Дәріс №3 Жарықтың интерференциясы, дифракциясы, поляризациясы
жүктеу/скачать 427 Kb.
|
| Қосарланып сыну.
1670 жылы Бартолини исланда шпаты деп аталатын кристалдан жарық өткенде сәуленің екіге бөлінетінін байқады. Кристалдан шыққан сәулелер бір-біріне және кристалға түскен сәулеге де параллель, өзара перпендикуляр жазықтықтарда сызықты поляризацияланған, қарқындылықтары бірдей. Біреуі кәдімгі сыну заңына бағынады, оны кәдімгі сәуле деп атайды. Екіншісі сыну заңына бағынбайды, оны ерекше сәуле деп атайды. Кристалды сәуле осі бойымен айналдырғанда ерекше сәуле кәдімгі сәуле айналасында цилиндрлік бет сызады. 11-сурет
Тәжірибелер исланд шпаты кристалында қосарланып сыну болмайтын бір ғана бағыттың бар екендігін көрсетті. Осы оптикалық оське (ОО) параллель кез келген бағытта сәулелер қосарланып сынбайды. Ось бұл таңдап алынған бағыт, сызық емес. ОО ось және таралатын сәулеге (түскен сәулеге) перпендикуляр арқылы өтетін жазықтық бас жазықтық деп аталады. Түскен сәуле және сынған кәдісгі және ерекше сәулелер осы бас жазықтықта жатады. Екі сәуленің де қарқындылықтары бірдей, егер табиғи жарық түссе. Осы кезде шыққан сәулелерді турмалин кристалы арқылы өткізіп бақыласақ, екеуі де поляризацияланады, кәдімгі сәуле бас жазықтыққа перпендикулыр, ал ерекше сәуле бас жазықтықта. Мұндай кристалдар бір осьті деп аталады. Турмалин, кварц және басқа кристалдар да бір осьті. Кейбір кристалдарда (слюда, гипс) осындай осьтердің екеу екендігі байқалған, оларды екі осьті деп атайды. Олардағы екі сәуле де ерекше сәуле болып табылады. Кубтық кристалдарда бұл құбылыс болмайды. Түскен сәуле мен бір осьті кристалдың оптикалық осі орналасқан жазықтық кристалдың бас жазықтығы деп аталады. 1672 жылы Ньютон тәжірибе жүзінде шыны призманың сыну көрсеткішінің түскен жарықтың толқын ұзындығына байланысты екендігін анықтады. Оның тәжірибесінің схемасы 1-суретте көрсетілген. Екі призманың сындырушы қабырғалары бір-біріне перпендикуляр орналасқан. Осындай призмалар түскен жарықты екі өзара перпендикуляр бағытта спектрге жіктейді. 12-сурет Бірінші призмадан алынған түсті жолақтар екінші призмадан әртүрлі болып ауытқиды. Осы спектрлердің формалары мен орналасуларына байланысты екі призманың сындыру қабілетін анықтауға болады. Максвелдің электромагниттік теориясы бойынша сыну көрсеткішінің толқын ұзындығына тәуелділігін түсіндіру мүмкін емес. Ол бойынша . Максвелл бойынша жарық дегеніміз электромагниттік толқынның бір түрі, ендеше жарықтың әсері электромагниттік толқынның әсері болып табылады. Жарық толқындары затқа түскенде оның электр өрісі әсерінен электрондар тербеліске түседі де, олар айналасына жарық толқындарын таратады. Максвелл теориясы бойынша электрлік өтімділік тұрақты шама, сол сияқты сыну көрсеткіші де тұрақты шама болуы керек. Тәжірибелер сыну көрсеткіші жарық толқынының ұзындығы кеміген сайын арта түсетінін көрсетті. Бұдан кәдімгі мөлдір заттан өткенде күлгін сәуленің жасыл сәуледен күштірек, жасыл сәуледен қызыл сәуленің күштірек сынатыны байқалды. Жарықтың сыну көрсеткішінің жарықтың толқын ұзындығына тәуелділігін жарық дисперсиясы деп атайды. Призмадағы дисперсияны қарастырайық. Монохромат жарық шоғы сындыру бұрышы А-ға, сыну көрсеткіші –ге тең призмаға бұрышпен түседі. Екі рет сынғаннан кейін жарық сәулесі өзінің алғашқы бағытынан бұрышқа ауытқиды. 13-сурет Егер А және бұрыштары кішкене болса, онда бұрыштары да кішкене болады: , , cонымен бірге . Сондықтан, Осыдан, Cонымен, жарық сәулелері призмадан өткенде призманың сындыру бұрышы көп болған сайын соғұрлым көп бұрылады. шамасы заттың дисперсиясы деп аталады. Сонымен жарық шоғы дифракциялық тор мен призмадан өткенде спектрге жіктеледі. Олардың спектрлері әртүрлі. Неге? 14-суреттен мөлдір заттарда сыну көрсеткіші толқын ұзындығы кеміген сайын артатыны көрініп тұр, ендеше шамасы да толқын ұзындығы азайғанда, өседі. Осындай дисперсия қалыпты дисперсия деп аталады. 14-сурет Егер, сыну көрсеткіші кемігенде толқын ұзындығы да кемитін болса, ондай дисперсия аномальды дисперсия деп аталады. Қалыпты дисперсия призмалық спектрографтарда қолданылады. Олар арқылы жарықтың спектрлік құрамын анықтауға қолданылады. Бақылау сұрақтары: Жарық интерференциясы дегеніміз не? Жарықтың дифракциясы дегеніміз не? Жарық көлденең толқын екендігін көрсететін құбылыс қалай деп аталады? Қосапрланып сыну құбылысын түсіндіріңіз. Дифракциялық тор дегеніміз не? Дифракциялық тордың көмегімен толқын ұзындығын анықтау тәсілін түсіндіріңіз. Жарықтың дисперсиясы дегеніміз не? Пайдаланылған әдебиеттер: 1. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5 кн./ И.В. Савельев; Астрель: АСТ.-М., 2005,- 1кн, 2 кн, 3 кн. 2. Детлаф А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский .-М.:ACADEMIA. 2008 -720 c. 3. Мұқышева М.К., Паримбеков З.А., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсы 1-бөлім, Физика курсы, 2-бөлім Оқу құралы: Семей 2010ж 4. Абдулла Ж. Физика курсы, Алматы: Білім, 1994 -352 жүктеу/скачать 427 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|