|
Qabul qildi
|
| bet | 1/4 | | Sana | 15.05.2024 | | Hajmi | 457,66 Kb. | | #234101 |
Bog'liq Fizika 2
Muhammad Al-Xorazmiy nomidagi
Toshkent Axborot texnologiyalari Universiteti
Qarshi filiali Kompyuter Injeneringi
KI-14-23 (s)guruh talabasi Xolmatov Javohirning
Fizika fanidan tayyorlagan
2-MUSTAQIL ISHI
Qabul qildi___________________________________________
2-Mustaqil ish reja
Reja:
1.Yorug’lik nurining tabiati. 2.Golografiya prinspi va uning qo’llanilishi. 3.Qattiq jismlarda diffuziya xodisalari.
Yorug’lik ta’siri ostida bo’ladigan difraksiya hodisasi vujudga kelishining asosiy shartlari haqida.
Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonunining burilishi yoki yorug’likning ro’parasiga qo’yilgan to’siqlarni orqa tomonlardan aylanib o’tish hodisasiga yorug’likning difraksiyasi deyiladi (3- rasm).
Difraksiyaning asosiy sharti: ga tengdir.
(3-rasm) da S yorug’lik manbai berilgan S yorug’lik manbaidan yorug’lik tusgirsak, yorug’likning ro’parasiga qo’yilgan to’siqni orqa tomonlama aylanib ekranga tushadi. Bu holda difraksiya hodisasini ko’rishimiz mumkin.
Tor tirqishdagi yorug’likning difraksiyasi.
|
1-расм
|
Agar eni B bo’lgan tor tirqishga parallel nuri tushsa, bu tirqishdan o’tgan nurlarni linza orqali fokuslasak ekranda yorug’likning maksimum va minimumlarini kuzatamiz (4-rasm) Bu maksimum va minimumlar (tirqishdan difraksiyalanib o’tgan nurlar) interferensiyasi bilan tushintiriladi. Nurlarni parallel tushishdan o’qishi, ya’ni eni B bo’lgan tirqishda difraksiyalanishi burchak ostida bo’lsin, u holda tirqishning chetki elementar qismlaridan chiqqan nurlarning optik yullar farqi butun to’lqin uzunliklariga (Rh) ga teng bo’lsa va minimum yarim to’lqin uzunliklariga ga teng bo’lsa, maksimum shartlari bajariladi. Demak , difraksiyalangan nurlarning interferensiyalariga minimumlar sharti: maksimumlar sharti: (k=1,2,3…) (6)
(6) formula bilan ifodalanadi.
2. Tabiatdagi tabiiy difraksion panjaralar haqida, sun’iy difraksion panjaraning yaratilishi to’g’risida.
Difraksion panjara deb, shaffog bo’lmagan oraliq bilan ajratilgan tirqishlar sistemasiga aytiladi. Tabiatda tabiiy difraksion va sun’iy difraksion panjaralar mavjuddir.
(5-rasm)dan shu narsa ko’rinadiki, ixtiyoriy moddalarni tashkil etgan atomlar ma’lum bir qonuniyat asosida, kristall tekisliklar bo’yicha joylashgan bo’ladi. Boddaning tashkil etgan atomlarning o’lchami r0=10-10m atrofida har ikki atom oralig’idagi masofa 2dsin (7) ham atomlarning o’lchamiga tengdir. Tabiatning o’zi tabiiy ravishda difraksion panjaralarni yaratib qo’ygan edi. Bunday holatdagi difraksion hodisasini qonuniyatlarini 1911 yilda Vulf va Breggerlar tomonidan tajribalar asosida aniqlangan. Tirqish va shaffof bo’lmagan oraliqni o’z icgiga oluvchi d masofa difraksion panjarani doimiysi yoki davri bo’lib hisoblanadi.
|
2-расм
|
Rasmdan ko’rinib turibdiki, panjaraga parallel tushayotgan nurlar ma’lum U burchakka og’adi va ma’lum yullar farqiga ega bo’ladi.
d
I II III
3-расм IV
Masalan: 1 va 3 nurlar orasidagi yullar farqi: ga teng va hakozo.
Agar k=0,1,2… shartlar bajarilsa u holda bu nurlarning faralari 2kп da farq qilib bir-birini interfrensiya natijasida kuchaytiriladi. Sguning ucgun bushart difraksion panjaraning interfrension maksimumlar sharti deyiladi. Aksicha difraksiyalangan nurlar uchyn minimumlar sharti
, (k=0,1,2,…) d difraksion panjara doimiysi.
Odatda difraksion panjara doimiysi d=1/N ga tensa difraksion panjaraning uzunlik birligiga to’g’ri keladigan tirqishlar sonidir. Xozirgi paytda difraksion panjaralar alyuminiy kuzgiga olmos bilan tilim hosil qilish yuli bilan yasaladi. Mavjudqurilmalar 1mm masofaga 2000 gacha tilim joylashtirish mumkin.
Bunday difraksion panjaralar yoriqlikni qaytarish hisobiga ishlovchi panjaralar deyiladi. Difraksion panjaralar spektral analiz asboblarida (spektrograflarda va spektrometrlarda) murakkab spektral nurlar dispersiyalab beruvchi prizma o’rnida ham ishlatiladi.
Yorug’lik difraksiyasining qo’llanilishi.
Difraksiya natijasida rentgen nurlari hosil bo’ladi. Unda inson tanasining turli qismlaridagi ko’zga ko’rinmaydigan ichki a’zolarining rasmlarini olish imkoniyatini beradi. Bu nurlarni 1895 yili nemis fizigi Vilgelm Rentgen kashf etgan. Rentgen nurlarining nosaffof jismlardan o’ta olish uchun xususiyatidan tidbiyotda va ilmiy tadqiqot ishlaria keng qo’llaniladi. Tidbiyotda chiqqan va singan suyaklarni ko’rish o’pkada va boshqa a’zolardagi chet o’simtalarni topish va davolash ishlarida foydalanilsa, metallurgiyada tayyor metall buyumlar ichida defektlarni aniqlashda qo’llaniladi. Hozirgi zamon optika sanoati ishlab chiqarayotgan panjaralar doimiysi bo’lgan difraksion panjaralar bilan ish ko’radi. Bu imkoniyatlar ajratish qobiliyati prizmali spektrograflarni ishlab chiqarishga va fan-=texnikada qo’llanishga imkon beradi.
Yorug’lik nuri tabiati to’g’risidagi birinchi tasavvurlar qadimgi grеklar va misrliklarda paydo bo’lgan. XVII asr oxiriga kеlib yorug’likning ikkita nazariyasi I.Nyuton tomonidan korpuskulyar nazariyava R.Guk va X.Gyuygеns tomonidan to’lqin nazariyasi shakllana boshladi.
Korpuskulyar nazariyaga asosan, yorug’lik nuri sochuvchi jismlardan chiquvchi zarrachalar (korpuskulalar) oqimidan iboratdir. Nyuton yorug’lik zarra-chalari harakati mеxanika qonunlariga bo’ysunadi, dеgan fikrda edi. Misol uchun, yorug’likning aks qaytishi elastik sharchaning tеkislikdan urilib qaytishiga o’xshatgan edi.
Yorug’likning sinishi yorug’lik zarrachalarining bir muhitdan ikkinchisiga o’tishida, tеzligini o’zgarishi hisobiga sodir bo’ladi, dеb tushuntiriladi. Korpuskulyar nazariya bo’yicha, vakuum – muhit chеgarasida yorug’likning sinishi quyidagi qonunga bo’ysunadi:
bu еrda c – yorug’likning vakuumdagi tеzligi, ϑ- yorug’likning muhitdagi tarqalish tеzligini bildiradi. Korpuskulyar nazariyaga asosan, n> 1 bo’lgan holda, yorug’likning muhitdagi tarqalish tеzligi ϑ vakuumdagi tarqalish tеzligi c dan katta bo’lishi kеrak. Nyuton intеrfеrеntsiya manzarasining hosil bo’lishini yorug’lik chiqishi va tarqalishi bilan bog’liq jarayonlarda qandaydir davriylik bor dеgan taxminlarga asosan tushuntirishga harakat qildi.Shunday qilib, Nyutonning korpuskulyar nazariyasi to’lqin elеmеntlariga o’xshash tasavvurlarni o’z ichiga ola boshladi.Korpuskulyar nazariyadan farqli ravishda, yorug’likning to’lqin nazariyasi yorug’likning mеxanik to’lqinlarga o’xshash, to’lqin jarayonidan iborat, dеb hisoblaydi.
To’lqin nazariyasi asosida Gyuygеns printsipi yotadi. Gyuygеns printsipiga asosan, to’lqin yеtib borgan har bir nuqta ikkilamchi to’lqinlar manbaiga aylanadi, manbani o’rab oluvchi egri chiziq kеyingi ondagi to’lqin fronti holatini bеlgilaydi. Gyuygеns prinsipiga asoslanib yorug’likning qaytish va sinish qonunlarini osonlikcha isbotlash mumkin.
To’lqin nazariyasi vakuum–muhit chеgarasida yorug’likning sinishini quyi-dagi ifoda bilan ta'riflaydi:
To’lqin nazariyasi asosida olingan sinish qonuni Nyutonning sinish qonuniga qarama–qarshidir. To’lqin nazariyasi yorug’likning muhitdagi tarqalish tеzligi vakuumdagi tеzligidan kichik ekanligini isbotlaydi:
.
XVIII asr boshlarida yorug’lik tabiatini tushuntirishda bir-biriga zid bo’lgan ikkita yondoshish mavjud bo’la boshladi: Nyutonning korpuskulyar va Gyugensning to’lqinnazariyalari. Bu ikkala nazariyalar yorug’lik nurining to’g’ri chiziqli tarqalishini, sinish va qaytish qonunlarini tushunturib berdi.
XIX asr boshlarida to’lqin nazariyasi – korpuskulyar nazariyadan ustun bo’la boshladi. Bunga ingliz fizigi T.Yung va fransuz fizigi O.Frenel tomonidan interferensiya va difraksiya hodisalarini o’rganishda olingan natijalar sabab bo’ldi. 1851 yulda J.Fuko muhim ahamiyatga ega bo’lgan to’lqin nazariyasining tajribaviy tasdig’ini oldi, suvda yorug’likning tarqalish tezligini
o’lchab ekanligini isbotladi.
1865 yilda Maksvell yorug’likning elektromagnit nazariyasini yaratdi: unda yorug’lik har xil muhitlarda tezlik bilan tarqaluvchi , juda qisqa elektromagnit to’lqinlardan iborat hisobladi, yorug’likning vakuumdagi tarqalish tezligiga tengligini isbotladi.
Maksvell nazariyasi yorug’likning nurlanish va yutilish jarajonini, fotoelektrik effektni va Kompton sochilishini tushuntira olmadi. Lorens nazariyasi ham, yorug’likning moddalar bilan o’zaro ta’sirini, xususan, qora jismning issiqlik nurlanishidagi to’lqin uzunligiga bo’g’liq energiya taqsimotini tushuntira olmadi.
M.Plank tomonidan taklif etilgan gipotezaga asosan, yorug’likning nurlanishi va yutilishi uzluksiz bo’lmqay, diskret xususiyatga egadir, ya’ni aniq porsiyadan (kvantlar) iboratdir. Bu kvant energiyasi quyidagicha ifodalanadi:
bu yerda h-Plank doimiysi. Plank gipotezasi qora jismning issiqlik nurlanishini ham oson tushuntira oldi.
1905 yilda A.Enshteyn yorug’likning kvant nazariyasini kashf etdi. Bu nazariyaga asosan, yorug’lik nurlanishi va tarqalishi fotonlar- yorug’lik kvantlari oqimi ko’rinishida sodir bo’lib, ularning energiyasi quyidagi nisbat bilan aniqlanadi:
yorug’likning tarqalish qonunlari, yorug’likning moddalar bilan o’zaro ta’siri to’g’risidagi nazariyalar yorug’lik murakkab xususiyatga ega ekanligini ko’rsatadi. Demak, yorug’lik tabiati korpuskulyar-to’lqin dualizmi tasavvuridan iborat.
|
| |
