1 mm. Interferension manzaraning orta qismida interferension maksimum- lar orasidagi masofa 1 sm ga teng bolgan. Agar yoruglikning tolqin uzunligi 0,5 mkm bolsa, manbalardan ekrangacha bolgan ma- sofani toping. 83. Agar yashil yoruglik filtrini (λ = 5,0 · 10 5 sm) qizil yoruglik filtri (λ = 6,5 · 10 5 sm)ga almashtirilsa, Yung tajribasida ekrandagi qoshni interferension yollar orasidagi masofa necha marta ortadi? 84. Bir-biriga nisbatan α = 10° burchak ostida qoyilgan Frenel kozgulariga (139- rasm) ularning kesishish chizigidan 10 sm masofada joylashgan tirqishdan yoruglik tushadi. Manbaning tolqin uzunligi 600 nm. Kozgulardan qaytgan yoruglik ularning kesishish chizigidan 270 sm masofada joylashgan ekranda interferension manzara hosil qiladi. Ekrandagi interferension yollar orasidagi masofani aniqlang. 85. Frenel kozgulari bilan qilingan tajribada yoruglik manbayi- ning mavhum tasvirlari ortasidagi masofa 0,5 mm ga, ekrangacha bolgan masofa 5 m ga teng bolgan. Yashil yoruglikda bir-birlaridan 5 mm masofada interferension yollar hosil bolgan. Yashil yorug- likning tolqin uzunligini toping. 86. Yassi-qavariq linzaning (n=1,5) optik kuchi 0,5 D. Linza qavariq tomoni bilan shisha plastinka ustida yotibdi. Yoruglikning tolqin uzunligi 0,5 mkm. Otgan yoruglikdagi yettinchi qorongi Nyuton halqasining radiusini toping. 87. Shisha plastinka bilan uning ustida yotgan yassi-qavariq linza oraligida suyuqlik bor. Agar qaytgan yoruglikda kuzatilgan oninchi qorongi Nyuton halqasining radiusi 2,1 mm bolsa, suyuqlikning sindirish korsatkichini toping. Linzaning egrilik radiusi 1 m, yoruglikning tolqin uzunligi 600 nm. 139- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 154 88. Nyuton halqasi hosil qilinadigan qurilma normal tushay- otgan oq yoruglik bilan yoritilmoqda. Òortinchi kok halqa (λ 1 =4·10 -5 sm) va uchinchi qizil halqa (λ 2 = 6,3 · 10 5 sm) radiuslarini toping. Kuzatish otuvchi yoruglikda olib boriladi. Linzaning egrilik radiusi 5 m. 89. Nyuton halqalarini hosil qiladigan qurilma simob yoyining normal tushayotgan yorugligi bilan yoritiladi. Kuzatish otuvchi yoruglikda olib boriladi. λ 1 = 5,791 · 10 7 m ga muvofiq keluvchi qaysi navbatdagi yorug halqa λ 2 = 5,77 · 10 7 m chizigiga muvofiq keluvchi keyingi yorug halqa bilan mos keladi? 90. Difraksion yollarning ranglarga boyalib korinishini qan- day tushuntirish mumkin? Rangli yollarning joylashish tartibini chizing va tushuntirib bering. 91. Agar difraksion panjara doimiysi 2 mkm ga teng bolsa, natriy sariq chizigining (λ = 5890 A o ) eng katta spektr tartibini toping. 92. Markaziy maksimum bilan tortinchi tartibli spektr orasi- dagi masofa 50 mm bolishi uchun ekranni difraksion panjaradan qanday uzoqlikda qoyish kerak? Yoruglikning tolqin uzunligi 5 · 10 7 m. Difraksion panjara davri 0,02 mm ga teng. 93. Davri 0,02 mm bolgan difraksion panjara yordamida birinchi difraksion tasvir markaziy tasvirdan 3,6 sm va panjaradan 1,8 m uzoqlikda hosil bolgan. Yoruglik tolqinining uzunligini toping. 94. Yoruglik manbayidan yoruglik dastasi difraksion pan- jaraga normal tushadi. Ikkinchi tartibli spektrdagi chiziq (λ = 6,7 · 10 7 m) uchinchi tartibli spektrdagi qaysi chiziq ustiga tushadi? 49- §. Yoruglikning qutblanishi Yoruglik tarqatadigan har bir real manba tartibsiz nur sochuv- chi koplab atomlardan tashkil topgan. Alohida atom nurlaydigan yoruglik ikkita ozaro perpendikulyar tebranishlarning birga tar- qalishidan yuzaga keladigan elektromagnit tolqindan iborat (10- rasmga qarang). Bulardan birini E → vektorning tebranishlaridan hosil bolgan elektr tolqini va ikkinchisini H → vektorning tebranishlari- dan hosil bolgan magnit tolqini tashkil etadi. Yoruglik kondalang tolqindir (5- § ga qarang). www.ziyouz.com kutubxonasi 155 E → elektr maydon kuchlanganlik vektorining tebranishlari yo- tadigan tekislikni tebranishlar tekisligi deb, tarixiy sabablarga kora H → magnit maydon kuchlanganlik vektorining tebranishlari yotadi- gan tekislikni qutblanish tekisligi deb ataladi (140- rasm). Òebranishlarining yonalishi biror tarzda tartiblangan yoruglik qutblangan yoruglik deb ataladi. Agar yoruglik vektori ( Å r vektor, 39- § ga qarang)ning tebranishlari hamma vaqt birgina va faqat birgina tekislikda sodir bolsa, bunday yoruglikni yassi (yoki togri chiziq- li) qutblangan yoruglik deb ataladi. Bu tarifga kora har qanday 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