Kirish. Kurs ishi dolzarbligi

Kurs ishining ob’ekti va predmeti. Yorug`lik dispersiyasini o’rganish ob’ekti bo’lsa, u haqida ma`lumot berish kurs ishi predmetidir.
Kurs ishining maqsadi va vazifalari. Kurs ishining maqsadi Yorug`lik dispersiyasi tarixini mukammal o’rganish va umumiy, kengroq ma’lumot berishdan iborat.
Qo’yilgan maqsad quyidagi vazifalarni bajarishni taqozo etadi:

• 
  Yorug`lik dispersiyasini o’rganish;
  
• 
  Yorug`lik dispersiyasi haqida ma`lumot berish;
  

Kurs ishining tarkibiy tuzilishi va hajmi. Ish kirish, ikki bob, xulosa, adabiyotlar ro’yxati va ilovalardan tashkil topgan. Uning umumiy hajmi 30 bet, shundan asosiy matn 24 bet. Matnda jadval, 1 ta rasm joy olgan, 20 nomdagi adabiyotlar va 5 dan ortiq internet manbalari keltirilgan. Kurs ishining kirish qismida mavzuning dolzarbligi, ishning ob’ekti va predmeti, maqsadi va vazifasi yoritilgan. Ishning xulosa qismida kurs ishi natijalari umumlashtirilgan.


I BOB. YORUG`LIK DISPERSIYA HAQIDA UMUMIY MA`LUMOT
1.1 Yorug`lik dispersiyasi tushunchasi
Yorug’lik dispersiyasini birinchi marta 1672 yilda ingliz olimi I.Nyuton kuzatgan. U shisha prizmadan oq yorug’lik o’tganda rangli spektr hosil bo’lishini aniqlagan. YOrug’lik dispersiyasini sindirish ko’rsatkichni aniqlaydigan har qanday usul bilan kuzatish mumkin. Masalan, prizmalardan yorug’lik o’tganda, to’la ichki qaytish hodisasi ro’y berganda va interferension asboblar yordamida. Umumiy holda, yorug’lik dispersiyasi ro’y berganda to’lqin uzunligini kamayishi bilan sindirish ko’rsatkichi orta boradi. Bunga normal dispersiya deyiladi. Lekin shunday hollar ham kuzatiladiki, bunda to’lqin uzunligini kamayishi bilan sindirish kursatkichi ham kamayadi. Bunday dispersiyaga anomal dispersiya deyiladi. Odatda anomal dispersiya yorug’likni yutilish sohasida kuzatiladi.
Yorug’lik dispersiyasi -modda sindirish ko’rsatkichi p ning yoruglik chastotasi v ga yoki yorug’lik to’lqinlari faza tezligining ularning chastotasiga bog’likligi. Yorug’lik dispersiyasi tufayli oq yorug’lik dastasi prizma orqali o’tganida spektrga ajralishi yuz beradi. Spektrga ajralish hodisasini o’rganishi oqibatida I. Nyuton Yorug’lik dispersiyasi hodisasini kashf etdi (1672). Spektr sohasida shaffof bo’lgan moddada v ning kattalashishi (X ning kichrayishi) bilan p ortadi: p ning X ga bunday bog’lanishini normal Yorug’lik dispersiyasi deyiladi. Moddaning yutish sohasi yaqinida p ning to’lqin uzunligi X ga bog’liq tarzda o’zgarishi ancha murakkab. Masalan, tsianin eritmasidan yasalgan yupqa prizmaning yutish sohasida qizil nurlar binafsha nurlarga nisbatan kuchliroq, yashil nur, so’ngra ko’k nur eng kam sinadi. Bunday holatni anomal Yorug’lik dispersiyasi (X ning kichrayishi bilan p ning kamayishi) deyiladi. Moddada yorug’likning sinishi yorug’lik fazaviy tezligining o’zgarishi natijasida yuz beradi; moddaning sindirish ko’rsatkichi p=s/SF; bunda SF — yorug’likning muhitdagi fazaviy tezligi. Yorug’likning elektromagning — _ zariyasiga ko’ra SF=s/ bunda e —dielektrik singdiruvchanlik, ts — magnit singdiruvchanlik. Spektrning optik sohasida barcha moddalar uchun ts birga juda yaqin. Shu sababli p=h1e bo’lgani uchun Yorug’lik dispersiyasi e ning chastotaga bog’liqligi bilan tushuntiriladi.
Yorug`likning tabiati haqidagi birinchi fikrlar qadim zamonlardan ma’lum. Keyingi ikki yarim asr davomida yorug`likning tabiati haqidagi tasavvurlar juda katta o`zgarishlarga duch keldi. XVII asrning oxirida yorug`likning tabiati haqida ikkita prinsipial qarama-qarshi nazariya maydonga keldi: bulardan birinchisi, 1675-yilda ingliz olimi Isaak Nyuton yaratgan korpuskulyar nazariya va ikkinchisi, 1690-yilda yaratilgan gollandiyalik olim Gyuygensning to`lqin nazariyasidir. Korpuskulyar nazariyaga muvofiq, yorug`lik tez harakatlanuvchi juda kichik moddiy zarralar – korpuskulalar oqimidan iborat bo`lib, ularni nur sochayotgan jism chiqaradi va ular ko`zga tushib, ko`rish sezgisini uyg`otadi. Bu nazariyaga muvofiq, yorug`likning qaytishi korpuskulalarning qaytaruvchi sirtdan xuddi elastik sharchalarning qattiq sirtdan qaytish qonunlari singari qonunlarga ko`ra itarilishi deb tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi korpuskulalarning kattaligiga bog`liq bo`lib, eng yirik korpuskulalar qizil rang, eng maydalari binafsha rang sezgisi uyg`otadi, deb tushuntiriladi. To`lqin nazariyaga muvofiq esa yorug`lik yorug`lik manbayidan chiquvchi va butun Koinotni uzluksiz to`ldirgan qo`zg`almas elastik muhit – “dunyo efiri” da katta tezlik bilan tarqaluvchi to`lqindan iboratdir. Ko`p olimlar, jumladan, M.V.Lomonosov ham yorug`lik tabiatiga shu nuqtayi nazardan qarashar edi. Bu nazariyada yorug`likning qaytish hodisasi barcha to`lqinlar uchun o`rinli bo`lgan qonunga muvofiq tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi, xuddi tovush tonlari farqi tovush to`lqinlari uzunligiga bog`liq bo`lgani singari, yorug`lik to`lqini uzunliklarining farqiga bog`liq deb tushuntiriladi. To`lqin nazariyaning zaif tomoni undagi “dunyo efiri” bo`lib, uning real mavjud ekanligi g`oyat shubha tug`dirar edi. To`lqin nazariyaga asosan yorug`likning tarqalishi, havodagi tovush tebranishlariga o`xshash, efirning mexanik elastik tebranishlari tarqalish deb tasavvur qilinadi. Biroq yorug`likning tabiati va tarqalishiga oid bunday qarash efir haqidagi mexanik tasavvurlar doirasida hal qilinishi mumkin bo`lmagan qator qiyinchiliklarga duch keldi. Astronom Ryomer Yupiter yo`ldoshlarining tutilishini kuzatib, yorug`likning tezligini hisoblab chiqdi, bu tezlik taxminan 300 000 km/s ga yaqindir. Holbuki, tovushning havodagi tezligi bundan deyarli 1 mln marta kichik. “Dunyo efiri” ning elastik tebranishlari haqidagi mexanik tasavvurlarga ko`ra 300 000 km/s tezlik olish uchun efirning elastikligi eng yaxshi nav po`latning elastikligidan bir necha yuz marta katta bo`lishi kerak. Shu bilan bir vaqtda osmon jismlarining juda ulkan va doimiy tezliklar bilan (qarshiliksiz) harakatlanishi ma’lum edi, bunday bo`lishi uchun esa “dunyo efiri” ning zichligi haddan tashqari kichik ekan deb taxmin qilish kerak. Bu ziddiyatni “dunyo efiri” haqidagi mexanik tasavvurlarga asoslanib hal qilish mumkin emas edi. 1881-yilda amerikalik olim Maykelson “dunyo efiri” mavjud emasligini tajribada isbot qildi. 1873-yilda ingliz fizigi J.Maksvell vakuumda 300 000 km/s tezlik bilan tarqaluvchi elektromagnit to`lqinlar tabiatda mavjud ekanligini nazariy ravishda isbot qildi. Bundan yorug`likning elektromagnit to`lqin ekanligi kelib chiqadi. Shunday qilib, XIX asrning oxirida yorug`likning tabiati haqida to`lqin nazariyasi rivojlanib, yorug`likning elektromagnit nazariyasiga aylanadi. Bu nazariyani G. Gers eksperimentda tasdiqladi. J. Maksvell yorug`likning elektromagnit nazariyasini yaratib, yorug`likning yorug`lik tushayotgan jismlarga bosim berishini ko`rsatib berdi. Bu bosimning kattaligini rus olimi P. N. Lebedev tajribada aniqladi va uning tajribalari yorug`likning elektromagnit nazariyasini tasdiqladi.
Endi yorug`likning to`lqin xossalari namoyon bo`ladigan optik hodisalar: yorug`likning interferensiyasi, difraksiyasi, dispersiyasi, qutblanishi kabilar bilan tanishib chiqamiz. Bu hodisalarning fizik mohiyatini yorug`likning elektromagnit nazariyasi asosida tavsiflashga harakat qilamiz.
Muhitning sindirish ko‘rsatkichining moddaga tushayotgan yorug‘lik chastotasiga bog‘liqligi yorug‘lik dispersiyasi deyiladi. Dispersiya hodisasini tajribada birinchi bo‘lib Nyuton 1666 – yilda kuzatgan. Nyuton tajribalarida oq yorug‘lik prizma orqali o‘tkazilganda yeti xil rangga ajralishi ekranda kuzatilgan. Interferensiya va difraksiya hodisalari ham ko'ndalang, hambo'ylama to'lqinlar uchun kuzatiladi. Shu bilan birga shunday hodisalar borki, ular uchun yorugʻlik to'lqinining ko'ndalang to'lqin ekanligi prinsipial ahamiyatga egadir. Bunday hodisalar qatoriga yorugʻlikning qutblanishi ham kiradi. Ixtiyoriy yorug'lik manbasi (quyosh, sham) dan tarqalayotgan yorug'lik nurlari deganda shu manbaning atomlaridan chiqayotgan yorugʻlik to'lqinlarining aralashmasi tushiniladi. Yorug’likning sochilishi Tiniq bo'lmagan muhitlarda, ya'ni optik jihatdan bir jinslimas bo'lgan muhitda ham yorugʻlik difraksiyasi kuzatiladi. Bunday muhitlarga aerozollar (bulut, tutun, tuman), emulsiya, kolloidli eritmalar va hokazolar kiradi, ya'ni mayda zarrachalar suzib yurgan muhitlar kiradi. Yorug'lik bunday muhitdan o'tayotib tartibsiz joylashgan bir jinsli bo'lmagan joylardan, zarralardan difraksiyalanadi va hamma yo'nalishda bir xil intensivlik beradi, bunda aniq bir difraksion manzara hosil bo'lmaydi. Bu hodisa tiniq boʻmagan (xira) muhitda yorugʻlikning sochilishi deb ataladi. Misol uchun quyosh nurining ingichka dastasi changli havodan o'tayotib, sochiladi va ko'rinadigan bo'lib qoladi. Quvvat Pkr=20 kVt gat eng bo’lsa yorug’lik chetga tarqalmasdan dasta bo'lib tarqaladi. P>Pkr da dasta muhitda siqilib P• 1/ , o'z-o'zidan fokuslanadi. Buning sababi muhit sindirish ko'rsatkichi yorugʻlik intensivligi ortib borishi bilan ortishidir: Bunda nur egallangan soqa optik jihatdan zich bo’lib qoladi va dasta fokuslanadi.



1.1.1-rasm
Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, oq yorug‘lik kichik tirqish S orqali prizmaga tushirilsa, shisha prizmada to‘lqin uzunligi katta nurlar kichik burchakka og‘sa, qisqa to‘lqin uzunlikdagi yorug‘lik prizmada katta burchakka og‘ar ekan. Prizma materialining sindirish ko‘rsatkichi va har bir rang to‘lqin uzunligi orasidagi bog‘lanishni chizsak, 1.1.2 - rasmda keltirilgan grafik hosil bo‘ladi.

1.1.2-rasm
Bu grafikda ₁ — binafsha rangga mos tushadi. ₂ — qizil rangli to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri keladi, bog‘lanish normal dispersiya hodisasini ifodalovchi grafikdir. Normal dispersiya hodisasi elektromagnit to‘lqinning ko‘rish diapazonida kuzatiladi.  ˂ 400 nm va 𝜆 ˃ 780 nm sohada n = f (  ) bog‘lanishning monotonligi buziladi va anomal dispersiya mavjud bo‘ladi. Δ soha anomal dispersiyaga mos keladi .
Tashqi elektromagnit to‘lqinning biror ν_s chastotasida modda ichidagi zarra tebranishlarida rezonans ro‘y beradi, natijada kuchli yutilish sodir bo‘ladi. Yutilish sohasida, ya’ni Δν chastota intervali kichik bo‘ladi va shu sohadagina anomal dispersiya hodisasi kuzatiladi.