Modul №1 optika fanining rivojlanish tarixi

Tayanch iboralar:
Qutblangan nurlar, qutblanish darajasi, Malyus qonuni, Bryuster qonuni va burchagi, oddiy va g’ayrioddiy nurlar, bir o’qli va ikki o’qli kristallar, manfiy va musbat kristallar, oddiy va g’ayrioddiy nurlar tezligi va sindirish ko’rsatkichi.


Mavzu bo’yicha savollar.
1. Qutblangan nurlar deb qanday nurlarga aytiladi?
2. Qutblangan nurlar qanday usullar bilan hosil qilinadi?
3. Qutblagichlar nima?
4. Qutblanish darajasi nimani bildiradi?
5. Malyus qonunini tushuntirib bering.
6. Bryuster qonunini tushuntirib bering.
7. Dielektriklarda qaytgan va singan nurlarning qutblanishiga sabab nima?
8. Nurlarning ikkilanib sinish hodisasini tushuntirib bering.
9. Kristall o’qlari deganda nimani tushunasiz?
10. Kristalldan chiqqandan keyin oddiy va g’ayrioddiy nurlarning tabiatini tushuntiring.


17-MAVZU: QUTBLANGAN YORUG’LIK INTERFERENSIYASI. ELLIPTIK QUTBLANGAN YORUG’LIKNI OLISH VA UNI TEKSHIRISH. SUN’IY OPTIK ANIZOTROPIYA.


Reja:
1. Ikkilanib sinishda nurlarning qutblanishi.
2. Qutblangan yorug’likni hosil qilish usullari.
3. Qutblangan nurlar interferensiyasi. elliptik qutblangan nur.
4. Qutblangan nurlar interferensiyasining qo’llanishi.

Yorug’lik dastasining island shpati kristalidan o’tish tajribasini ko’rib chiqamiz.

I sland shpati kalsiy karbonatning (CaCO₃) geksogonal tizimiga mos bo’lgan tuzilishga ega. Uning nurni ikkiga ajratib sindirish qobiliyati juda kuchli. Island shpatining kristali romboedr shaklida oson sinadi. Uning yoqlaridagi romblarning burchakldari 101^o52’ va 78^o08’. Agar chiqayotgan ikkala dasta qutblovchi asboblar (masalan turmalin yoki shisha ko’zgu) yordamida tekshirilsa, ikkalasi ham o’zaro perpendikulyar tekisliklarda qutblanganligi ma’lum bo’ladi.
Bosh tekislikni tushayotgan nur orqali o’tkazamiz. Tajribaning ko’rsatishicha kristallning ichidan ikkita nur: oddiy va g’ayrioddiy nur o’tadi. Bu ikkala nur bosh tekislikda yotadi va tushayotgan nurga parallel, biroq bir-biriga nisbatan siljigan bo’ladi. Kristallni tushayotgan nur yo’nalishida aylantirsak, oddiy nur siljimaydi, ikkinchisi esa bu nur atrofida aylanadi. Agar kristallga tabiiy yorug’lik tushayotgan bo’lsa bu ikkala nurlarning intensivliklari bir xil bo’ladi. Bu nurlar bir-biriga tik yo’nalishda qutblangan bo’ladi.
Agar dastalardan birini birinchi kristalldan chiqqandan keyin ikkinchi kristallning yoqiga normal tushirsak, u holda ikkinchi kristallning bosh tekisligida yotgan yana ikki dasta hosil bo’ladi va bu dastalar ikkinchi kristallning bosh tekisligiga nisbatan avvalgicha qutblangan bo’ladi. Shunday qilib, qutblanish yo’nalishi kristallning qanday joylashganligigagina bog’liq bo’lib, unga tushayotgan yorug’likning qutblangan yoki tabiiy yorug’lik ekanligiga bog’liq bo’lmaydi. Agar ikkinchi kristallga tushayotgan yorug’likning amplitudasi A ga teng bo’lsa, u holda kristalldan chiqayotgan ikkala to’lqinlarning amplitudalari mos ravishda:
(17.1)
Ularning intensivliklarining nisbati quyidagicha bo’ladi:
(17.2)
Bu ikki to’lqin plastinkaning d qalinligini kesib o’tib, ga teng bo’lgan yo’l farqiga ega bo’ladi. Demak, oddiy nur g’ayrioddiy nurdan faza jihatdan
(17.3)
miqdorda orqada qoladi.
Plastinkadan o’tgan to’lqinlarning tebranishlari:
(17.4)
Bu tenglamalardan t ni yo’qotib, quyidagiga ega bo’lamiz:
(17.5)
bu ellips tenglamasidir.
Shunday qilib, chiziqli qutblangan nur kristall plastinkadan o’tgandan so’ng, uning e va N vektorlarining uchlari ellips chizadi. Bunday yorug’lik elliptik qutblangan yorug’lik deyiladi.
Nurlarning kristallarda ikkilanib sinishini Gyuygens yasamalari orqali tushuntirib berish mumkin. Ikkita holni ko’rib o’tamiz:
1-hol. Plastinka optik o’qqa perpendikulyar ravishda kesib olingan.
2-hol. Plastinka optik o’qqa parallel ravishda kesilgan.
Qutblangan yorug’likni hosil qilish usullarini ko’rib chiqamiz.
1. Kristallardagi dixroizm hodisasidan, ya’ni nurlarning birini ikkinchisiga nisbatan kuchli yutilishiga asosan qutblangan nurlarni olish. Bu hodisani Korde (1809 y.) kordierit deb ataluvchi mineralda kashf qilgan. Bio va Zeyebek (1816 y.) turmalin kristalida kuzatganlar. Bu hodisa ko’zga ko’rinadigan nurlar uchun turmalin kristalida juda kuchli namoyon bo’ladi. Unda oddiy nur 1 mm qalinlikda to’liq yutiladi. Polyaroid (stelluloid plyonkasi) juda ko’p bir xil orientastiyalangan xinin yodit sulfat kristallchalaridan tashkil topgan bo’lib, nurlardan biri 0,1 mm da yutiladi.
2 . Nikol prizmasi. Nikol prizmasi island shpatidan tayyorlangan prizma bo’lib, u AA’ chiziq bo’ylab kesilgan va Kanada balzami yordamida elimlangan. Bu balzamning sindirish ko’rsatkichi ga teng bo’lib, oddiy va g’ayrioddiy nurlarning n_o va n_e ko’rsatkichlari orasida yotadi. optik o’qi nur kiradigan yoqi bilan burchak hosil qilali. Oddiy nur Kanada balzami qatlamidan to’la ichga qaytadi. g’ayrioddiy nur esa AS’ yoqqa parallel o’tadi. Bundan tashqari har xil qutblovchi va nurlarni ikkiga ajratuvchi prizmalardan foydalaniladi.
O ’zaro tik bo’lgan yo’nalishlarda qutblangan ikkita kogerent nurlar ustma-ust tushganda fazoda energiyaning qayta taqsimlanishi kuzatilmaydi. Chunki bir-biriga ta’sir qiluvchi nurlardagi tebranishlar bir xil yo’nalishda bo’lgandagina interferensiya hodisasi kuzatiladi.
Kristall plastinkani ikkita qutblagich orasiga joylashtiramiz. Oddiy va g’ayrioddiy nurlar amplitudalari (6) munosabat bilan aniqlanadi.
(17.6)
Ikkala qutblagich o’zaro parallel bo’lgan vaqtda (a rasm)
P’ qutblagich orqali e_o va e_e tebranishlarning P’ tekislik bo’yicha tashkil qiluvchilari o’tadi:
(17.7)
Agar deb hisoblasak,
(17.8)
Bu ikkala to’lqinlar interferenstiyalashadi. Natijaviy to’lqin amplitudasi:
(17.9)
ga teng bo’ladi, yoki (8) ifodadan foydalansak:
(17.10)
Natijaviy to’lqin intensivligi:
(17.11)
Agar qutblagichlar o’zaro tik joylashgan bo’lsa:
(17.12)
(11) va (12) ifodalarda
(17.13)
bo’lsa, parallel joylashganda intensivlik maksimal bo’lib, tik joylashganda nolga aylanadi.
(17.14)
bo’lganda esa aksincha bo’lishi kelib chiqadi.
Natijaviy to’lqinlar fazalari farqi plastinkaning qalinligiga va to’lqin uzunligiga bog’liq bo’ladi. Shunga asosan qalinlik har xil bo’lgan joylardan oq yorug’lik o’tgan vaqtda rangdor interferension manzara kuzatiladi.