Dispersiyaning qanday turlarini bilasiz? Modalararo dispersiya. Xromatik dispersiya. Material dispersiyasi

3.2. Optik tola turlari va ularning tavsiflari
Optika qonuniyatlari yorug‘lik nurining to‘g‘ri chiziqli tarqalishiga, tola muhiti bilan o‘zaro ta’sirlashuviga va izotroplik xususiyatiga – muhitda barcha yo‘nalishlarda yorug‘likning bir xil tarqalishiga (shisha bir turdagi va izotropli muhit hisoblanadi) asoslangan. Bu qonuniyatlarga yorug‘likning qaytish/sinish qonunlari va ularga asoslangan hodisalar ta’lluqli.
Yorug‘lik bir materialdan boshqasiga ÿtganda uning tarqalish tezligi ÿzgaradi, ya’ni tÿlqin nazariyasi nuqtaidan bu xarakat yÿnalishining ÿzgarishiga olib keladi. Bu hodisa - yorug‘likning tÿg‘ri yÿnalishdan og‘ishi sinish deb ataladi.
Sinish hodisasini misollarda kÿrib chiqamiz.
Sinish hodisasiga baliq ovlashda ham duch kelinadi. Suv ostidagi baliqni kÿrganimizda, uning xaqiqiy joylashuvini emas, balki unga yaqin joylashuvini kÿramiz (3.2-rasm).
Agar baliqqa pastga vertikal qarasak, yorug‘likning sinishi rÿy bermaydi va baliqning asl joylashgan joyini kÿramiz. Agar unga burchak ostidan qarasak, sinish hisobiga asl joylashgan joyini kÿrmaymiz, bunda baliq nazaramizdagi kÿrinishdan chuqurroqda joylashgan bÿladi [2].

Yorug‘likning sinishi.

Sinish hodisasini prizmada ham kÿrish mumkin
Optik toladan signallarning uzatilishida ham yuqorida kÿrib chiqilgan sinish hodisasi rÿy beradi. Bu quyida batafsil tushintirilgan.
Prizmada yorug‘likning sinishi.
Prizmaga oq yorug‘lik tushirilganda, prizma bu yorug‘likni sindiradi va kamalakning turli ranglariga ajraladi. Qizil rang eng kuchli og‘adi va kichik tarqalish tezligiga ega. Sinish prizma kirishida bÿlganidek, chiqishida ham xosil bÿladi
3.3. Bir modali va kup modali optik tolalar. Pogonapi, gradientli va maxsus sindirish kursatgichili optik tolalar.
Yorug‘lik nuri sindirish kÿrsatkichi katta muhitdan sindirish kÿrsatkichi kichik muhitga ÿtganda, ikki muhit chegarasida nur 3.4-rasmda tasvirlangandek perpendikulyardan og‘adi. Tushish burchagi Ө₁ kichik bÿlganda (3.4,a-rasm) singan nur tÿliq qobiqqa ÿtib ketadi. Tushish burchagini oshirgan sari sinish burchagi Ө₂ 90⁰ ga intiladi. Sinish burchagi Ө₂ =90⁰ ga teng bÿlgan xoldagi tushish burchagi – kritik burchak Ө_kr deyiladi. Yorug‘lik nuri kritik burchak Ө_kr ostida tushganda singan nur ikki muhit chegarasi bÿylab tarqaladi (3.4,b-rasm). Yorug‘lik nuri kritik burchakdan katta burchak ostida tushganda, nur ikkinchi muhitga ÿtmasdan, ikki muhit chegarasidan tÿliq qaytadi (3.4,v-rasm). Bunda tushish burchagi sinish burchagiga teng Ө₁ = Ө₂ bÿladi.
Snellius qonuni bÿyicha tushgan va qaytgan nurlar ÿrtasidagi munosabat:
n₁ sin Ө₁ = n₂ sin Ө₂.
Ө₂ = 90⁰ da kritik tushish burchagi quyidagiga teng:

Өkr= arc sin (n2 / n1)

Ө_kr dan katta burchak ostida tushgan nurlartÿliq qaytadi.
Bu jarayon, ya’ni yorug‘lik energiyasining turli sindirish ko‘rsatkichli ikki muhit chegarasidan tÿliq qaytishi tÿliq ichki qaytish (TIQ) hodisasi deyiladi. TIQ hodisasi yorug‘lik uzatgich bo‘ylab optik signallarni tarqalishining fizik asosi hisoblanadi. Uni amalga oshirish uchun optik tola o‘zagining sindirish ko‘rsatkichi n₁ qobiqning sindirish ko‘rsatkichi n₂ dan katta bo‘lishi kerak.

Bir necha tushish burchaklari uchun nurning tarqalish yo‘li, n₁>n₂, bu yerda n₁ va n₂ ikki turli muhitlarning sindirish ko‘rsatkichlari.

O‘zak va qobiq tayyorlanadigan materiallarning sindirish ko‘rsatkichlari nisbatini optimal tanlash orqali yorug‘lik nurining o‘zak ichida to‘liq ichki qaytishi ro‘y beradi va nurni faqatgina optik tola o‘zagi bo‘ylab zigzagsimon tarqalishi ta’minlanadi.
Masalan, optik tola uchun xos bÿlgan n₁=1,48, n₂=1,46 bo‘lsa, u holda (3.1) qÿllab, kritik tushish burchagini aniqlash mumkin:

Ө_kr= arc sin (1,46/ 1,48) = arc sin (0,9864) = 80,6⁰.

Shundaysindirishko‘rsatkichlarinisbatigaega, kritiktushishburchagiӨ_kr=80,6⁰gateng, tushishburchagiӨ₂esaӨ_kr=80,6⁰dankatta, masalanӨ₂=81⁰bÿlgandanurikkinchimuhitga ÿtmay, boshlang‘ichmuhitdatÿliqichkiqaytadi. Optiktolabo‘ylabsignallarningtarqalishianashuprinsipgaasoslangan. Anashundaysindirishkÿrsatkichlari, kritikchastotavatushishburchagiqiymatlarigaegaoptiktolaorqalioptiksignallarningtarqalishi 3.5-rasmdakÿrsatilgan.

Optik tolada tÿliq ichki qaytish jarayoni.

Kritik burchakdan katta burchak ostida Ө > Ө_kr ÿzak-qobiq chegarasiga tushgan nurlar (nur 1) chegarada tÿliq ichki qaytadi. Tushish va sinish burchaklari teng Ө₁ = Ө₂ bÿlgani uchun, nur 1 takroriy qaytishlarga uchrab, ÿzak muhiti bÿylab zigzaksimon tarqaladi.
Ideal xolda yorug‘likning sochilishi va nolinchi dispersiya bÿlmaganda nur 1 ÿzak bÿylab istalgan masofaga tarqalishi mumkin [1].
Nur 1 yÿnaluvchi nur (moda) deyiladi.
Nur 2 Ө_kr burchak ostida tushib, sinadi va ÿzak-qobiq chegarasi bÿylab tarqaladi.
Ө<Ө_kr ostida tushgan nur 3 sinadi va qobiq chegarasiga tushib, qobiq bÿylab tarqalishida sÿnadi yoki qobiqdan tashqariga chiqib ketadi. Ular nurlanuvchi nurlar deyiladi.