Andijon davlat universiteti fizika kafedrasi «amaliy optika»

Kerakli asbob va materiallar: Yorug’lik manbai (lazer), difraksion panjara, darajalangan ekran, optik skamya.
1. Qurilma bilan tanishib, uni ishga sozlang.
2. 20-rasmdagidek manba, darajalangan ekranlar siste­masi tuzing.
3. Manba va ekran orasiga davri aniq bo’lgan difrak­sion sanjara o’rnating va panjara bilan ekran orasidagi masofa l ni o’lchang.
4. Lazerning yerga ulanganligini tekshiring, so’ngra elektr tarmog’iga ulang va lazer nurini ekranning markazi­dagi 0 nuqtaga to’g’rilang.
5. Manbadan nur yuborilganda ekranda difraksion manzara hosil bo’ladi. Ularning bosh m=0 maksimumidan keyingi chapdan m₁=1, m₂=2 hamda o’ngdan m₁=1, m₂=2 maksi­mumlarni yozib, ular orasidagi masofa b₁, b₂ larni o’l­chang.
6. Tajribani difraksion panjara va ekran orasidagi masofani o’zgartirib, bir necha marta takrorlang.
7. l va b larni bilgan holda (8-3) formula bilan ni aniqlang.
8. (8-4) formulaga qiymatlarni qo’yib yorug’likning to’lqin uzunligi ni hisoblab topinr.
9. Olingan natijalarni 12- jadvalga yozing.
12-jadval

№

l, m

b, sm

φ

m

λ, 10^8 sm

10. Tajribaning absolyut va nisbiy xatoliklarini aniqlang.

2-mashq. Goniometr yordamida yorug’likning to’lqin uzunligi­ni aniqlash

Kerakli asbob va materiallar: Goniometr, difraksion panjara, neon yoki vodorod lampasi.

ISHNING BAJARILISH TARTIBI

1. Goniometrni ishga tayyorlang va uning stolchasiga di­fraksion panjarani tushuvchi nurlarga perpendikulyar qilib o’rnating (20-rasm).

2. Ko’rish trubasidan kuzatib turib, uni o’ng yoki chap to­monga asta-sekin bupib, birinchi tartibli spektrni kuza­ting.
3. Okulyardati belgi chiziqni spektr ustiga to’g’rilang va burilish burchagi ni limbdan yozib oling.
4. Bu o’lchashlarni spektrning keyingi tartiblari uchun ham bajaring va olingan natijalarni jadvalga yozib oling.
5. Olingan natijalar asosida (8-2) formuladan foy­dalanib, kuzatilgan rangli chiziqning to’lqin uzunligini hisoblang.
6. Tajribani boshqa rangdagi spektr chiziqlari uchun ham takrorlang.
7. O’lchashdagi absolyut va nisbiy xatoliklarni baholang va 13-jadvalga yozing.
13-jadval

№

Spektr rangi

φ

m

d, sm

λ, 10^8 sm

Izoh: Bu mashqlarni dastali maxsus darajalangan lineyka yordamida ham bajarish mumkin.

O’Z-O’ZINI SINASH UCHUN SAVOLLAR

1. Yorug’lik nurlari uchun difraksiya, interferensiya hodisasini tushuntirib bering.

2. Parallel nurlardagi difraksiyani tushuntiring.
3 Yorug’lik to’lqin uzunligi qanday aniqlaninishini so’zlab bering
3- laboratoriya ishi
YORUG’LIK QUTBLANISH TEKISLIGI­NING
TABIIY BURILISHINI O’RGANISH
[15.371-399, 16.265-269]


Ishning maqsad:- SU-4 saxarimetrining tuzilishi va ishlash prinsipi bilan tanishish. Saxarimetr solishtir­ma burilish doimiysini va eritmadagi qandning konsen­tratsiyasini aniqlash.

ISH TO’G’RISIDA NAZARIY TUSHUNCHA

Ushbu laboratoriya ishida tekshiriladigan suyuqliklarda yorug’lik qutblanish tekisligining burilish hodisasi birin­chi bo’lib fransuz fiziklari Arago va Frenellar tomoni­dan o’rganilgan. Bu hodisani tadqiq etishni 26-rasmda tas­virlangan qurilma, SU-4 saxarimetri yordamida amalga oshirish mumkin.

26-rasm. SU-4 saxarimetri
Asbobda polyarizator va analizatorlar shunday o’rnatil­ganki, ularning tebranish tekisliklari aylantirib qo’yilsa, u holda plastinka bo’lmaganda manbadan chiqqan yorug’lik analizator orqali o’tmaydi (27-rasm). Agar P₁ pla­stinka "o’rniga kristall kvarsdan uning optik o’qiga perpen­dikulyar qilib qirqib olingan huddi shunday yassi plastinka qo’yilsa (28-rasm), analizatorning ko’rish maydoni oshadi. So’ngra analizator biror burchakka burilsa, u holda analizatorning ko’rish maydoni yana qorongi bo’lib qoladi. Bundan analizator orqali o’tgan yorug’likning qutblanish tekisligi kvars plastinkasida ma’lum burchakka otadi de­gan hulosa chiqarish mumkin.

27-rasm



28-rasm
Kristall ichida optik o’q yo’nalishi bo’ylab tarqaluvchi yorug’lik bir jinsli muhitda tarqalgani kabi sinmay o’tadi. Kvars kristallari optik o’q bo’ylab tarqaluvchi yassi qutb­langan yorug’lik qutblanish tekisligini burib yuborar ekan. Keyinroq bu hodisa kristallarning bir qanchasida va ba’zi suyuqliklarda ham aniqlangan. Bu xildagi moddalar optik aktiv moddalar deyiladi. Kristall moddalar(kvars, kinovar, qand), sof suyuqliklar (skipidar, nikotin) va aktiv moddalarning noaktiv erituvchilardagi eritmalari (qand, vino kislotasi va boshqalarning suvdagi eritmasi) shular jumlasiga kiradi.
Qutblangan nur optik aktiv modda orqali o’tganda uning qutblanish tekisligi nur atrofida φ burchakka buriladi. φ burilish burchagi yorug’likning kristall ichida o’tgan L yo’liga proportsional bo’ladi, ya’ni:
φ=l (10-1)
bu yerda,  - proporsionallik koeffitsienti, burilish doimiysi deyiladi.
Eritmalarda qutblanish tekisligining burilish burchagi nurning eritmadagi yo’liga va optik aktiv moddaning C konsentratsiyasiga proporsionaldir:
(10-2)
bu holda, []-solishtirma burilish doimiysi, u eritma birlik konsentratsiyasi va birlik eritma qatlamidan o’tayotgan yorug’lik qutblanish tekisligi burilgan burchakka teng.  burilish doimiysi, eritmaning xossasiga va yorug’likning to’lqin uzunligiga bog’liq. Shuning uchun har bir aktiv modda turli to’lqin uzunligidagi yorug’lik qutblanish tekis­ligini turli burchakka buradi. Bu hodisa burilish dis­persiyasi deyiladi.
Qutblanish tekisligining burilish yo’nalishiga qarab moddalar o’ngga va chapga buruvchi optik aktiv moddalarga ajratiladi. O’ngga buruvchi moddalar qutblanish tekisligi­ni soat strelkasi bo’yicha buradi, chapga buruvchi moddalar esa, aksincha. Kvarsdagi burilish ancha katta bo’lib, lmm qalinlikdagi kvars plastinka sariq nurlar­ning ( _s=0,5890 ) qutblanish tekisligini 21,7° gacha, bi­nafsha nurlarning ( _g=0,4047 ) qutblanish tekisligini esa 48,9° buradi, ultrabinafsha soxa nurlari qutblanish tekisligining aylanishlari undan ham katta.
Kristallardan tashqari, yuqorida ta’kidlaganimizdek, suyuqliklar: skipidar, qand eritmasi va boshqalar ham qutblanish tekisligini burish xususiyatiga ega. Saxarimetr bilan optik aktiv moddalarning suvdagi konsentratsiyasini va yorug’lik qutblanish tekisligining tabiiy burilishini aniqlay olamiz. Polyarimetrlarda esa faqatgina burilish burchagini aniqlash mumkin. Asbob shkalasida konsentratsiyasi ko’rsatilmaganiga qaramay, kalibrovka qilib chizil­gan jadvallar yordamida burilish burchagi φ ni o’lchab, kon­sentratsiya C ni aniqlash mumkin.

ASBOBNING TAVSIFI

SU-4 saxarimetrining optik sistemasini batafsilroq ko’rib o’taylik. 29-rasmda: 1-okulyar, 2-burilish burchagini ko’rsatuvchi okulyari, 3-kamera qopqog’i, 4-filtr, 5-­yoritish lampasi, 6-kalit, 7-asos taglik, 8-okulyarni ko’rish maydoniga fokuslovchi vint, 9-ponani siljituvchi friksi­on gildirak dastasi, 10-yoritilganlikni sozlovchi rezistor dastasi, 11-analizator va pona o’rnatilgan korpus, 12­-polyarizator.

Saxarimetrda polyarizator 2-ta prizmadan: katta P prizma va shu yerning o’zida, katta prizma orqasiga o’rnatilgan P₁ prizmadan tashkil topgan bo’ladi (27-rasm).
M manbadan chiqqan yorug’lik (27-rasm) asbobning D doira­simon tirqishiga tushadi, tirqish L linzaning fokusiga joylashganligi uchun linzadan o’tayotgan yorug’lik parallel nurlar dastasini hosil qiladi.
L linzadan o’tayotgan yorug’lik P prizmadan o’tgandan so’ng muayyan tekislikda yassi qutblanadi. Bu qutblangan yorug’lik nurlarining bir qismi tekshirilayotgan eritma quyilgan T trubkadan o’tib, A analizatorga tushadi. Yorug’likning ikkinchi qismi bu trubkaga tyshishdan oldin kichik P₁ prizmadan o’tadi, shuning uchun bu yorug’likning qutblanish tekisligi bir oz burilgan bo’ladi. Analizator yorug’lik das­tasining bir qismini to’liq o’tkazmaydigan holatga kelti­rilganida ham undan yorug’lik dastasining ikkinchi qismi qisman o’tadi. Natijada doirasimon ko’rish maydonining ikkita yarim doiraga ajratilgani kuzatiladi. P prizma­ning qirrasi bu ikki yarim doiraning ajratiltan chizig’i bo’ladi. Analizator optik aktiv modda quyilgan T trubka o’rnatilganiga qadar va u o’rnatilgandan keyin ko’rish maydo­nini birday yoritilganligiga erishilguncha to’g’rilanadi.
Analizatorning burilish burchagi shu analizator bilan bog’liq bo’lgan konusning qo’zg’olmas limb ustida siljishi­ga qarab aniqlanadi. O’lchashlarni bajarishdan oldin sa­xarimetrning solishtirma burilish doimiysini aniqlab olish kerak. Buning uchun konsentratsiyasi ma’lum bo’lgan eritma tayyorlanadi va φ=[] Sl/100 ifodadan [] aniqlanadi.