Andijon davlat universiteti fizika kafedrasi «amaliy optika»

Tayanch iboralar: Ko‘p nurli interferometrning dispersiyasi, spektroskopiya, lazerlar fizikasi burchak dispersiyasi, aj­rata olish qobiliyati, ko‘p nurli interferensiya, to‘lqin amplitudasi, o‘tkazish koeffitsienti

Ko‘p nurli interferensiya va uning spektroskopiya, lazerlar fizikasi va texnikada qo‘llanishlarining rivoji fan oldida be­rilgan o‘tkazish va minimal yutish koeffitsientida yuqory koeffisientli qaytargichlar yaratish masalasini qo‘ydi. Bu masalani faqat 45- rasmda ko‘rsatilgandek katta va kichik sindirish ko‘rsatkichiga ega bo‘lgan navbatlashuvchi plyonkalardan tashkil topgan ko‘p qatlamli sistemada yuzaga keluvchi ko‘p nurli interferensiya asosida

1- rasm. 45
hal qilish mumkin. Bunda shaffof taglikka qoplangan optikaviy qalinligiuga tengbo‘lgan navbatlashuvchi shaffof plyonkalarsistemasi tasvirlangan. 45- rasmda sindirish ko‘rsatkichi mos ravish­da n_x = 2,3; n₂= 1,32 ga teng bo‘lgan rux sulfidi (ZnS) va kriolit (Na₃A1F₆) plyonkalaridan vujudga kelgan ko‘p qatlamli sistema ko‘rsatilgan. Bu maqsadda boshka moddalar ham ishlatilishi mum­kin.
Plyonkalarning bo‘linish chegarasi sirtida yorug‘likning kaytishi yuz beradi, buning natijasida ko‘p sonli 1, 2, 3, 4 va h. k. interferensiyalashuvchi nurlar sistemasi vujudga keladi. Ular plyonkaning optikaviy qalinligi λ/4 bo‘lganda qaytgan yorug‘likda yetarli darajada keng spektral intervalda kuchayishga olib keluvchi ko‘p nurli interferensiyani beradi. Yetti plyonkadan iborat sistema o‘tkazish koeffitsienti ϑ = 3,5% bo‘lganda-R = 96% nur kaytarish koeffitsientini beradi. Nur yutish koeffitsienti esa A<0,5% bo‘ladi. Shu yo‘l bilan juda yuqbr.i f. i. k. iga ega bo‘lgan qaytar-gichlar tayyorlanadi. Agar katlam sonini 9 gacha orttirsak, kayta-rish koeffitsienti 98% ga teng bo‘ladi, o‘n bir qatlamda esa tusha­yotgan yorug‘likning deyarli 100% I qaytadi.
Ko‘p qatlamli interferension qaytargichlar hozirgi vaqtda lazerda yuqori aellikli optikaviy rezonatorlar tayyorlashda keng qo‘llanilmoqda. Ular yuqori monoxromatiklikka ega bo‘lgan in­terferension yorug‘lik filtrlarini yaratishda muhim rol o‘ynaydi.


12-mavzu.YORUG‘LIKNING YASSI SIRTLARDA SINISHI. PRIZMALAR
Reja
1.Uch yoqli prizmada sinish
2.Prizmaning burchak dispersiyasini
3. Yorug‘likning prizmada spektrga ajralishi


Tayanch iboralar: prizmaning burchak dispersiyasini, prizma moddasining dispersiyasi, interferometrning dispersiyasi, burchak dispersiyasi, spektrografning chizikli dispersiyasi, aj­rata olish qobiliyati, ko‘p nurli interferensiya, to‘lqin amplitudasi, binokl, periskop, spektral apparatlar


Yuqorida yorug‘lik nurlarining turli sindirish ko‘rsatkichli ikki muhit chegarasiga tushishganda sinishi haqidagi masala ko‘rib o‘tilgan edi. Gyuygens prinsipi asosida sinish konuni aniqlangan edi:
(12.1)
Bu yerda biz sinish qonunini yorug‘likning uch yoqli optikaviy prizmadan o‘tishi uchun qo‘llanishini ko‘rib chiqamiz (1- rasm). L nur prizmaning AC yog‘iga shun­day tushayotibdiki, bunda u priz­maning ABS kesim tekisligida sinadi. So‘ngra u ikkinchi marta prizmaning AB yog‘ida sinadi

1-rasm90
va prizmadan ikki marta sinib o‘tib, boshlang‘ich yo‘nalishidan δ burchakka og‘adi. Bu burchak kattaligi i₁ tushish burchagi, i₂ sinish burchagi va prizma kesimi uchidagi α bur­chak (prizmaning sindirish burchagi), bilan
(12.2)
munosabat orkali bog‘langan. Nurlarning prizmadan simmetrik o‘tishida, L nur prizmaning ikkala tomonidan uning A uchiga nisbatan teng kesmalar kesganda δ burchak eng kichik qiymatga ega bo‘ladi, i₁ va i₂ burchaklar o‘zaro teng, ya’ni i₁= i₂= i bo‘ladi. Bun­day holda (12.2) dan
(12.3)
ni hosil qilamiz. Sinish qonuniga asosan Sini =n Sini ', bu yerda i'₁= i'₂= i' Demak,
(12.3')
Lekin 1-rasmdan ko‘rinishicha, U holda (12.3') munosabat
(12.4)
ko‘rinishga keladi. (12.4) shartni qanoatlantiruvchi eng kichik δ og‘ish burchagida prizma undan o‘tayotgan yorug‘lik dastalarini juda kam buzadi, ya’ni bu holda optikaviy tasvir eng kichik xatolikka (aberratsiyaga) ega bo‘ladi.
Agar α kichik bo‘lsa, u holda δ ham kichik bo‘ladi. Shuning uchun sinuslarni burchaklar bilan almashtirish mumkin. Bunda
δ = (n — 1)α (12.4')
hosil bo‘ladi. Bunday prizma pona (klin) deb nom olgan.
Prizmalar spektral asboblarda murakkab spektral tarkibdagi yorug‘likni oddiy-monoxromatik dastalarga ajratish uchun keng qo‘llaniladi. Bunda prizma spektral asbobda shunday o‘rnatiladiki, tekshirnlayotgan spektrning o‘rta qismi eng. kichik og‘ish burchagi ostida, spektrning boshqa qismlari esa unga yaqin burchak ostida o‘tishi kerak.
Yorug‘likning prizmada spektrga ajralishi n sindirish ko‘rsatkichining yorug‘lik to‘lqin uzunligiga bog‘liqligidan kelib chiqadi. Shu tufayli n ga bog‘liq bo‘lgan δ burchak (12.4 formulaga q.) to‘lqin uzunligining funksiyasi hisoblanadi, ya’ni prizmada yorug‘lik dispersiyasi kuzatiladi. U miqdor jihatdan dδ/dλ hosila bilan o‘lchanadi. (12.4) formula dδ/dλ kattalikni aniklash imkonini beradi.(12.4) ifodani λ to‘lqin uzunligi bo‘yicha differensiallab olingan natijalar ustida almashtiryshlar bajaramiz. U holda


- (12.5)


ga ega bo‘lamiz. dδ/dλ hosila prizmaning burchak dispersiyasini ifodalaidi, dn/dλ hosila prizma moddasining dispersiyasi deb ataladi.
Ko‘pchilik hollarda prizmani a = 60° li kilib tayyorlaydilar. Bunda (12.5) ifodani quyidagi ko‘rinishda qayta yozish mum­kin:
(12.6-7)


Optikaviy shishalar uchun n sindirish ko‘rsatkichining to‘lqin uzunligiga bog‘liqligi ularni ishlab chiqargan zavodlar tomoni­dan jadval shaklida beriladi. Amalda burchak dispersiyasi chekli ayirmalar
(12.8)
shaklida ifodalanadi (12.8) ning ikkala tomonini spektral appa­rat (spektrograf) fotokamerasi ob’ektivining fokus masofasiga ko‘paytirib, spektrografning chizikli dispersiyasi uchun ifoda hosil qilamiz. U spektrdagi ikki nuqta (chiziq) orasidagi masofaning to‘lqin uzunligiga bog‘lanishini beradi. fdλ꞊dℓ deb belgilab, chizikli dispersiya uchun


(12.9)


ga ega bo‘lamiz, bu yerda ℓ — spektr bo‘ylab masofani bildiradi. Mos ravishda chizikli dispersiya cheqli ayirmalar orkali
(12.10)
ko‘rinishda berilishi mumkin. (12.10) formula asosida amalda bevosita miqdoriy o‘lchashlar o‘tkazish mumkin. Odatda sindirish ko‘rsatkichi va modda dispersiyasi, ya’ni va p tulqin uzunligining ortishi bilan juda tez kamayadi. Bu hol prizmali asboblarning spektrning turli qismlariga nisbatan tekis bo‘lmagan dispersiyalanishiga olib keladi. Spektrning uzun to‘lqinli qismi kuchli siqilgan, qisqa to‘lqin qismi esa ancha yoyilgan bo‘ladi.
Nurlarni 90°, 180° va boshqa burchaklar'ga burish uchun mo‘ljallangan prizmalar ayniqsa keng tarqalgan. Bunda to‘liq ichki qaytish hodisasidan foydalaniladi.

2-rasm, 3-rasm.

2- rasmda nurni 90° ga, 3- rasm­da zsa nurni 180° ga burib beruvchi prizmalardagi nur yuli keltirilgan. Bunday prizmalar ko‘zgular o‘.rnida ishlatiladi. Buruvchi prizmalar binokl, periskop, spektral apparatlar va h. k. lar kabi turlituman optikaviy asboblarda keng qo‘llanadi.

13-mavzu.O‘ZGARMAS ELEKTR MAYDONNING YORUG‘LIK NURLANIShI VA TARQALIShIGA TA’SIRI
Reja
1.Tashqi elektr maydoni ta’sir ettirilganda chiqarish va yutilish spektral chiziqlari chastotalarining ajralishi va siljishi
2. Fabri-Pero interferometrining burchak dispersiyasi
3. Ko‘p nurli interferometrning spektral chiziqlarni aj­rata olish qobiliyati


Tayanch iboralar: Tashqi elektr maydoni, chiqarish va yutilish spektralari, chastota, energiya sathlari, kvant soni, Shtark effekti

Moddaga tashqi elektr maydoni ta’sir ettirilganda chiqarish va yutilish spektral chiziqlari chastotalarining ajralishi va siljishi kuzatiladi. Bu hodisa birgina elektronga ega bo‘lgan atom (vodorodsimon atomlar) va ionlarda akcha aniq, kuzatiladi. Elektr maydoni ta’sirida atom energiya sathlarining ajralishi va siljishi sodir bo‘ladi. Bu ajralish (parchalanish) ning ∆W kattaligi elektr maydonining E kuchlanganligiga proporsionaldir:

(13.1) 13=67
bunda h — Plank doimiysi, n esa W_n energiyali sathning bosh kvant soni; k — «elektr kvant soni» deb atalgan yangi kvant soni; m_e va e— elektronning massasi va zaryadi; Z — yadro zaryadi, e birliklarida o‘lchanadi. Nurlanuvchi chastota:
ν = ν₀ +Δν (13.2)
formula bilan aniklanadi, bunda
(13.3)
vodorodsimon atom (yoki ion) ning tashki maydon bo‘lmagandagi chastotasi; p'—1,2,... qiymatlarni qabul qiladi; p=p'+1, l'+2,.. uchun shunday formulani yozish mumkin:
(13.4)
k — kvant soni: k = 0, ±1, ±2, ±3, ...,±(p—1) qiymaglarni qabul qiladi. №_p sath hammasi bo‘lib, o‘ziga nisbatan simmetrik joylashadigan