5. Ma’ruzalar bo’yicha nazariy o’quv materiallar. Сименар машгулотлари

Yorug’lik qonunlari. To’la ichki qaytish.

1. 
   Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonuni.
   

Yorug’lik optik jihatdan bir jinsli muhitda to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi. Barcha nuqtalarida yorug’likning tezligi o’zgarmas bo’lgan muhitga optik jihatdan bir jinsli muhit deyiladi. Bu qonun noshaffof jismlar nuqtaviy yorug’lik manbai tomonidan yoritilayotganda aniq soyalar hosil bo’lganligi bilan tushuntiriladi. Ammo bu qonuning bajarilishi ma’lum sharoitlardagina yuz beradi. Agar muhitning optik zichligi nuqtadan nuqtaga o’zgara borsa, yorug’lik egri chiziq bo’ylab tarqaladi. Undan tashqari yorug’lik o’lchamlari juda kichik tirqish yoki to’siqlar orqali o’tganda ham bu qonundan chetlanish yuzaga keladi.

2. 
   Yorug’lik nurlarining mustaqillik qonuni.
   

Ayrim olingan nurlar dastasi bilan yuz beradigan hodisalar boshqa nurlar dastasi tarqalishidan qat’iy nazar, hyech qanday o’zgarishga uchramaydi. Yorug’lik oqimini diafragma yordamida alohida nurlar dastasiga ajratilganda, ularning har biri mustaqil ravishda tarqalayotganligiga ishonch hosil qilish mumkin. Yorug’lik ikki muhit chegarisiga tushganda ham, tushuvchi nurning, qaytgan va singan nurlar dastasiga ajratilishi kuzatiladi.
Ma’lumki, yorug’lik vaakumda o’zgarmas tezlik bilan tarqaladi.
Yorug’lik bir muhitdan ikinchi muhitga o’tganda uning tezligi o’zgaradi va shu
munosabat bilan ikki muhit chegarasida yorug’lik tarqalishida o’zgarishlar yuz beradi. Ikki muhit chegarasi orqali yorug’likning tarqalishi uchun, u tug’ri chiziq bo’ylab tarqalayapti deb qaraladi. Yorug’lik optik jihatidan bir jinsli muhitdan boshka muhitga o’tganda u qaytishi, sinishi mumkin.
3. Yorug’likning qaytish qonuni.
AO tushgan nur, OV — qaytgan nur va OS singan nur deyiladi, — tushish burchagi, — qaytish burchagi, — sinish burchagi.
Yorug’likning qaytish qonuni quyidagicha ta’riflanadi: Tushayottan nur, qaytgan nur va ikki muhit chegarasida yorug’likning tushish nuqtasida o’tkazilgan normal bir tekislikda yotadi; qaytgan nur normalning ikkinchi tomonida yotadi;
tushish burchagi qaytish burchagi ga tengdir, ya’ni = .



31 rasm.Yoruglikning sinish qonuni
Bu qonun XVII asr boshlarida yuzaga keldi. Unga ko’ra: tushayotgan nur, singan nur va ikki muhit chegarasida tushish nuqtasiga o’tkazilgan normal bir tekislikda yotadi; tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati ikki muhit uchun o’zgarmas kattalikdir, ya’ni

Bunga ikkinchi muhitning birinchi muhitga nisbatan nisbiy sindirish ko’rsatgichi deyiladi. 1 - muhitning 2 - muhitga nisbatan nisbiy sindirish ko’rsatgichi n₁₂ bilan quyidagi munosabatga ega bo’ladi.

Biror muhitning bo’shliqqa nisbatdan sindirish ko’rsatkichiga mutloq sindirish ko’rsatkichi deyiladi.
Sindirish ko’rsatkichining fizik ma’nosi 1 - muhitdagi yorug’likning tarqalish tezligi ning 2- muhitdagi tezligi ga nisbatiga tengdir,ya’ni,
_{ }
Mutloq sindirish ko’rsatkichi esa, yorug’likning vaakumdagi tezligi s ning muhitdagi tezligi ga nisbatiga teng, ya’ni
_{ }
4. To’la ichki qaytish hodisasi. Agar yorug’lik optik zichligi katta muhitdan optik zichligi kichik muhitga o’tsa, tushish burchagi sinish burchagidan kichik bo’ladi


32 -rasm
Tushish burchagini shunday oshirish mumkinki, u vaqtda sinish burchagi = 90⁰ ga teng bo’lib qoladi. Bu vaqtda singan nur ikkinchi muhitga o’tmaydi, ikki muhit chegarasi bo’ylab tarqaladi. Shu vaqtdagi tushish burchagiga limit burchagi deyiladi. Agar tushish burchagini limit burchagidan ozgina oshirilsa ham yorug’lik nuri ikki muhit chegarasidan to’la qaytadi. Bu hodisaga to’la ichki qaytish hodisasi deyiladi. To’la qaytgan nurning intensivligi tushgan nur intensivligiga teng bo’ladi.

Bundan sin kelib chiqadi.

Yorug’likning sinish va qaytish qonunlariga ososlangan optikaning bo’limiga geometrik optika deyladi. Geometrik optika asosida ishlaydigan asboblarning vazifalari xilma xildir. Obyektlarni ko’rishda ko’zga yordam berish,obyektlarning haqiqi tasvirlarni hosil qilish, yoritilganlikni o’zgartirish kabi tadbirlarni amalga oshirishda qo’llaniladi.
Bir tomoni sferik, ikkinchi tomoni yassi sirtlar yoki ikkala tomoni sferik sirtlar bilan chegaralangan shaffof jismlarga linzalar deyiladi. Linzalar ikki xil bo’ladi: birinchisi yig’uvchi (qavariq) va ikinchisi sochuvchi (botiq).
yig’uvchi sochuvchi
40 - rasm

Linzalar shisha, kvars, Kcl, Nacl dan yasaladi. Linzalar hosil qilgan sirtlrning egrilik markazlari orqali o’tgan o’qqa bosh optik o’q deyiladi. Qalinligi egrilik radiusiga nisbatan juda kichik linzalarga yupqa linzalar deyiladi. Linzada shunday nuqta mavjudki, u orqali o’tgan nur sinmaydi. Bu nuqtaga optik markaz deyladi. Linzaning optik markazidan bosh optik o’qdan tashqari istalgan chiziq o’tkazash mumkin. Ularga optik o’qlar deyiladi.
Linzalarga uning bosh optik o’qiga paralel nurlar tushsa, linza nurlarni yoki ularning davomini bir nuqtaga yig’adi. Bu nuqtaga linzaning fokusi deyiladi. Bu nuqtadan linzagacha bo’lgan masofaga linzaning fokus masofasi deyiladi.

yupqa linza formulasi.
Bu yerda - buyumdan linzagacha, b — linzadan tasvirgacha masofa, agar bo’lsa,


41 — rasm
(356) ni e’tiborga olib (357) ni

ko’rinishda yozish mumkin

ga linzaning optik kuchi deyiladi va dioptriyalarda o’lchanadi. Qavarik linzada optik kuchi musbat, botiq linzada manfiy bo’ladi.

42-rasm

43-rasm
Yupqa linzalar. Linzalarni ikkita sferik sirtdan iborat deb qarab ularda nurlarning sinishini ikkita ketma - ket sferik sirtlarda sinadi deb qarash mumkin. Yupqa linzalar deb qalinligi d uni chegaralovchi sirtlarning egrilik radiuslariga nisbatan juda kichik bo’lgan linzalarga aytiladi. Yupqa linza orqali nurlarni sinishini qaraymiz. Birinchi sirtdan singan nurlar uchun

44 – rasm

ni yozish mumkin. Bu yerda SC = va SA₁ = — linzaning sindirish ko’rsatgichi, - birinchi sirtning egrilik radiusi. Ikkinchi sirt uchun

deb yoziladi. Bu yerda SB = a
r₂ - ikkinchi sirtning egrilik radiusi, Birinchi va ikkinchi muhitlar bir xil.
Shuning uchun n₁ = n₂, U vaktda

Bu tenglamalarni o’zaro qo’shib


- nisbiy sindirish ko’rsatgichi kiritilsa.

olamiz. Bunga yupqa linzaning umumiy formulasi deyiladi. U har qanday linza uchun ham o’rinlidir. va larning ishoralari agar linzadan o’ng tamonda bo’lsa musbat, agar linzadan chap tomonda bo’lsa manfiy qiymatga ega bo’ladi, (366) formulada agar bo’lsa

agar cheksiz bo’lsa,


Bulardan f =-f₂ ekanligi kelib chiqadi.


Ko’zga ko’rinmaydigan juda kichik o’lchamga ega jismlarni kattalashtirish uchun mikroskop degan asbobdan foydalaniladi. Unda nurlarning tarqalish sxemasi quyidagi rasmda berilgan. Mikroskop asosan ikki qismdan: Obyektiv va okulyardan iborat. Mikroskopning umumiy kattalashtirishi obyektiv va okulyarning kattalashtirishiga bog’liq.

45-rasm
Yorug’lik dispersiyasi deb muhit sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga bog’lanishiga aytiladi. Dispersiya ikki xil bo’ladi. Normal dispersiya va anomal dispersiya.
Dispersiyani dastlab Nyuton teng yonli shisha prizmaga oq yorug’likni tashlab 7 xil rangdagi spektrni olish bilan tajribada kuzatgan. Bu nurlar qizil, zarg’aldoq, sariq, ko’k, yashil, havorang va binafsha nurlardir. Ular to’lqin uzunligi bilan bir – biridan
Nazorat savollari

1. 
   Elektromagnit to’lqinlar shkalasi
   
2. 
   Optika asoslari
   
3. 
   Yorug’likni tavsiflovchi asosiy kattaliklar
   
4. 
   Ularning o’lchov birliklari