Yorug`likning qutblanishi
Interferensiya va difraksiya hodisalari yorug‘likning to‘lqin (elektromagnit to‘lqin) tabiatiga ega ekanligini tasdiqlaydi, ammo yorug‘lik bo‘ylama yoki ko‘ndalang to‘lqin xossasiga egami, bu to‘g‘risida aniq ma’lumot bermaydi. Hatto to‘lqin optikaning asoschilari bo‘lgan Yung va Frenellar ham uzoq vaqtgacha yorug‘lik to‘lqinlarini, xuddi tovush to‘lqinlari kabi bo‘ylama to‘lqinlar deb hisoblab keladilar. Yorug‘likning qutblanishi kashf qilingandan keyingina yorug‘lik to‘lqinlarining xarakteri haqidagi savolga javob topildi. Shu paytgacha qutblanish hodisasi faqat ko‘ndalang to‘lqinlarga xos ekanligi ma’lum edi. Demak, yorug‘lik ko‘ndalang elektromagnit to‘lqindan iborat: mexanik to‘lqinlarda elastik muhitning zararlari o‘z muvozanati atrofida to‘lqin tarqalishiga yo perpendikular tekislikda (ko‘ndalang to‘lqin), yo to‘lqin tarqalish yo‘nalishida (bo‘ylama to‘lqin) uzluksiz tebranib tursa, yorug‘lik to‘lqinida esa to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikular teksiliklarda uzviy bog‘langan elektr vektori E (elektr maydon kuchlanganligi) va magnit vektori B (magnit maydon induksiyasi) tebranadi. Yorug‘lik to‘lqini faqat shu E va B vektorlarning tebranishlari bilangina mavjuddir. Yorug‘lik tarqatayotgan har bir real manba (nurlanayotgan jism) tartibsiz nur sochuvchi, ya’ni elektr va magnit vektorlarining tebranishlar tekisligi turlicha bo‘lgan ko‘plab atomlardan tashkil topgan. Bu atomlardan tarqalayotgan to‘lqinlar bir - biriga qo‘shilib, tabiiy yorug‘lik nurini tabiiy yorug‘lik nurini hosil qiladi. Tabiiy yorug‘lik nurida fazoning barcha tekisliklari tebranayotgan elektr E va B magnit vektorlari mavjuddir. Bunday nur qutblanmagan nur yoki tabiiy nur (yorug‘lik) deb ataladi. 3 – rasmda faqat elektr vektorining tebranishlari E tasvirlangan
3 – rasm
Umuman, ko‘p hollarda faqat yorug‘lik nurining elektr vektori to‘g‘risida so‘z yuritish maqsadga muvofiq deb qabul qilingan, chunki yorug‘likning fizikaviy, kimyoviy, biologik va boshqa ta’siri, asosan, elektr vektori (tebranish) E bilan bog‘liqdir. Demak, tabiiy yorug‘likda elektr vektorining tebranishi boshqa yo‘nalishlardagi tebranishlardan ustunlikka ega bo‘lgan biron – bir yo‘nalish mavjud emas. Bu yorug‘lik nuridagi fazoning barcha tekisliklarda tebranayotgan elektr tebranishlari teng kuchli bo‘ladi, degan ma’noni beradi (3 - a rasmga qarang). Agar elektr tebranishlari biron bir yo‘l bilan tartibga solinsa, ya’ni elektr tebranish vektorlari bitta tekislikda tebranadigan bo‘lsa, bunday yorug‘lik nuri qutblangan nur (yorug‘lik) deyiladi: elektr vektorining tebranishi faqat bitta tekislikda sodir bo‘layotgan bo‘lsa, bunday nur yassi qutblangan yoki chiziqli qutblangan nur deyiladi (3 - b rasm). Biror yo‘nalishdagi tebranish boshqa yo‘nalishlardagidan afzallikka ega bo‘lgan nur esa qisman qutblangan nur (yorug‘lik) deb ataladi (3 – d rasm).
Tabiiy yorug‘likni qutblantirib beradigan qurilmalar qutblagichlar (polarizatorlar) deyiladi. Yorug‘likning qutblanish darajasini aniqlaydigan formulani tajriba asosida Malyus yaratdi. Buning uchun turmalin (yashil rangli shaffof kristall) dan tomonlarining biri kristall o‘qiga to‘g‘ri keladigan tarzda kesib olingan to‘g‘ri to‘rtburchak shaklidagi plastinka olamiz. Agar bunday plastinkaga yorug‘lik dastasi tik tushirilsa, plastinkaning yorug‘lik dastasi atrofida aylantirilishi plastinkadan o‘tgan yorug‘likning intensivligini mutlaqo o‘zgartirmaydi (4 - rasm).
4 – rasm
Yorug‘lik turmalinda qisman yutiladi va yashilroq tusga kiradi, xolos. Agar yorug‘lik dastasi turmalinning birinchi plastinkasiga parallel joylashtirilgan xuddi shunday ikkinchi plastinkasidan o‘tkazilsa, to‘lqinning bu yangi xossasi payqaladi (4- rasm). Plastinkalarning o‘qlari bir – biriga parallel (α=0) joylashtirilganda qiziqarli hech bir narsa yuz bermaydi: faqat yorug‘lik dastasi ikkinchi plastinkada ham yutilganligi sababli yanada ko‘proq kuchsizlanadi. Shundan so‘ng birinchisi qo‘zg‘atilmay, ikkinchi kristall aylantirilsa, ajoyib hodisa kuzatiladi — yorug‘lik so‘na boshlaydi. Kristallarning o‘qlari orasidagi burchak ortib borgan sari yorug‘likning intensivligi kamayadi. Kristallarning o‘qlari bir – biriga perpendikular bo‘lganda kristallardan (plastinkalardan) yorug‘lik butunlay o‘tmay qo‘yadi. Yorug‘likni ikkinchi kristall butunlay yutadi. Birinchi plastinka qutblagich — polarizator, ikkinchi plastinka analizator deyiladi. Qutblagich va analizator optik o‘qlari orasidagi α burchak qiymatiga qarab, butun sistema orqali o‘tayotgan qutblangan yorug‘lik intensivligining o‘zgarish qonuniyatini 4 - rasmdan foydalanib chiqarish mumkin. Bu yerda P— qutblagich, A — analizator. Qutblagichdan o‘tayotgan yorug‘lik intensivligi I0, analizatordan o‘tayotgan qutblangan yorug‘likning intensivligini I deylik. I0 bilan I orasidagi bog‘lanishni fransuz fizigi Malus quyidagi fomula ko‘rinishida aniqlagan:
I = I0 cos2α ( 8 )
Bu Malyus qonuni deyiladi. Ko‘rib o‘tilayotgan yorug‘lik qutblanish hodisasining mexanik modelini quyidagi misolda ko‘rib o‘tishimiz mumkin. Tebranishlar fazoda o‘z yo‘nalishini tez o‘zgartiradigan qilib chilvirda ko‘ndalang to‘lqin vujudga keltirish mumkin (5 - rasm).
5 – rasm
Bu to‘lqinni qutblanmagan yorug‘lik nurining analogi (o‘xshashi) deb qarash mumkin. Endi chilvirni tor tirqishi bo‘lgan taxta yashikdan o‘tkazamiz. Yashik har xil yo‘nalishdagi tebranishlardan bitta muayyan yo‘nalishdagi tebranishlarni „ajratib beradi“ va qutblangan to‘lqin chiqadi. Agar to‘lqin yo‘lida birinchi yashikka nisbatan 90° burchakka burilgan ikkinchi xuddi shunday yashik qo‘yilgan bo‘lsa, bu yashik orqali tebranishlar o‘ta olmaydi (5 - rasm). To‘lqin butunlay yutiladi.
|
