Mavzu o`tgan va qaytgan to`lqinlarda Nyuton halqasini kuzatish

MAVZU
O`tgan va qaytgan to`lqinlarda Nyuton halqasini kuzatish.
Nyuton halqasi. (O`tgan va qaytgan to`lqinlarda) Intеrfеrеntsion manzara. Interferometrlarning turi va tuzilishlari. Yorug`lik intеrfеrеntsiyasi xodisasidan foydalanish.

Maqsad: Interferension manzarani ikki usuli bilan xosil qilish mumkin. Birinchisi to’lqin frontini ikkiga bo’lib, ularni qo’shish. Asosan klassik tajribalar: Yung, Frenel biko’zgu va biprizma Bie va t.b. Ulardan ko’proq qo’llanadigan yung tajribasi. Ikkinchi usul bitta to’lqin amplitudasining ikkiga ajratib, so’ng ularni qo’shish. Yupqa pardalarda, qalinligi o’zgaruvchi yupqa pardalarda xosil bo’ladigan interferension xodisalar bilan tanishish.

Reja:

1. 
   Yupqa pardada xosil bo’ladigan interferensiya.
   
2. 
   N’yuton xalqasi.
   
3. 
   O’zgaruvchan qalinlikda xosil bo’luvchi interferensiya.
   
4. 
   Interferensiyon xodisasidan foydalanish.
   

Adabiyotlar
1.G.A.Zisman, O.M..Todes. Kurs obshey fiziki T.Z.Izd. “Nauka” Moskva, 1972. S.74-78.
2. N M. Godjaev. Optika. Moskva, “Visshaya shkola”, 1977, s.85-90, 93-95.

Yupqa qatlamda xosil bo’ladigan interferensiya. Interferensuya yupqa va shaffof qatlamda yoki pardada qaytgan to’lqinlarda kuzatiladi. (1-rasm)
Bunda manba o’lchami katta bo’lishi yoki uzoqda joylashishi kerak . Sindirish ko’rsatgichi n, qalinligi y ga teng shaffof shisha plastinkaga yassi to’lqin, y’ani 1va 2 to’lqinda tushsin. Ma’lum bir vaqtda kesim to’lqin fronti OC vaziyatni egallasin. 1 to’lqin
p
42-rasm
lastinka ichida OA + AB=2ycos masofani tezlik bilan
vaqtda o’tadi yoki . Ikkinchi 2 to’lqin shu vaqt davomida CB=BE masofani C tezlik bilan o’tadi.
Bu yerda CB=OB : OB=2y tengliklardan foydalanib ularning yo’llar farqini aniqlaymiz: (1)
Ifodadan qaytgan to’lqinlar uchun yo’llar farqi: plastinka qalinligi y, sindirish ko’rsatgichi n, va sinish burchagiga bogliq.
Optik zichligi kichik muxitda tarqalayotgan to’lqin optik zichligi katta muhitdan qaytganda u yarim to’lqin uzunligini yo’qotadi. Shu sababdan 2-to’lqin B nuqtada qiymatini yo’qotadi. U xolda (127) ifodani quyidagicha yozish lozim: (1a)
Agarda yo’llar farqi yarim to’lqin uzunligiga farq qilsa interferensiyon manzaraning minimumi sharti bajariladi, yani (2)
1-rasmdan ko’rinib turibdiki interferension manzara o’tgan to’lqinlar uchun xam kuzatiladi. Bunda qaytgan to’lqindan farqli yo’llar farqida xech qanday o’zgarish bo’lmaydi, sababi OA va BД to’lqinlar optik zichligi katta muhitdan optik zichligi kichik muhitga sinib o’tadi. Bunday xolda OA va AT to’lqinlarning fazalari o’zgarmaydi. Shu sababdan AT va ДЛ to’lqinlarning yo’llar farqi (3) ifoda bilan aniqlanadi..
Bir xil qiyalikdan xosil boluvchi interferensiya. Yassi parallel plastinkani (y=const, n=const) va burchak ostida yoruglik tolqinlari yoritadi 2-rasm. Chizmani murakkablashtirmaslik uchun bitta nuqta uchun keltiramiz. Qolgan nuqtalarning chizmasi shundan farq qilmaydi.
U
2-rasm

vaqtda plastinkaning xar bir nuqtasidan ikkita qaytgan to’lqinlar chiqadi, 1-dan, ikkinchisi 2-dan, interferensiyalanuvchi to’lqinlarning A nuqtasidagi 1-to’lqin uchun yo’llar farqi (2) ifodaga asosan , 2- to’lqinlar uchun. faraz qilaylik yo’llar farqi maksimum shartiga, esa minimum shartiga mos kelsin.

P lastinka qalinligi y, va burchaklar o’zgarmas bo’lganligi tufayli A; A₁; va boshqa nuqtalardan birday to’lqinlar tarqaladi. Shu sababdan plastinka sirtida interferensiyon manzara kuzatilmaydi. Agarda qaytgan to’lqinlarning yo’liga Л yiguvchi linza qo’ysak 1 va Г to’lqinlardan xosil bolgan yorug dog’lar ekranning ma’lum joyda 2 va 2¹ to’lqinlardan xosil bo’lgan qorong’i manzara ma’lum burchakka mos keluvchi to’lqin yo’nalishida interferension manzara kuzatiladi. Bunday hodisani bir hil qiyalikdagi interferensiya deyiladi.

Bir hil qalinlikdagi interfrensiya yoki N’yuton halqasi.egrilik radiyusi katta bo’lgan yassi qavariq linza qavariq tomoni bilan yassi plastinkaga siqiladi (44-rasm).
Interferensiyon manzara qaytgan va o’tgan to’lqinlar uchun kuzatiladi. Qaytgan to’lqinlarda markaz yorug’ dog’, to’lqinlarda qorong’i dog’ hosil bo’ladi. Bu holni kuzatiladigan fizik hodisasi yassi parallel plastinkadagi kabi bo’ladi.
Farqi shisha qalinligi bu uskunada linza va plastinka oralig’idagi havo qatlami. Berilgan B nuqta uchun havo qatlam qalinligini hisoblaymiz belgilashlar y- havo qatlam qalinligi, r – linzaning egrilik radiyusi, AB= r halqa radiusi,
_{ }BAO uchburchagidan _{ } (4)
Bundan _{ } (5) ifodaga (1) ifodani qo’ysak
_{ } (6)
ifoda xosil bo’ladi. Linzaga parallel to’lqinlar tik tushganligi uchun _{ }
va quyidagi ifoda o’rinli bo’ladi:
_{ }(7)
Qaytgan to’lqinlar uchun yorug’ xalqalar uchun radius ifodasi. (5) ifodani (2) ga qo’ysak qorong’i xalqa radius ifodasini aniqlash mumkin.
Interferensiya xodisasidan amaliyotda foydalanish:

1. 
   To’lqin uzunligini katta aniqlikda o’lchash mumkin, komparatorlardan katta aniqlikda xar xil to’lqin uzunliklarini taqqoslash mumkin.
   
2. 
   Ko’zgu va optik asboblarning sirt silliqlik darajasini katta aniqlikda nazorat qilish mumkin.
   
3. 
   Jismlarning nazorat qilish va optik asboblar sifatini aniqlashda.
   
4. 
   Qattiq jismlarning kengayish koeffisentini sindirish ko’rsatgichini katta aniqlikda o’lchash.
   
5. 
   Xar xil jismlarning spektrlarini o’rganish.
   
6. 
   Yorug’lik tezligini katta aniqlikda aniqlashda.
   

Tekshirish savollari:

1. 
   Yassi parallel plastinkadagi to’lqin yo’llar farqi ifodasi.
   
2. 
   Qaytgan to’lqinlar uchun maksimum sharti qanday ?
   
3. 
   O’tgan to’lqinlar uchun minimum sharti qanday yoziladi ?
   
4. 
   Qiya tekislikda interferensiya qanday xosil bo’ladi?
   
5. 
   N’yuton xalqasini kuzatuvchi uskunani chizish.
   
6. 
   N’yuton xalqasining radius ifodasini yozing.
   

7.Qorong’i xalqa radius ifodasini yozing.

Tayanch tushunchalar

1. 
   Yassi parallel plastinka - ikki tomoni bir-biriga parallel va yuqori darajada silliqlangan shisha plastinka.
   
2. 
   Qaytgan to’lqin interferensiyasi – qaytgan to’lqinlarda 1 va 2 to’lqinlar ustma-ust tushishi yoki bir-biriga parallel bo’lishi mumkin.
   
3. 
   Yo’llar farqi _{ } o’zgarishi - to’lqin optik zichligi katta muhitdan qaytganda kuzatiladi.
   
4. 
   Qiya tekislikda interferensiya kuzatilishi uchun shisha plastinkaga xar xil burchak ostida to’lqinlar tushishi kerak.
   

N’yuton xalqasi qilish - yassi qavariq linza va yassi parallel plastinka yordamida.