Дәріс №3 Жарықтың интерференциясы, дифракциясы, поляризациясы

Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясы

жүктеу/скачать 427 Kb.

бет	3/4
Дата	09.12.2022
өлшемі	427 Kb.
	#56193

1 2 3 4

Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясы

Дифракциялық тордағы дифракциялық бейне толқындардың өзара интерференциялануы нәтижесінде пайда болады. Сондықтан дифракциялық тор көп сәулелі интерференцияны алуға мүмкіндік береді. Дифракциялық тордағы дифракцияны қарастырайық. 7- суретте MN және CD саңылаулары ғана кескінделген. Саңылау ені а, ал олардың арасындағы аралық b, ендеше d=a+b шамасы дифракциялық тордың периоды деп аталады. Жазық монохромат жарық шоғы дифракциялық торға нормаль түссін. Саңылаулар бір-бірінен бірдей ара қашықтықта орналасқандықтан, екі көршілес саңылаулардан шыққан жарық шоқтарының оптикалық жолдар айырмасы да бірдей (бақыланатын бұрыш бойынша)
(14)

8-сурет
Сонымен қоса, екі саңылау арқылы шыққан жарық шоқтары бір-бірімен интерференцияланатын болғандықтан кейбір бағыттарды олар бір-бірін өшіреді, яғни қосымша минимумдар пайда болады. Шынында да бұл минимумдар екі саңылау шеттері сәулелерінің оптикалық жолдар айырмасы /2, 3/2, ..., тең болатын бағыттарда пайда болады. Минимум шарты

(14)
Максимум шарты
(15)
Сонымен екі саңылауға арналған толық дифракциялық бейне мына шарттарды қанағаттандырады:
- бас минимумдар
- қосымша минимумдар
бас максимумдар

Интерференция және дифракция құбылыстары көлденең және қума толқындарда байқалады. Осылармен қоса жарықтың көлденең толқын екендігін байланысты құбылыс- ол поляризация.

Максвелл теориясынан жарықтың көлденең т олқын екендігі шығады, яғни жарық құрамындаңы электр және магнит өрістері өзара перпендикуляр жазықтықтарда тербеледі. Максвелл теориясынан бұрын да жарықтың көлденең толқын екендігі белгілі болған. Тәжірибелер арқылы исланд шпаты кристалында жарықтың қосарланып сыну байқалған.

9-сурет

Жарықтың көлденең толқын екендігін ең алғаш рет тәжірибе жүзінде дәлелдеген Юнг, ол Френель және Араго тәжірибелерін негізге алды. Мынадай тәжірибе қарастырайық. Жарықты оптикалық ось ОО^* бойымен қиылған турмалин кристалының Т₁ қырына перпендикуляр бағытта түсірейік (1-сурет). Т₁ кристалын сәуле осі бойымен бұра отырып, одан өтетін жарық шоғының қарқындылығының өзгеруін бақылаймыз. Тәжірибе кристалл осін бұру одан өткен жарық қарқындылығына ешқандай әсер етпейді. Егер жарықтың жолына бірінші кристалға параллель екінші турмалин кристалын қоятын болсақ, онда олардың біреуін сәуле осі бойымен бұратын болсақ осы пластинкалар арқылы өткен жарықтың қарқындылығы 00 және 0₁0₁ осьтері арасында Малюс заңына сәйкес өзгереді:

(16)
Мұндағы I₀ және I – сәйкесінше екінші пластинкаға түскен және одан жарықтың қарқындылықтары. Осы құбылысты бақылау арқылы мынадай қорытындыға келуге болады:

Жарық көлденең толқын;
Турмалин кристалы өзінің оптикалық осіне параллель жарық шоқтарын ғана өткізеді. Ол өз осіне перпендикуляр жарық шоқтарын толығымен жұтып алады.

10-сурет

Шағылған және сынған жарық сәулелері біраз поляризацияланады, яғни осы сәулелердің электрлік векторлары жарықтың таралу жазықтығына перпендикуляр жазықтықта қала отырып бір ғана бағытта көбірек тербеледі. Түсу бұрышының қандай да бір мәнінде екі орта шекарасынан шағылған жарық толығымен сызықты поляризацияланады. Осындай түсу бұрышын Брюстер бұрышы немесе толық поляризациялану бұрышы деп атайды, ол мына заңмен анықталады:

. (17)
Егер жарықтың түсу бұрышы Брюстер бұрышына тең болса, онда шағылған сәуле толығымен поляризацияланады да, сынған сәуле шала поляризацияланалды. Бұл Брюстер заңы.

жүктеу/скачать 427 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4