3-ish. Malyus qonunini o‘rganish (yorug’likning qutblanishini o’rganish) Ishdan maqsadi

3-ISH. MALYUS QONUNINI O‘RGANISH

(YORUG’LIKNING QUTBLANISHINI O’RGANISH)
Ishdan maqsadi. Polyarizator va analizatordan o‘tgan yorug‘lik intensivligining polyarizator va analizator optik o‘qlari orasidagi burchakka bog‘liqligini tajribada tekshirishdan iborat.

Kerakli asboblar va uskunalar: yorug‘lik manbai, polyarizator va analizator o‘rnatilgan optik qurilma, analizatorning burilish burchagini o‘lchovchi moslama.
YORUG‘LIKNING QUTBLANISHI. QUTBLANMAGAN

(TABIIY) VA QUTBLANGAN YORUG‘LIK NURLARI
Maksvell sof nazariya asosida elektromagnit to‘lqinning mavjudligini ko‘rsatib berdi va shuningdek, bu to‘lqinlarning vakuumda tarqalish tezligi yoruq‘likning tezligi c=310⁸ m/s ga teng ekanligini aniqladi. Shunga asoslanib, Maksvel yorug‘lik elektromagnit to‘lqindan iborat, nazariyasini yaratdi. Bundan tashqari, elektromagnit to‘lqindan iborat, nazariyasini yaratdi. Elektromagnit to‘lqinlarning ko‘ndalang to‘lqin ekanligi Maksvell nazariyasidan bevosita kelib chiqadi.

Gers xosil qilgan elektromagnit to‘lqinlar tarqalganda yorug‘lik to‘lqinlariga xos bo‘lgan: qaytish, sinish, interferensiya, difraksiya qutblanish va boshqa xossalarga ega bo‘lishi isbotlandi. Bu esa yoruq‘likning elektromagnit to‘lqin nazariyasi ob’yektiv nazariya ekanligini butkul isbotlab berdi.

Yorug‘lik ko‘ndalang elektromagnit to‘lqindan iborat bo‘lib, vektorning xosil qilgan to‘lqini ko‘zning to‘r pardasiga yoki fotoemulsiyaga ta’sir qiladi. Binobarin, yorug‘lik to‘lqini deyilganda, faqat vektor xosil qilgan to‘lqin tushuniladi (magnit ta’sir elektr ra’sirga nisbatan juda kichik).

Yorug‘lik to‘lqini vektorning yo‘nalishiga qarab qutblangan va qutblanmagan yoruglik to‘lqinlariga bo‘linadi.

Tarqalish yunalishiga perpendikular bo‘lgan barcha yo‘nalishda vektori tebranishi teng ehtimolli bo‘lib, yorug‘lik to‘lqini qutblanmagan , unga tabiiy yorug‘lik to‘lqini deyiladi (1-rasm).

Xuddi shuningdek, odatdagi yorug‘lik manbaidan chiqayotgan yorug‘lik nuri ham qutblanmagandir.

Qutblanmagan yorug‘lik nurlari nikoli prizmasi, turmalin plastinkasi va polyarodlardan o‘tganda yassi-qutblangan yorug‘lik nuriga aylanadi.

Yassi-qutblangan yorug‘lik nuri deb, tebranish amplitudasi vaqt bo‘yicha bir tekislikda yotgan to‘lqinlarga aytiladi (2-rasm).

Qutblangan nur vektor va yoruq‘lik to‘lqinining tarqalish tezligidan o‘tuvchi tekislikka qutblanish tekisligi deyiladi (3-rasm).

Tabiiy yorug‘likni qutblashga imkon beruvchi qurilmaga polyarizator deyiladi.

Yorug‘likning qutblanganligi va qutblanmaganligini tahlil qilishda foydalaniladigan qurilmaga analizator deyiladi.

Bir vaqtning o‘zida yorug‘likni qutblovchi qurilmaning o‘zidan ham polyarizator, ham analizator sifatida foydalanish mumkin.

MALYUS QONUNI

Agar polyarizator (P) dan chiqayotgan, amplitudasi bo‘lgan yassi-qutblangan yorug‘lik nuri analizator (A) ga tushayotgan bo`lsin (4-rasm).

N

N

4-rasmdagi chizmada MN va M N - lar polyarizator (P) va analizator (A) ning qutblanish tekisliklari bo‘lib, ular orasidagi burchak  ga teng bo‘lsin. U vaqtda analizatordan o‘tgan yoruq‘lik to‘lqinning amplitudasi quyidagiga teng bo‘ladi;

. (1)

Yoruq‘likning intensivligi I tebranishlar amplitudasi ning kvadratiga to‘g‘ri proporsionaldir:

(2)

U vaqtda (1) ni kvadratga ko‘tarib, k-proporsionallik koeffitsiyentiga ko‘paytirib yuborilsa:

. (3)

Buni (2) ga asosan quyidagi ko‘rinishda yozamiz:

, (4)

bunda I_o-analizatorga tushuvchi yassi-qutblangan yorug‘lik nurining intensivligi.

(4)-ifoda Malyus qonunining matematik ifodasidir.

Polyarizator va analizatordan o‘tgan yorug‘likning intensivligi polyarizator va analizator qutblanish tekisliklari (MN va MN) orasidagi burchak kosinusining kvadratiga to‘g‘ri proporsionaldir.

Malyus qonunidan ko‘rinadiki, polyarizatorga nisbatan analizator burilganda yoruq‘likning intensivligi noldan I_o gacha o‘zgaradi.

YORUG‘LIKNING IKKI DIELEKTRIK CHEGARASIDAN

QAYTISH VA SINISHIDA QUTBLANISHI. BRYUSTER QONUNI.
Qutblanmagan (tabiiy) yoruq‘lik ikki dielektrik chegarasidan qaytgan va o‘tgandagi qutblanishini tajriba asosida tekshirgan Bryuster o‘z qonunini ta’riflaydi:

Ikki dielektrik chegarasiga yoruq‘likning tushish burchagining tangensi ikki muxitning nisbiy sindirish ko‘rsatgichiga teng bo‘lganda qaytgan nur to‘liq qutblanib, singan nur qisman qutblanar ekan (5-rasm), ya’ni: .

Bu yerda i_b – to‘la qutblanish (Bryuster) burchagi, n ikki muxitning nisbiy sindirishini kursatgich Yoruglikning sinish qonuni ni (4) bilan taqqoslansa, quyidagi kelib chiqadi: .

Demak, ikki dielektrik chegarasidan qaytgan yoruq‘lik to‘liq qutblanganda, qaytgan va singan nurlar orasidagi burchak 90^o ga teng bo‘lishi kerak.

Shunday qilib, ikki dielektrik chegarasi yoki dielektrik bilan vakuum chegarasi polyarizator (qutblagich) bo‘la olar ekan.

Nurning tushish burchagidan qat’inazar singan nur qisman qutblanadi. Shuning uchun xam cheksiz ko‘p yomq‘ir tomchilardan sinib o‘tgach kamalak ko‘rinishidagi yoruq‘lik ham qutblangandir.


Qurilma va tajribaning tavsifi

(Bu ishni bajarishdan oldin "Yorug‘likning qutblanishi"dan iborat qisqacha nazariya bilan tanishib chiqish kerak).

Malyus qonuniga binoan, polyarizator va analizatordan o‘tgan yoruq‘likning intensivligi polyarizator va analizator qutblanish tekisliklari orasidagi burchak kosinusining kvadratiga to‘q‘ri proporsionaldir.

. (5)

Qurilmaning chizmasi 9-rasmda tasvirlangan. Unda L – lampochkadan chiqayotgan yoruq‘lik nuri, qo‘zq‘almas P – polyarizatordan o‘tganda qutblanadi va nur o‘tgan o‘q atrofida erkin aylana oladigan A analizatorga tushadi. Analizator maxkamlangan D diskning shkalasidan A analizatorning burilish burchagi - ni o‘lchash mumkin. Polyarizator va analizatordan o‘tgan yoruq‘lik nuri Ф fotoelementga tushadi.

To‘g‘rilagichga ulangan fotoelementda hosil bo‘lgan fototokning qiymati mikroampermetr (mkA) bilan o‘lchanadi. Fotoeffekt qonuniga binoan fototokning qiymati yoruq‘likning intensivligi I ga proporsionaldir, ya’ni . U vaqtda fototok I_f ham cos² ga proporsional bo‘ladi. Agar I_f fototokning cos² ga boq‘lanish grafigi chizilsa, bunday bog‘lanish koordinata boshidan o‘tuvchi to‘q‘ri chizirdan iborat bo‘ladi.
O‘lchash va o‘lchash natijalarini hisoblash
1. Fototok I_f ning analizatorning burilish burchagi ga boq‘lanishini har 10^o dan oralatib, 0^o dan to 360^o gacha o‘lchanadi.

2. Burilish burchak kosinusining absolyut qiymati cos ga mos kelgan fototoklar I_fi ning va ularning o‘rtacha _f> qiymatlari quyidagi jadvalga yoziladi.

3. Jadvaldagi gorizontal burchaklar, masalan 60^o, 120^o, 240^o va 300^o ga mos kelgan cos=0.5 ga teng bo‘ladi.

4. Jadvaldagi xisoblash natijalariga asosan o’rtacha fototok _f> ning cos² ga boq‘lanish I=f (cos²) grafigi chiziladi.

O‘lchash va xisoblash jadvali

^о	If mкA	^о	If mкA	^о	If mкA	^о	I mкA	f>	cos	cos^2
0	53	180	46			360	52
10	52	170	50	190	48	350	52
20	50	160	50	200	46	340	50
30	46	150	45	210	42	330	46
40	40	140	38	220	38	320	38
50	34	130	36	230	32	310	32
60	28	120	24	240	24	300	26
70	31	110	30	250	28	290	20
80	16	100	16	260	14	280	16
90	14			270

Matematik hisob kitob

Nazorat savollari:

1. 
   Malyus qonunini tushuntiring. Matematik ifodasini yozing.
   
2. 
   Polyarizator va analizator nima va ularning vazifalari.
   
3. 
   Qutblanmagan (tabiiy) va qutblangan yorug‘lik nurlari.
   
4. 
   Maksvelning nazariyasini tushuntirining.
   
5. 
   Bo’ylama va ko’ndalang to’lqin nima. Misol keltirining.
   
6. 
   Yorug’lik intemsivligi nima.
   
7. 
   Bryuster qonuni nima.
   
8. 
   Fototok haqida tushuncha berining.