Физика кафедраси физика фанидан янги (ПҚ №1533) лаборатория ишлари учун

Ўзлаштириш саволлари

1. 
   Ёруғликни қутбланишини тушинтиринг.
   
2. 
   Ёруғлик интерференцияси деб нимага айтилади?
   
3. 
   Ёруғлик дифракциясига таъриф беринг.
   
4. 
   Ёруғликни қайтиши ва синиши қонунини таърифланг, ифодасини ёзинг?
   

ЛАБОРАТОРИЯ №14


ҚЎШ ТИРҚИШДА ВА КЎП СОНЛИ ТИРҚИШДА ДИФРАКЦИЯНИ - ВОСИТАСИДА ҚАЙД ҚИЛИШ ВА ҲИСОБЛАШ


I. Ишнинг мақсади.

1. 
   Дифракцион тасвирларни қайд қилиш ва интенсивлик тақсимотини моделлаштириш.
   

II. Керакли асбоб ва жихозлар:
3 қўш тирқишли диафрагма, 4 қўш тирқишли диафрагма, 5 қўш тирқишли диафрагма, пружинали сиқиб турувчи тутгич, лазер, чизиқли қутблагич, поляризацион филтер, , гардишли линза , гардишли линза , гардишли линза , оптик стол, оптик рейдер


III. Назарий қисм
Эркин тарқалаётган ёруғлик нурининг йўлига тўсиқлар, масалан гулсапсар типли диафрагма ёки тирқиш қўйилганда дифракцион ҳодисалар юз беради. Ёруғликнинг тўғри чизиқли тарқалишдан оғиши кузатиладиган бундай ҳолат дифракция деб аталади. Дифракцион ҳодисалар ўрганилганда, тажриба бажариладиган иш тартиби икки турга ажратилади: Фраунгофер дифракцияси ҳолида ёруғликнинг параллел тўлқин фронтлари дифракцион обектнинг олд томонида ва ортида ўрганилади.


1-Расм: Қўш тирқишдан ёруғлик дифраксиясининг схемаси

b: тирқиш кенглиги d: тирқишлар оралиғи L: тирқиш билан экран орасидаги масофа Х₂: марказдан 2-интенсивлик минимумигача масофа а₂. 2-сусайган интерференсия кузатиладиган йўналиш : йўллар фарқи : кузатиш текислиги ( )
Бу бир томондан дифракцион обектдан чексиз масофада жойлашган ёруғлик манбасига ва иккинчи томондан худди шунингдек дифракцион обектдан чексиз масофада жойлашган экранга мос келади. Уни тажрибада нур йўлига жойлаштирилган йиғувчи линзалар ёрдамида, масалан ёруғлик манбаси билан дифракцион обект орасига жойлаштириш орқали амалга ошириш мумкин Френел дифраксияси ҳолида ёруғлик манбаси ва экран дифракцион обектдан чекли масофада жойлашади. Масофа ортиб боргани сари Френель дифракцион тасвирлари Фраунгофер дифракцион тасвирларига ўхшашроқ бўлиб боради. Фраунгофер дифраксияси ҳолида дифракцион тасвирларни ҳисоблаш анча соддароқ. Шу сабабли мазкур ишда баён қилинган тажрибалар Фраунгофер нуқтаи назарига асосланган. Юнгга асосан, иккита когерент нурни бир-бирига яқин жойлашган тенг кенгликдаги тирқишлар орқали интенсив ва когерент лазер нуридан олиш мумкин. Бу эса тирқишларнинг икки (қўш) ёруғлик манбаи сифатида намоён бўлишини англатиб, ёруғлик дасталари анча даражадаги узоқ масофада бирлашади. Бу икки тирқишдаги дифракция кираётган параллел ёруғликни ҳаттоки тирқиш диафрагмасининг геометрик соясида ҳам тарқалишига олиб келади. (1-Расмдаги кул ранг соҳа). Бундан ташқари, кузатиш текислигида ёрқин ва қорамтир тасмалар намоён бўлиб, уларни геометрик нур оптикаси қонунлари билан тушунтириб бўлмайди. Ёруғлик тўлқин хоссаларига эга деб инобатга олинса ва экранда кузатилаётган дифракцион тасвирни тирқиш апертурасидан келётган кўп сонли(чексиз) дасталарнинг суперпозияси деб қаралсагина уни тушунтириш мумкин.
Дифракцион тасвирни ҳисоблаш учун, Н тирқишлардан иборат, бир биридан тенг масофаларда жойлашган тирқишлардан келаётган барча дасталарнинг тебраниш ҳолатлари, фазалари фарқи эътиборга олинган ҳолда қўшилади. Натижада кузатиш текислигининг ихтиёрий жойидаги х дифраксияланган ёруғлик майдон кучланганлигининг амплитудаси А олинади. Бу метод орқали амплитуда тақсимотидан А₂ (х) бевосита интенсивлик тақсимоти ҳисобланади. Амалда, кичик дифракцион бурчаклар Н тирқишлар учун қуйидаги пропорционаллик олинган:
(1)


Тенгламанинг (1) ўнг томонидаги учинчи ҳад, чексиз тор ва бир текис тақсимланган N та тирқишдан ёруғлик тўлқинининг дифракцияси кузатиладиган интенсивликнинг максимуми ва интенсивликнинг минимумлари даврийлигининг кетма-кетлигини ифодалайди.
Тенгламанинг (1) ўнг томонидаги иккинчи ҳад чексиз тирқиш кенглигининг b таъсирини ифодалайди. Бу ҳад дифракцион тасвирнинг “қобиғи” ҳисобланади ва якка тирқиш кенглиги b нинг дифракцион таъсирига мос келади. Шундай қилиб, кўп сонии тирқишларнинг (N>2) дифракцион тасвири якка тирқишнинг дифракцион тасвири орқали модуляцияланади. Биринчи ҳад интенсивликнинг тирқишлар сонига боғлиқлигини ифодалайди.
Тажрибани бажариш тартиби
а) 3 хил қўш тирқишли диафрагмада дифракция

• 
  Ўчириш туғмаси ёки тугмаси орқали эски ўлчанган қийматларни ўчиринг;
  
• 
  кенгликдаги қўш тирқиш учун интенсивлик тақсимоти қайд қилинг. Бунинг учун тугмаси босилади ва поляризация филтрининг P оптимал созланмаси танланади;
  
• 
  Дифракцион тасвирларни қайд қилиш учун тугмаси босилади;
  
• 
  тугмасини босиш орқали ўлчашларни тўхтатиш мумкин;
  
• 
  Олинган натижаларни тугмасини босиш орқали сақлаш мумкин;
  
• 
  Ўлчашларни ва бўлган қўш тирқишлар учун такрорланг ва ҳар бир холат учун натижаларни сақланг.