A. S. (guruh rahbari); Fattohov

Qo‘shimcha adabiyotlar

[3] – 117—20- betlar, [1] – 402—07- betlar,
[9] – 68—74- betlar.

Nazorat uchun savollar

1. 
   Ponasimon parda burchagi nima uchun kichik bo‘lishi talab qilinadi?
   
2. 
   Ponasimon pardada kogerent nurlar qanday hosil bo‘ladi?
   
3. 
   Qaytgan nur uchun Nyuton halqalari radiusini aniqlovchi formulani keltirib chiqaring.
   
4. 
   Nyuton halqalariga yorug‘lik biror burchak ostida tushsa, manzara qanday o‘zgaradi? Havo qatlami suyuqlik bilan to‘ldirilsa-chi?
   
5. 
   Nyuton halqalarini nima uchun markazdan uzoqlashgan sari ajratish qiyinlashadi?
   
6. 
   Qaytgan yorug‘likda markazda qanday dog‘ hosil bo‘ladi?
   
7. 
   Interferensiya hodisasidan texnikada qo‘llanishga misollar keltiring va tushuntiring.
   

12- ma’ruza

Yorug‘likning difraksiyasi. Guygens—Frenel prinsipi. Parallel nurlarning bir tirqishdan bo‘ladigan difraksiyasi.
Difraksion panjara. Difraksion spektr
Yorug‘likning to‘lqin tabiatiga ega ekanligini tavsiflovchi hodisalardan biri yorug‘likning difraksiyasidir. Yorug‘lik to‘lqinlarining to‘siqlarni aylanib o‘tishi va geometrik soya sohasi tomoniga og‘ishi difraksiya deb ataladi. Yorug‘lik to‘lqinlarining difraksiyasini kuzatish uchun ma’lum bir shart-sharoit yaratish kerak. Xususan, yorug‘likning to‘lqin uzunligi ( _ ) ekrandagi to‘siq (tirqish) o‘lchami bilan o‘lchovdosh bo‘lgandagina juda aniq difraksiya kuzatiladi. Yorug‘likning difraksiyalanishini quyidagi tajribalarda yaqqol kuzatish mumkin: dumaloq teshikning diametri d bo‘lgan tiniqmas B to‘siqqa yorug‘lik nuri S manbadan tushayotgan bo‘lsin. Òo‘siq orqasida joylashtirilgan A ekranda aniq soya bilan chegaralangan yorug‘ dog‘ paydo bo‘ladi (52- a rasm). Bu yorug‘lik nurining to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishining buzilmaganligini ko‘rsatadi. Shundan so‘ng teshik diametrini kamaytirib borsak, soyaning chegarasi buziladi, ya’ni aniq bo‘l-
masligi namoyon bo‘la boshlaydi. A ekrandagi dog‘ navbatlashib
5 5

^{B A} A
_B A A

boruvchi yorug‘ va qorong‘i konsentrik aylanalar (halqalar) ko‘rinishiga ega bo‘lib, asta-sekin geometrik soyani egallab boradi (52- b rasm).

Agar ekran (B)ga tushayotgan yorug‘lik to‘lqini monoxromatik ^{bo‘lsa (}  ^{= const), halqalar almashinib boruvchi yorug‘ va qorong‘i} aylanalar ko‘rinishiga ega bo‘ladi. Agar ekranga tushayotgan yorug‘lik ^{nomonoxromatik to‘lqin (}  ^{ const) bo‘lsa, ekranda kamalak} rangdagi manzara kuzatiladi. Bu difraksion manzara deyiladi. Difraksion manzarani tabiiy sharoitlarda ham kuzatish mumkin: tuman (muzlagan) yoki terlagan deraza oynasi orqali qaralsa, kuzatilayotgan yorug‘lik manbayi atrofida rangli halqalarni ko‘rish mumkin. Bu yorug‘likning juda kichik to‘siq vazifasini bajaruvchi tomchilardagi difraksiyasidir.
Yorug‘likning difraksiyasini tajribalar asosida chuqur o‘rgan- gan va uning nazariyasini yaratgan fransiyalik Frenel dumaloq diskdan, dumaloq teshikdan va ingichka sim toladan bo‘ladigan difraksiyalarni kuzatadi. 1818- yili yorug‘likning korpuskular nazariyasi tarafdorlari bilan to‘lqin tabiati nazariyasi tarafdorlari o‘rtasida Parij Fanlar akademiyasidagi tortishuvda Frenel tarafdorlari g‘olib chiqadi va oliy mukofotga sazovor bo‘lishadi. Bunda quyidagi e’tiroz bildirilgan edi: agar yorug‘lik to‘lqin tabiatiga ega bo‘lsa, dumaloq diskda kuzatilayotgan difraksiya markazida yorug‘ dog‘ paydo bo‘lishi kerak. Shu zahotiyoq qorong‘i joyda tajriba o‘tkazilib, haqiqatdan ham, diskning qoq markaziga to‘g‘ri kelgan ekranda yorug‘ dog‘ paydo bo‘lganligi kuzatiladi.
Òo‘lqinlar difraksiyasi hodisasini Guygens prinsipi yordamida sifat jihatdan tushuntirish mumkin.
Ammo turli yo‘nalishlarda tarqalayotgan to‘lqinlarning intensivligi (I _~A²) haqida Guygens prinsipi hech qanday
ma’lumot bermaydi. Bu kamchilikni Frenel tuzatdi va u Guygens
prinsipini ikkilamchi to‘lqinlar interferensiyasi haqidagi g‘oya
5 6

bilan to‘ldirdi hamda bu prinsipga fizik ma’no berdi. Shu tariqa Frenel—Guygens prinsipi vujudga keldi va u to‘lqin optikaning asosiy prinsipi bo‘lib qoldi: yorug‘lik to‘lqini yetib borgan har bir nuqta ikkilamchi yorug‘lik manbayi bo‘lishi bilan birga, ular kogerent yorug‘lik manbalariga aylanadi va ulardan chiqqan nurlar kelib tushgan har bir nuqtada interferensiya hodisasi yuzaga keladi.
Shu asosda S₀ manba tomonidan ixtiyoriy M nuqtada uyg‘otilayotgan yorug‘lik tebranishlarining intensivligini hisoblash maqsadida Frenel o‘zining zonalar usulini tavsiya qildi. Buning uchun to‘lqin sirtini shunday halqasimon zonalarga ajratiladiki, bunda har bir zonaning chetidan nuqtagacha bo‘lgan masofalar bir-biridan _ /2 ga farq qiladi. Ixtiyoriy n- zonaning tashqi chetidan M nuqtagacha bo‘lgan b_m masofa quyidagicha ifodalanadi:

,
b  b  n ^
m ₂

bu yerda b- to‘lqin sirtining O uchidan M nuqtagacha bo‘lgan masofa (53- rasm).

Bu zonalardan M nuqtaga kelib tushayotgan nurlar fazalar farqiga qarab interferensiyaning maksimumini yoki minimumini vujudga keltiradi. Agar teshikda joylashgan zonalar soni juft bo‘lsa, M nuqtada qorong‘i dog‘, agar toq zonalar joylashsa, yorug‘ dog‘ hosil bo‘ladi. Òeshik kengligiga bitta zona joylashsa, M nuqtada maksimum intensivlik hosil bo‘ladi.
Parallel nurlar dastasining tor tirqishida yoki tirqishlar sistemasi kuzatiladigan difraksion manzaralari amaliy ahamiyatga