2.2 Optika bo’limini o’qitishda animatsiyalardan foydalanish.
1.Difraksion panjarani o’rganish va yorug’likning to’lqin uzunligini topish.
Ishning maqsadi:
Yorug’likning difraksiyasini o’rganish, difraksion panjarada ishlash, difraksion panjarani xarakterlovchikattaliklarni o’rganish, difraksion panjara yordamida yorug’likning to’lqin uzunligini aniqlash.
Kerakli asboblar:
Chiziqli spektr beradigan manba, difraksion panjaralar to’plami, gonnometr, yorug’lik filtrlari.
Nazariy qism:
Bir biridan qat’iy bir xil masofada juda ko’p parallel bir xil kenglikdagi tirqishlar to’plamiga difraksion panjara deyiladi. Difraksion panjara bu optik asbobdir. Oddiy difraksion panjara shisha plastinkadan iborat bo’lib, uning yuziga bo’lish mashinasi yordamida bir xil parallel shtrixlar chizilgan. Chizilgan joylar yorug’likni shunday sochib yuboradiki, yorug’likning juda oz qismigina kuzatish tomoniga yo’naladi. Shunday qilib shtrixlar haqiqatda plastinka shaffof qismlari (ya’ni tirqishlar)ning xira oraliqlaridir. Yaxshi difraksion panjaraning bir millimetrida 1000-3000 tagacha shtrixlar chizilgan bo’lishi mumkin.
Difraksion m asosiy kattaliklari bo’lib shtrixlar soni N va panjara doimiysi d (ba’zida panjara davri deb ham yuritiladi)lar hisoblanadi. Agar shtrixlar enini a bilan, tirqishlar enini esa b bilan belgilasak, difraksion panjara doimiysi ularning yig’indisiga teng bo’ladi:
d=a+b
Difraksion panjara odatda Fraungofer difraksiyasi o’rinli bo’ladigan sharoitlarda yorug’likning to’lqin uzunligini aniqlash maqsadida ishlatiladi. Ma’lumki, Fraungofer difraksiyasi panjaraga yassi to’lqin sirtiga ega bo’lgan parallel yorug’lik nurlari dastasi tushib, kuzatish nuqtasi amalda cheksizlikda joylashgan holda o’rinli bo’ladi. Bu holda kuzatish yo’nalishi difraksion panjaraga o’tkazilgan normal va nurlar yo’nalishi orasidagi φ burchak orqali aniqlanadi. Nurlarning boshlang’ich yo’nalishidan oqishi tirqishning eni va yorug’likning to’lqin uzunligiga bog’liq bo’ladi.
Difraksion panjaraga yorug’lik tik tushayotganda asosiy maksimumlarning vaziyati
d (1)
tenglikdan aniqlanadi.
Bu yerda: d – difraksion panjara doimiysi,
φ – difraksiya burchagi,
- yorug’lik to’lqin uzunligi,
m – spektr tartibi (m q 0,)
Difraksion panjara yordamida hosil qilinishi mumkin bo’lgan spektrlarning eng ko’p soni
m (2)
munosabatdan aniqlanadi.
Difraksion panjaraning asosiy xarakteristikasi uning ajrata olish qobiliyati va dispersiyasidir.
Panjaraning ajrata olish qobiliyatini Reley shartidan foydalanib hisoblash mumkin. Reley shartiga binoan, ikki monoxromatik spektral chiziqlardan birining asosiy maksimumi unga eng yaqin ikkinchi chiziqning minimum o’rniga tushgan holda bu ikkala chiziq bir – biridan ajratiladi, ya’ni yakka-yakka ko’rinadi. Bu shartdan panjaraning ajrata olish qobiliyati
R= (3)
ekanligi kelib chiqadi.
Difraksion panjaraning dispersiyasi deb ikkita spektral chiziq orasidagi burchak masofaning shu chiziqlarning to’lqin uzunliklari farqiga nisbati bilan ifoda qilinadigan kattalikka aytiladi:
(4)
Agar yorug’lik difraksion panjaraga binoan burchak ostida tushayotgan bo’lsa, bosh maksimum hosil bo’lish sharti quyidagi ko’rinishga keladi:
(5)
Difraksion manzarani kuzatish va yorug’lik to’lqin uzunligini o’lchash uchun gonnometrdan foydalaniladi.
Gonnometr og’ir taglikka o’rnatilgan stolcha, o’zgaruvchan uzunlikli kollimator va ko’rish trubalaridan iborat.Kollimatorning bir uchidan tirqish, ikkinchi uchida linza o’rnatilgan.Tirqish linzaning fokal tekisligida joylashgan bo’lsa, tirqish oldiga qo’yilgan manbadan kelayotgan nurlar kollimatordan parallel dasta bo’lib chiqadi.Stolchaning o’rtasiga kollimator o’qiga perpendikulyar qilib difraksion panjara mahkamlanadi.Stolchaning o’zi gradusliaylana shkalaga ega bo’lgan (aylana uzunligi bo’yicha 360 bo’limga bo’lingan) bo'limdan iborat. Ko’rish trubasi okulyarning fokal tekisligida vizirli qora chiziq chizilgan va u stolchaning markazi orqali o’tuvchi vertikal o’q atrofida aylana oladi. Ko’rish trubasiga limb bo’yicha ko’chib yuruvchi nonius o’rnatilgan.Nonius yordamida burchaklar aniqlik bilan o’lchanadi.
Qurilmaning optik sxemasi va nurlarning yo’nalishi 2.2.1-rasmda ko’rsatilgan.
| 