Mavzu: Difraksion panjarali spektral qurilmalarni o‘rganish reja

3. Spektral qurilmaning amalda qo‘llanilishi

Yorug‘likning soya soxasiga o‘tish xodisasi yorug‘likning difraksiyasi deyiladi. Yorug‘lik difraksiyasining kuzatilishi uning to‘lqin tabiatiga ega ekanligini tasdiqlaydi. Yorug‘lik aylanib o‘tadigan to‘siqlarning o‘lchamlari uning to‘lqin uzunligiga yaqin bo’lsagina yorug‘lik difraksiyasi kuzatiladi. Difraksion panjara shaffof bo‘lmagan to‘siqlar bilan ajratilgan juda ko‘p tor tirqishlardan iborat(3.1-rasm). Shaffof tirqishlarning kengligiga a bilan shaffof bo‘lmagach shaffof bo‘lmagan oraliqlarning kengligi b bilan belgilansa

(3.1)

kattalik panjaraning davri deb ataladi. Difraksion panjaraga to‘lqin uzunligi ga teng bo‘lgan yassi monoxramatik yorug‘lik tushayotgan bo‘lsin. (3.2 rasm ). 1 va 2 nurlarning yo‘lini ko‘raylik. Panjara orqali uning tekisligiga perpendikulchr o‘tadigan 1^’ va 2^’ nurlar uchun yo‘l farqi nolga teng. Bu nurlar L linzadan o‘tgach, uning fokal tekisligiga o‘rnatilgan E ekranda K₁ nuqtada to‘planadi. Panjara tirqishlarining chetlarini aylanib o‘tadigan 1^” va 2^” nurlar burchakka bog‘liq bo‘lgan

3.1-rasm. Difraksion panjara

3.2- rasm

Yo‘l farqiga ega bo‘ladi. Agar bu farq ga teng bo‘lgan bo‘lsa (n=1.2.3…) u holda har bir bunday juft linzadan o‘tgandan keyin qo‘shilib bir-birini kuchaytiradi (yorug‘lik interferension). Shunday qilib, ekrandagi K_1, K₂,….. maksimumlar vaziyatini

(3.3)

shartni qanoatlantiruvchi burchaklar belgilaydi.

n=0 ga teng keladigan markaziy maksimum ( ) dan boshqa maksimumlarning vaziyatini (3) ifodaga ko‘ra to‘lqin uzunligiga bog‘liq bo‘lganligi uchun panjara monoxromatik yorug‘likni spektr qilib ajratadi.

Yorug‘likning to‘lqin uzunligini aniqlashda ishlatiladigan asbob(3.3-rasm) ning 1-ramkasiga difraksion panjara qo‘yib difraksion panjara joylashadi. To‘g‘ri tolali lampa 2 tirqishli 3 shkaladan 4-5 sm masofada joylashtiriladi. Tirqishning panjaradan uzoqligi 4 shkala yordamida aniqlanadi[11].

Kuzatuvchi panjara orqali yorug‘lik manbaiga qarab manbadan tashqari yana uni 2 tomonidan simmetrik joylashtirilgan difraksion spektrlarni ham ko‘radi. (4-rasm) tirqishga eng yaqin bir juft spektr(bir tartibli spektr, n=1) tegishli ranglarga mos -to‘lqin uzunligiga teng yo‘llar farqiga to‘g‘ri kelib, keyingi juft spektr (ikkinchi tartibli spektr n=2) 2 ga teng yo‘llar farqiga mos keladi va xokozo


3.3-rasm. Yorug‘likning to‘lqin uzunligini aniqlashda ishlatiladigan asboblar

3 ga ko‘ra monoxromatik yorug‘likning to‘lqin uzunligi

(3.4)

ifoda bilan aniqlanadi.

3.4-rasm
3 ga kо‘ra monoxromatik yorug‘likning tо‘lqin uzunligi

(3.4)

ifoda bilan aniqlanadi. 1 va 2 tartibli spektrlar bilant cheklangan holda

(3.5)

ni yozish mumkin. Bunda spektrdagi biror rangga ega bо‘lgan yorug‘likni tirqish markazida uzoqligi, tirqishning panjaradan uzoqligi (3.5)ni hisobga olib (3.4) ni quyidagi kо‘rinishini yozamiz:

Xulosa

Yorug‘likning soya sohasiga o‘tish hodisasi yorug‘likning difraksiyasi deyiladi. Yorug‘lik difraksiyasining kuzatilishi uning to‘lqin tabiatiga ega ekanligini tasdiqlaydi. Yorug‘lik aylanib o‘tadigan to‘siqlarning o‘lchamlari uning to‘lqin uzunligiga yaqin bo’lsagina yorug‘lik difraksiyasi kuzatiladi. Difraksion panjara shaffof bo‘lmagan to‘siqlar bilan ajratilgan juda ko‘p tor tirqishlardan iborat.

Fraungoferning difraksion manzarasi linzalarning fokal tekisligida kuzatiladi. Geometrik optikada asosan, uzoqdagi nuqtaviy jismning nuqtaviy tasviri linzalarning fokusida joylashishi kerak. Haqiqatdan ham nuqtaviy jism tasviri difraksiya tufayli aniq emas. Bunda yorug‘likning to‘lqin tabiati namoyon bo‘ladi. Hech bir optik sistema nuqtaviy tasvirni beraolmaydi.

Yorug‘lik to‘lqin prosess ekan, yorug‘lik interferensiyasidan tashqari, yorug‘lik difraksiyasi ham bo‘lishi kerak. Difraksiya, ya’ni to‘lqinlarning to‘siqlarni aylanib o‘tishi har qanday to‘lqinning harakatiga xos. Gap shundaki yorug‘lik to‘lqinlari o‘lchamlari yorug‘lik to‘lqinining uzunligiga yaqin bo‘lgan to‘siqlarinigina sezilarli darajada aylanib utadi. Yorug‘lik to‘lqinining uzunligi esa juda kichikdir[11].