Modul №1 optika fanining rivojlanish tarixi

Gyuygens tamoyili: Yorug’lik to’lqini yetib kelgan fazoning har bir nuqtasi ikkilamchi to’lqin manbai bo’ladi. To’lqinning ayni vaqtdagi o’rni ikkilamchi to’lqin frontlari o’ramasidan iborat.
AA¹ - to’lqin frontiga ega bo’lgan to’lqin ikki muhit chegarasiga i₁ - burchak ostida tushayotgan bo’lsin. To’lqin 1 - muhitda AB - masofani v₁ - tezlik bilan, 2 - muhitda esa shu vaqtda A₁B₁ - masofani v₂ - tezlik bilan bosib o’tadi. Izotrop muhitlarda nurlar to’lqin sirtlariga tik bo’ladi. Rasmdan:
(5.6)
Bu ifodalardan: (5.7)
e kanligi kelib chiqadi. Bu nisbat (5.5) ga teskaridir. 1851 yilda Fizo suvda yorug’lik tezligini o’lchab to’lqin nazariyasi bo’yicha olingan munosabat to’g’ri ekanligini isbotladi.
Yorug’likning prizmada sinishida nurlarning og’ish burchagi quyidagiga teng
bo’ladi: (5.8)
bu yerda  prizmaning sindiruvchi burchagi.
Yorug’likning tarqalishini 1679 y. da Ferma belgilagan tamoyil asosida tushuntirish mumkin. Ferma tamoyili: yorug’lik shunday yo’l bilan tarqaladiki, bu yo’lni bosib o’tish uchun eng kam vaqt talab qilinadi.
(5.9)
Ferma prinsipi yordamida ham yorug’likning qaytish va sinish qonunlarini keltirib chiharish mumkin.
To’lqin optikasi barcha hodisalarning tahlili asosiga elektromagnit to’lqinlarning fazoda tarqalish jarayonini qo’yadi. Bir jinsli muhitda elektromagnit to’lqinlari oqimining energiyasi Umov-Poynting vektorining harakat yo’nalishida bo’ladi. Bu yo’nalishlar yorug’lik nurlari deb ataladi. Ko’p hollarda yorug’lik nuri deganda uchi nurlanish manbaida va o’qi to’lqin frontiga tik bo’lgan ingichka konus tushiniladi. Biroq, elementar yorug’lik konusini fizikaviy ajratmoqchi bo’linsa, o’sha zahotiyoq difraksion hodisalar yuzaga keladi, ajratilgan konus kengayadi va u qanchalik ingichka bo’lsa, bu kengayish shunchalik katta bo’ladi. Kengayish kattaligi:
(5.10)
B unday fizikaviy ajratilgan yorug’lik dastasini yorug’lik nuri bilan almashtirish uchun
(5.11)
shart bajarilishi kerak.
Nurlarning fokuslanish joylarida to’lqin fronti radiusi nolga aylanmasligi uchun
(5.12)
ifoda o’rinli bo’lishi kerak.
Bir jinsli bo’lmagan muhitlarda (5.11), (5.12) shartlar yetarli bo’lmaydi, chunki bir jinsli bo’lmagan muhitda sindirish ko’rsatkichining o’zgaruvchanligi tufayli yorug’lik to’lqini frontining deformatsiyalanishi kuzatiladi. Agar muhitning bir jinslimasligi tufayli to’lqin fronti radiusi uning uzunligi o’lchamida bo’lib qolsa, nurlar tushunchasidan foydalanib bo’lmaydi. Yorug’lik nurlari tushunchasi
(5.13)
bo’lgandagina o’rinli bo’ladi.
Agar muhitning yutish koeffitsiyenti ham bir jinsli bo’lmasa, quyidagi shart bajarilishi kerak:
(5.14)
Optikaning yorug’lik energiyasining tarqalishini erengiyaning harakat yo’nalishini ko’rsatuvchi yorug’lik nurlari tasavvuri asosida tushuntiruvchi bo’limiga geometrik optika deyiladi.