Yorug’lik interferensiyasi va difraksiyasi

YORUG’LIK INTERFERENSIYASI VA DIFRAKSIYASI.
Ta'limiy : Mavzuni tushuntirish jarayonida yoruglikning to’lkin tabiatini xarakterlovchi konuniyatlarni tushuntirish. Tabiatda sodir bo’layotgan interfensiyasi va difrakensiyasini ilmiy bilimlar asosida tushunish ko’nikmalarini xosil kilish.

Ma'naviy – ma'rifiy maqsad : Ona Vatanni sevish va uni ardoqlash kabi tuyg’ularni singdirish.

Umumrivojlantiruvchi : Masalalar yechish va kitobdan mustaqil foydalanish yo’li bilan uquvchilarni fikrlash qobiliyatlarini o’stirish.

Dars metodi : Aralash; savol – javob, suxbat, leksiya.

Darsni jixozlash : O’tgan mavzu uchun : Linzalar.

Yangi mavzu uchun : sovun pufagi , difraksion panjara, kadaskop, plastinka slaydlar.

Test tarqatmalar.

Yangi mavzuni o’rganish uchun DTS talablari :

To’lqinlar optikasi xaqida tushunchaga ega bo’lish : interferensiya, difraksiya xodisasini bilish.

Tashkiliy kism : O’quvchilar bilan salomlashib 2-3 daqiqa.

Respublikamizda va tibbiyotda bo’layotgan yangiliklar ustida muloxaza yuritamiz.

Atom so’zi doskaga yoziladi. Shu sozning xar bir xarfiga savol tuzadi, boshqa uquvchi esa javob beradi. Bu uquvchilar o’rtasida amalga oshiriladi.

A – Atomning tuzilishini ayting ?

T – Temperaturani o’lchaydigan asbob nomi ?
O – Om konunini ayting ? ( berk zanjir uchun)
M – Manometr asbobning vazifasini ayting ?
Javoblari :

A – Atomning markazida yadro - yadro musbat zaryadlangan. Yadro atrofidan esa manfiy zaryadlangan elektron xarakat kiladi.

T – Temperaturani termometr asbobi bilan ulchash mumkin.
O – Om konuni : zanjirning bir kismi uchun – tok kuchi utkazgichga berilgan kuchlanish I ga tugri proporsional va o’tkazgichning qarshiligi R ga teskari proporsionaldir : I=U/R

M – Manometr berk idishlar ichidagi bosimni o’lchaydi.

O’tgan mavzuni mustaxkamlash .
Utgan mavzu : Yoruglik xaqida malumot . Linzalar . Yupqa linza formulasi .
Linzalarda tasvir yasash .
Savol: 1.Yoruglikni vakumda tarqalish tezligi qancha? 2. Yoruglikning sinish qonunini tariflang va sinish qonunining matematik
Ifodasini yozib bering ? 3. Linzalar deb qanday shaffof jismlarni aytish mumkin ?
4.Linzalarning turlari va yupqa linza formulasining matematik ifodasini yozing ?
5.Linzalarning kattalashtirishini topish formulasinining matematik ifodasini yozing?
Javoblar:
1.Tabiatda yoruglikning vakumdagi tezligidan kattarok tezlik mavjud emas.
U C = 300000 km\s tezlik bilan tarqaladi .
2. Yoruglikning sinish qonuni .Tushayotgan nur , singan nur xamda ikki muxit chegarasidagi , nurning tushish nuqtasiga o’tkazilgan perpendikulyar bir tekislikda yotadi .Tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati shu ikki muxit uchun o’zgarmas kattalikdir. Sin i1\sin i2= n2.1. Bu yerda n2.1 - ikkinchi muxitning birinchisiga nisbatan nisbiy sindirish ko’rsatgichi .
3. Linzalar deb , ikkita sirt bilan chegaralangan shaffof jismga aytiladi . Linzalar odatda shisha , kvars , plastmassa va shunga o’xshash materiallardan yasalgan bo’ladi .
4. Tashki kurinishga qarab linzalar: ikki yoqlama qavariq ; yassi qavariq ; ikki yoqlama botiq ; yassi botiq ; qavariq botik ; botik kavariq linzalarga bo’linadi. .Optik xususiyatlariga qarab ularni yig’uvchi va sochuvchi linzalarga ajratiladi . Yupqa linza formulasi esa quyidagicha 1\F=1\d+1\f
5. Linza xosil qiladigan tasvir , odatda , tasviri tushirilgan buyumdan kata – kichikligi jixatdan farq qiladi . Buyum bilan uning tasviri ulchamlari orasidagi farq kattalashtirish degan tushuncha bilan xarakterlanadi . Tasvirning chiziqli o’lchamining buyumning chiziqli o’lchamiga nisbati chiziqli kattalashtirish deb aytiladi .
Demak , linzaning kattalashtirishi tasvirdan linzagacha bo’lgan masofaning
linzadan buyumgacha bo’lgan masofaga nisbatiga teng: F= f\d
Fanlar-aro bog’lanish: ximiya, matematika, geometriya.
Yangi mavzuning bayoni.
Yorug’lik interferensiyasi va difraksiya. Difraksian panjara.
Reja:
1 Yorug’lik tulkinlarining interferensiyasi.
2 Yorug’lik interferensiyasini kuzatish usullari.
3 Yorug’lik difraksiyasi.
Yoruglik interferensiyasi deb –ikki yoki bir nechta kogerent tulkinlarining qo’shilishi natijasida, yorug’lik oqimining fazoda qayta taqsimlanishiga, ya'ni ba'zi joylarda maksimum va boshqa joylarda minimum intensivliklarning vujudga kelishiga aytiladi.
Kogerent to’lqinlar deb-chastotalari va to’lkin uzunliklari teng xamda, fazalarning farki o’zgarmas bo’lgan tulqinlarga aytiladi.
Manoxromatik tulqinlar – bir xil chastotali va tulqin uzunlikli xamda o’zgarmas amplitudali tulqinlardir.
Odatda , natijaviy tebranish amplitudasining kuchayishi va susayishi shartlarini fazalar farqi 2- 1 bilan emas , balki to’lqinlar o’tadigan yo’l farqi bilan ifodalash qulay hisoblanadi . Agar elektromagnit to’lqin davri 2 va bunda u to’lqin uzunligi _ ga teng yo’lni o’tishini nazarda tutsak , = faza to’lqin \2 ga teng yo’lni o’tishga mos kelishini ko’ramiz. Ushbu mulohaza asosida maksimumlar sharti ni quyidagicha yozish mumkin : = 2k \2=k
Agar qo’shiluvchi to’lqinlarinig yo’l farqi yarim to’lqin uzunliginimg juft soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning maksimal kuchayishi ro’y beradi. Shuning dek , minimumlar shartini qayta yozamiz : =(2k+1) \2
Agar qo’shiluvchi to’lqinlari yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning susayishi ro’y beradi .k=0,1,2,3,4….qiymatlar interferensiya maksimumlari va minimumlarining tartibi deyiladi . Agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining juft soniga teng bo’lsa,A=A1+A2 = 2A1 – yorug’likning kuchayishi , agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa A=A1-A2=0 – yorug’likning susayishi , to’lqin so’nishi ro’y beradi .



Yorug’lik interferensiyasidan foydalanish . Interferensya hodisasining miqdoriy qonuniyatlari to’lqin uzunligi _ ga bog’liq bo’lgani uchun ham , undan to’lqin uzunligini o’lchashda foydalaniladi . Shuningdek , interferensya hodisasidan optik asboblarning sifatini yaxshilashda va yaxshi qaytaruvchi qatlamlarni hosil qilishda ham foydalaniladi . Interferensya hodisasi interferometrlar deb ataluvchi o’lchov asboblarida ham keng foydalaniladi .
Difraksiya :Yorug’lik to’lqinlarining to’siqni aylanib o’tishi va geometrik soya tomoniga og’ishi yorug’lik difraksiyasi deyiladi .
Frenel prinspi : To’lqin frontining bo’laklardan iborat mavhum manmalar chiqaradigan ikkilamchi to’lqinlar interferensiyasining natijasi sifstida qarash mumkin , bu mavhum manbalar kogerent to’lqinlar chiqaradi va ular fazoning istalgan nuqtasida interferensiyaga kirishib bir – birlarini kuchaytirishlari yoki so’ndirishlari mumkin .
Frenel o’z prinsipiga binoan to’lqin frontini shunday bo’laklarga bo’lishni taklif qildiki bunda qo’shni zonalardan qaralayotgan nuqtaga yetib kelayotgan to’lqinlarning fazalari qarama – qarshi yani = va demak yo’l farqi = \2
ga teng bo’lsin .Natijada ikita qo’shni zonaning qaralayotgan nuqtada hosil qiladigan tebranishlari bir – birini so’ndiradi .
Frenel zonalari soni juft bo’lsa
=a Sin =2m \2, (m=1,2,3…),
B nuqtada difraksion minimum (to’la qorong’lik ) , agar Frenel zonalari soni toq bo’lsa
=a Sin =(2m+1) \2, (m=1,2,3…),
bitta kompensatsiyalanmagan zonaga mos keluvchi difraksion maksimum kuzatiladi .
Bir tekislida yotgan kengliklari teng noshaffof sohalar bilan ajratilgan parallel tirqishlardan iborat sistema daifraksion panjara deyiladi . Agar tirqishni kengligi a , noshaffof sohaning kengligini b deb olsak , dqaQb kattalik difraksion panjaraning doimiysi (davri) deyiladi . Yasi manoxromatik to’lqin panjaraga tekisligiga tik tushayotgan bo’lsin , tirqishlar bir – birlaridan teng uzoqlikda joylashganligi uchun ham ikita qo’shni tirqishdan chiqayotgan nurlarning yo’l farqi quyidagiga teng
=CF=(a+b) Sin = D Sin
Difraksion panjara holida ham yakka tirqishdagi difraksya kabi bosh minimumlar
a Sin =m , (m=1,2,3…)
bo’ladi .
Agar d Sin = m , (m=0,1,2,…)

Shart bajarilsa bir tirqishning tasiri ikinchi tirqish tomonidan kuchaytiriladi va shuning uchun ham bu shart bosh maksimumlar sharti deyiladi .

Difraksyadan foydalanish . Difraksion panjara asosida ishlaydigan spektrograflar yordamida moddalarning tarkibi va sifati haqida tasafurga ega bo’lish mumkin . Nurning to’lqin uzunligini aniqlash zarur bo’lgan spektrial analizda difraksion panjaradan foydalaniladi . Difraksion panjara ajrata olish kuchi bilan xarakterlanadi
Demak difraksion panjaraning ajrata olish qobiliyati undagi shtrixlar soniga bog’liq .
Zamonaviy difraksion panjaralardagi shtrixlar soni 1 mm da 6000 dan 0.25 ta gacha bo’lishi mumkin. Bunday panjaralar yordamida spektrning ultrabinafsha qismidan infara qizil qismigacha bo’lgan soha o’rganiladi .

Mustaqil ishlash.

Sinfni 2 guruxga bo’laman :Yangi mavzu yuzasidan xar bir guruxga 2 tadan savol beraman :

1 guruxga beriladigan savol : 1. Kogerent yoruglik to’lkinlari qanday xosil qilinadi ?

Bitta manbadan chiqayotgan yorug’lik nurini ikkiga ajratib turli optik yo’llar o’tgandan so’ng ularni yana qo’shishdan iborat. Optik yo’llar farqi o’zgarmas bo’lsa fazolar farqi ham o’zgarmas bo’ladi.

2. Yorug’lik interferensiya hodisasi nimadan iborat ?

2. Yorug’lik to’lkinlarining interferensiyasi – ikki to’lqin qo’shiladi, buning oqibatida natijaviy ( yig’indi) yorug’lik tebranishlari fazoning turli nuqtalarida kuchayadigan yoki zaiflashadigan vaqt o’tishi bilan o’zgarmaydigan manzara kuzatiladi.

2 guruxga beriladigan savollar :

1. Yorug’lik diafraksiya hodisasi deb nimaga aytiladi ?

Difraksiya – to’lqinlarning to’siqlarni aylanib o’tishi hodisasidir.

2. Nima uchun mikraskop yordamida atomni ko’rib bo’lmaydi ?

Yoruglikning to’lqin tabiati buyum detallarning yoki juda mayda narsalarni mikroskop yordamida kuzatishda ularni farq qilish imkoniyatini cheklaydi. Difraksiya mayda narsalarning aniq tasvirlarini xosil qilishga imkon bermaydi, chunki yorug’lik qat'iy to’gri chiziq bo’ylab tarqalmaydi, balki narsalarni aylanib o’tadi, buning oqibatida esa tasvirlar « chaplashib» ketadi. Agar buyum detallarning « chaplashgan» tasvirlar qo’shilib ketsa, har qanday kattalashtirish ham ularni farq qilishga yordam bermaydi, narsalarning chiziqli o’lchamlari yorug’lik to’lqinning uzunligidan kichik bo’lgan taqdirdagina shunday bo’ladi.

3-guruhga beriladigan savollar:
Yorug’lik dispersiyani qanday sharoitlarda kuzatish mumkin?
Javob: Yorug’lik d