Samarqand davlat universiteti fizika fakulteti optika kafedrasi

Qisqacha nazariya
Yorug’likni spektr tarkibiy qismlari bo’yicha tahlil qilishning ikkita asosiy usuli mavjud. Ulardan biri – prizma, ikkinchi usul – difraksion panjara.
Difraksion panjarani qo’sh tirqishlarni kengaytirish sifatida ifodalash mumkin, chunki u ko’plab parallel tirqishlardan iborat. Gyuygens tamoyiliga muvofiq, tirqishlardan har biri sharsimon (sferik) to’lqin manbai hisoblanadi. Ushbu to’lqinlar yoxud konstruktiv, yoxud dekonstruktiv tarzda bir-birini berkitib qo’yadi.

1 -rasm: Difraksion panjaraga qo’llanilgan Gyuygens tamoyili

Konstruktiv interferensiya uchun shart quyidagidan iborat:

d = g · sin φ = n · λ (1)
bunda n – noldan katta butun son, g, d va φ 1-rasmda taqdim qilingan, A esa – kiruvchi to’lqin uzunligi. Ko’rib turganimizdek, har bir to’lqin uzunligi uchun panjara bir necha maksimal jadallik miqdorlarini yuzaga keltiradi, ular n butun son bilan belgilanadi, bu tajribaning muhim bandi hisoblanadi: Aniqlangan spektr chiziqlarining hammasi ham nurlanish chizig’ining birinchi maksimumi bo’lishi shart emas, biroq bungacha aniqlangan to’lqinning faqat ikkinchi tartibi maksimumi ham bo’lishi mumkin.
Mazkur tajribada gaz-elektrsizlanish lampochkasidan yorug’lik tirqishda aks ettiriladi. Tirqish ortidan linza parallel yorug’lik panjaraga tushadigan tarzda maqsadga muvofiq masofada o’rnatiladi (masalan, 600 chiziq/mm). Kompyuter tomonidan boshqariladigan displeyli, 50 mm linzali VideoCom deb nomlanadigan bir simli kamera panjaraga birinchi difraksion tartib kompyuter tomonidan boshqariladigan displey chipida ko’rinib turadigan tarzda imkon qadar yaqinroq o’rnatiladi.
Jadallikni rostlash uchun yoxud tirqish kengligini, yoxud kamera ob’ektivi diafragmasini o’zgartirish mumkin.
VideoCom Intensities dasturiy ta’minotidan foydalanib, difraksiya burchagini hisoblab chiqish uchun (4-rasmga qarang), linzalarning asosiy fokus uzunligi (50 mm) joriy qilinadi. To’lqinlarni uzunligi bo’yicha darajalashga (5-rasmga qarang) spektral siljishli doimiy difraksion panjaradan (600 chiziq/mm) foydalanilgan holda erishiladi. Siz ma’lum nurlanish chiziqlaridan foydalanib, spektrning kerakli siljishini osonlik bilan aniqlashingiz mumkin. Agar spektr chapdan o’ng tomonga o’zgarsa (ya’ni, chap tomondan – qizil va o’ng tomondan – ko’k rang), n difraksion tartib belgisini o’zgartiring. Aksincha, difraksiyaning ikki burchagini ularning taalluqli to’lqin uzunliklari bilan joriy qilish orqali to’lqin uzunligini darajalashingiz mumkin.
Linza optikasidagi markaziy tenglama – quyidagi linzalar tenglamasidan iborat:

bunda – f fokus masofasi, b tasvirgacha bo’lgan masofa va g ob’ektgacha bo’lgan masofa. Shunday qilib, barcha masofalar linzalargacha masofaga tegishli. Aniq ko’rinib turibdiki, agar b=g,→ b = g = 2f ketma-ket bo’lsa va agar b va g turlicha bo’lsa, biri har doim 2f.dan kichikroq, ayni vaqtda ikkinchisi, taalluqli ravishda, kattaroq bo’lishi kerak.
Spektral lampa nuri tirqishlarga fokuslanadi. Tirqish spektral lampa kabi baland bo’lmaganligi tufayli va imkon qadar ko’proq nur tirqishga fokuslanishi uchun f=50 mm linzani spektral lampagacha masofa 2f.dan ko’proq, (II)ga muvofiq tirqishgacha masofa esa 2f.dan kamroq bo’ladigan tarzda joylashtiring. Tirqishda lampa to’liq aks ettirilgungacha turli holatlarni sinab ko’ring. Shunday qilib, tirqishda lampa tasviri aniq va u orqali o’tuvchi yorug’lik nuriga o’xshaydi. Nurlar Gyuygens tamoyili oqibatida kengayadi va ikkinchi linza orqali o’tadi, ushbu linza nurlarni the VideoCom yuzasida fokuslaydi.