Interferentsion manzarani hosil qilishda manba oʻlchamining ta’siri n Tayyorladi: Siddiqov Ne’mat

1. Yorug’lik interferensiyasi.

• 
  Elektromagnit to’lqin tarqalayotganda fazoning har bir nuqtasida elektr va magnit maydonlar davriy ravishda (masalan w chastota bilan) o’zgarib turadi. Bu o‟zgarishlar E va H vektorlarining tebranishlari sifatida ifodalanadi. Bunda Em va Hm mos ravishda elektr va magnit maydon kuchlanganligi vektorlarining maksimal (amplituda) qiymatlari E va H vektorlarining tebranishlari bir xil fazada va o‟zaro perpendikulyar tekisliklarda sodir bo‟ladi. 1-rasmda Ox yo‟nalish bo‟yicha tarqalayotgan to‟lqin tasvirlangan. Elektromagnit to‟lqin E va H vektorlarining fazoda tebranishidan iboratdir. Lekin soddalashtirish maqsadida biz bundan keyingi mulohazalarimizda faqat E vektorning tebranishlari to‟g‟risida gapiramiz, H vektorni esa deyarli esga olmaymiz. Ammo E vektorga perpendikulyar yo‟nalishda H vektor ham tebranayotganligini unutmaslik kerak. Agar to‟lqinning turli nuqtalaridagi E vektorlar faqat bir tekislikda yotsa, bunday to‟lqinni yassi elektromagnit to‟lqin deb, bu tekislikni esa tebranish tekisligi deb ataymiz. 1-rasmda tasvirlangan to‟lqin yassi elektromagnit to‟lqindir
  

• 
  Maksvell hisoblashlar asosida elektromagnit to‟lqinlar 3*10 8 m/s tezlik bilan tarqalishi lozim , degan xulosaga keldi, bu qiymat keyinchalik optik usullar bilan aniqlangan yorug‟lik tezligiga teng bo‟lib chiqdi. Bu esa yorug‟lik – elektro
  
• 
  Hozirgi vaqtda eng zamonaviy tajribalar asosida yorug’likning vakuumda tarqalish tezligi c = (299792456,2 + - 1,1) m/s deb qabul qilingan. Haqiqatdan, keyinchalik amalga oshirilgan tekshirishlar elektromagnit to‟lqinlarning chastotalar diapazoni nihoyat keng ekanligini ko‟rsatdi. Xususan inson ko‟zi seza oladigan elektromagnit to‟lqinlarning chastotalari magnit to‟lqindir deb talqin qilinis
  
• 
  ν= (0,75 + 0,40) 1015 Gs. higa imkon berdi.
  

• 
  Chastotalar intervali AA qanchalik kichik bo‟lsa, nurlanish monoxromatikroq bo‟ladi. har qanday real monoxromatik yorug‟lik uchun AA chekli qiymatga ega. Yuqoridagi (1) ifoda esa ideal monoxromatik to‟lqin uchun o‟rinlidir.
  
• 
  Yorug‟lik nurlarining yo‟nalishiga perpendikulyar qilib hayolan S yuzni joylashtiraylik. Bu yuz orqali birlik vaqtda o‟tayotgan yorug‟lik to‟lqinlarning energiyasi yorug’lik oqimi (F) deb ataladi va J/s yoki Vt hisobida o‟lchanadi. Birli8k vaqt ichida yuz birligi orqali o‟tayotgan yorug‟lik oqimi , ya‟ni
  
• 
  I = F/S
  
• 
  Yorug‟lik oqimining zichligi yoki yorug‟lik intensivligi deyiladi. Yorug‟lik intensivligi Vt / m2 hisobida o‟lchanadi. Yorug‟lik intensivligi yorug‟lik tarqalayotgan muhitning sindirish ko‟rsatkichi n ga va yorug‟lik to‟lqin amplitudasining kvadratiga proporsional:
  
• 
  I ~ nE2 m
  

• 
  Yung tajribasida M1 va M2 tirqishlardan chiqayotgan yorug‟lik to‟lqinlarning ustma-ust tushishi natijasida yorug‟lik interferensiyasi ro‟y beradi. Boshqacha qilib aytganda, M1 va M2 tirqishlar yorug‟lik manbalari vazifasini o‟taydi. U holda quyidagi savol tug‟iladi: xonada ikki elektr lampa yorug‟lik tarqatib turgan bo‟lsa, xonaning yoritilgan sohalaridagi yorug‟lik intensivligi ayrim lampalar tufayli vujudga keluvchi intensivliklar yig‟indisiga teng bo‟ladi, ya‟ni yorug‟lik intensivligining maksimum va minimumlari kuzatilmaydi. Buning sababi nimada?
  
• 
  Yung tajribasini muhokama qilayotganimizda M1 va M2 tirqishlardan chiqayotgan yorug‟lik to‟lqinlarining chastotalarini bir xil, fazalarining farqi esa o‟zgarmas deb hisoblaganimizni eslaylik ((6) ga q.) . bu shartlar bajarilganda qo‟shiluvchi yorug‟lik to‟lqinlar kogerent to‟lqinlar deyiladi. Kogerent yorug‟lik to‟lqinlar ustma-ust tushgandagina turg‟un inteoferension manzara kuzatiladi. Tabiiy yorug‟lik manbalari (xususan, yonib turgan elektr lampochkasi ham) esa kogerent bo‟lmagan to‟lqinlar nurlantiradi.
  

• 
  Haqiqatdan, tabiiy yorug‟lik manbalari sochayotgan yorug‟lik ko‟p atomlar nurlanishlarining yig‟indisidan iborat. Har bir atom boshqa atomlarga bog‟liq bo‟lmagan holda nurlanish chiqaradi. Alohida atomning nurlanish chiqarish vaqti 10-8 sekundlar chamasi davom etadi. Bu vaqt davomida atom chiqargan nurlanish (ya‟ni elektromagnit to‟lqin) bir qator do‟nglik va botiqlardah iborat bo‟ladi. uni to‟lqinlar tizmasi deb ataylik. To‟lqinlar tizmasining uzunligini topish uchun yorug‟lik to‟lqinining tezligi s ni atomning nurlanish vaqti A= 10-8 s ga ko‟paytiramiz:
  
• 
  L =c A = 3 10-8 m/s 10-8 s =3m
  

• 
  3. Plastinka qalinligi o‟zgarmas, d = const bo‟lsin, lekin nurlarning tushish burchagi xar xil. Bu holni quyidagi
  
• 
  1. Yassi – parallel plastinkaga tushayotgan barcha nurlar uchun j = const bo‟lsin ,
  
• 
  ya‟ni plastinkaga AA to‟lqin uzunligi monoxromatik parallel nurlar tushayotgan bo‟lsin. U holda plastinkaning ustki va ostki tekisliklaridan qaytgan nurlarning interferensiyalanishi natijasida yorug‟lik intensivligining maksimumi : shart bajarilganda kuzatiladi. Plastinka yassi- parallel ya‟ni plastinkaning barcha qismlarining qalinligi bir xil bo‟lganligi uchun plastinkaning hamma sohalarida A ning qiymati bir xil bo‟ladi. shuning uchun shart bajarilgan taqdirda p plastinka yuzining barcha qismi A to‟lqin uzunlikli nurning rangiga bo‟yalgandek ko‟rinadi. (19) shart bajarilganda esa plastinkaning yuzi qorong‟i bo‟ladi. Nurlar parallel ya‟ni i=const lekin d o‟zgaruvchan bo‟lsin. Bu hol quyidagi tajribada amalga oshirish mumkin. Bir-birining ustiga qo‟yilgan ikki yassi parallel plastinkaning oralig‟iga bir tomondan yupqa shisha bo‟lakchasini qistirib qo‟ysak, bu ikki plastinka oralig‟idagi hajm ponasimon havodan iborat bo‟ladi (rasm). Bu havo pona qalinligi asta-sekin o‟zgarib boruvchi plastinkadir.
  

• 
  Faqat bu plastinkaning moddasi havodan iborat. Havo ponaning A sohasida qalinlik juda kichik, tajribada amalga oshirish mumkin. Yassi-parallel plastinkaga M nuqtaviy manbadan yorug‟lik tushayotgan bo‟lsin (13-rasm). Turli burchaklar ( i1 = i2 = i3) ostida tushayotgan nurlar plastinkaning ustki va ostki sirtlaridan qaytib , L linzaning fokal tekisligida joylashgan E ekranda uchrashadi va interferensiyalashadi. Agar tajribada monoxromatik nurlardan foydalanilsa, yorug‟lik interferensiyasining natijasi faqat tushish burchagi i ga bog‟liq xolos. Bu holda interferension manzara navbatlashuvchi egri chiziq shaklidagi yo‟l-yo‟l yorug‟ va qorong‟i polosalardan iborat bo‟ladi. har bir polosa nurlar tushish burchagining biror qiymatiga mos keladi. Shuning uchun bu polosalarni birday qiyalik polosalari deb ataladi. Plastinkaga oq yorug‟lik tushayotgan bo‟lsa, ekranda rang – barang birday qiyalik polosalarning sistemasi namoyon bo‟ladi.
  

• 
  Shuni ham qayd qilish lozimki, yuqa plastinkalardagi interferensiya faqat qaytgan yorug‟likdagina emas, balki o‟tgan yorug‟likda ham kuzatiladi. Oldingi paragrflarda ikki yorug‟lik to‟lqinning yoki bir yorug‟lik to‟lqinning ikki qismining interferensiyalanishishi haqida mulohazalar yuritdik. Yorug‟lik interferensiyasidan foydalanib yorug‟lik to‟lqinning uzunligini jismlarning sindirish ko‟rsatkichi yoki o‟lchamlarini aniqlash mumkin. Buning uchun tuzilishi turlicha bo‟lgan interferometrlardan foydalaniladi. Birinchi interferometr – Maykel‟son interferometrning ishlash prinsipi bilan tanishaylik. M manbadan chiqayotgan monoxromatik yorug‟lik nurlar yarim shaffof P plastinkaga tushsin (3 rasm). Yorug‟lik to‟lqin plastinkadan qisman qaytadi, qisman o‟tadi. Qaytgan va o‟tgan nurlar o‟zaro perpendikulyar ravishda joylashgan 1 va 2 ko‟zgulardan orqaga qaytadi. 1 ko‟zgudan qaytgan nur P plastinkadan qisman o‟tib, OK yo‟nalishda kuzatuvchining ko‟zi tomon yo‟naladi. 2 ko‟zgudan qaytgan nur P dan qaytib, u ham OK bo‟ylab yo‟naladi.