Yig’uvchi va sochuvchi linzalarning fokus masofasini aniqlash

Tajriba ish. №4 Difraksion panjara yordamida yorug’likning to’lqin uzunligini aniqlash.

Yorug‘lik nurining kichik tirqishrdan o‘tishi natijasida og‘ishiga yoki to‘siqni aylanib o‘tishiga difraksiya hodisasi deyiladi. Oddiy sharoitlarda yorug‘lik to‘lqinlarining difraksiya hodisasi kuzatilmaydi. Yorug‘lik difraksiyasini kuzatish uchun maxsus shart-sharoitlar yaratish zarur. Buning sababi, avvalo yorug‘likning to‘lqin uzunligi  to‘siqlar (yoki tirqishlar) «a» o‘lchamlaridan ko‘p marta kichik bo‘lishidir. Shuning uchun difriksiyani, ya'ni yoritilganlikning oddiy tasvirdan farqlanishini kuzatish (geometrik optika asosida) to‘siqqa nisbatan katta l masofalarda (la 2 ) mumkin bo‘ladi. Misol uchun o‘zgaruvchan tirqishning kengligidan to‘lqin fronti yassi bo‘lgan yorug‘likning (lazer nuri dastasining) o‘tishida quyidagi tasvirni kuzatish mumkin (13.1-rasm). Tirqish kengligi a nisbatan katta bo‘lganda (la 2 ) tirqish kengligini kamayishi tasvir o‘lchamining kamayishiga olib keladi. Tirqish kengligi a to‘lqin o‘lchamiga tenglashgani sari (la 2 ) tasvir o‘lchami kuzatilayotgan masofada kattalashib boradi va bir necha tasvirlarga ajralib ketishi mumkin. Difraksiya hodisalarini Gyuygens-Frenel prinsipi asosida tushuntirish mumkin. Bu prinsipga asosan to‘lqin sirtining har bir nuqtasini ikkilamchi sferik to‘lqinlar manbalari sifatida qarash mumkin. Shuning uchun ekranning biror nuqtasidagi yorug‘lik tebranishlarini, shu nuqtaga keluvchi ikkilamchi to‘lqinlarning amplituda va fazalarini e'tiborga olib, ularning qo‘shilishidan iborat deb qarash mumkin. Yassi to‘lqinning tirqishdan o‘tishidagi to‘lqin frontining cheklanishi nurlarning og‘ishiga olib keladi: ko‘ndalang kesimi chegaralangan yorug‘lik oqimi tarqalgan sari kengayib boradi. Ikkilamchi to‘lqinlarning interferensiya natijasida so‘nishi ro‘y beradigan eng kichik min difraksiya burchagi, to‘lqin sirtining tirqish a kengligining yarmiga teng masofada turuvchi nuqtalaridan keluvchi nurlarning  yo‘l farqi kamida 2 ga teng bo‘lish shartidan aniqlanadi:  2 a sinmin 2 a min 2  , ya'ni min a  . (13.1) To‘lqinlarning to‘la so‘nishi ushbu nn/a (n1,2,3...) (13.2) shartni qanoatlantiruvchi yo‘nalishlarda ro‘y beradi. Tirqish kengligi qanchalik kichik bo‘lsa nur dastasi shunchalik katta burchakka yoyiladi. Difraksion kengayishning nur dastasini boshlang‘ich a kengligiga teng bo‘lishini ta'minlovchi tirqishdan ekrangacha bo‘lgan l masofa, lmina shartdan aniqlanadi. Yuqorida aytilganidek min/a bo‘lsa, u holda la 2 / (13.3) bo‘ladi. (13.3) formuladagi munosabatdan kattaliklarning o‘zaro nisbati

Yorug‘likning difraksiya hodisasini difraksiya hosil qiluvchi panjara yordamida ham kuzatish mumkin. Difraksiya hosil qiluvchi panjara deganimizda shaffof shisha plastinkaga davriy ravishda parallel qilib, nurni o‘tkazmaydigan qora chiziqlar tushirilgan, oralari esa nurni o‘tkazuvchi optik moslamaga aytiladi. Demak qora chiziqlar orasini tirqish deb qarash mumkin (tirqishlar soni 1 mm da 1700 ta gacha bo‘lishi mumkin). Difraksiya hosil qiluvchi panjaraning d davri deganda, qora chiziqlar eni b bilan tirqishlar eni a yig‘indisiga aytiladi.