Салькеева, А. К. и др
§ 1.9 Голография туралы түсінік
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
оптика, онлайн библиотека
- Бұл бет үшін навигация:
- § 1.10 Жарық дисперсиясы
- Аномальдік дисперсия
- жарық фильтрін
| § 1.9 Голография туралы түсінік
Голография – баспаның және интерференциялық көріністің тіркелуі негізіндегі толқын алаңының последующего қалпына келуінің ереше түрі. Ол өзінің тууымен толқындық оптика заңдарына – интерференция және дифракция заңдарына міндетті. 1960 жылдары жоғары дәрежелі когенрентті жарық көздері – лазерлер пайда болғаннан кейін галография мүмкін болды. Галография принципінің элементар негіздерін қарастырайық, демек, зат туралы мәліметтердің тіркелуі және қалпына келуі. Толқынды тіркеу және қалпына келтіру үшін заттан шығатын толқынның амплитудасы мен фазасын тіркей алу және қайта қалпына келтіре алу керек. Бұл толқынды заттық толқын деп атайды. Жарық көзінен шығатын когерентті толқынды тіреуші толқын деп атайды. Галографтау мағынасы толқын алаңының суперпозициясы және белгілі фазадағы оған тіреуіш болатын когерентті толқын жағдайында туатын интерференциялық көріністе интенсивтіктің таралуының фотографтануында жатыр. Бұл идея жүзеге былай жүзеге асады. Лазерлі шоқ екі бөлікке бөлінеді, оның бір бөлігі (тіреуші толқын) айна арқылы фотопластинкаға шағылады, ал екінші бөлігі (заттық толқын) заттан ауытқыған бейнесі фотопластинкаға түседі. Тіреуші және заттық толқындар когерентті бола отырып және бір біріне беттесіп, фотопластинкада интерференциялық көрініс түзеді. Фотопластинканы шығарғаннан кейін фотопластинада тіркелген тіреуші және заттық толқындар қосындысынан туған интерференциялық көрініс - голограмма пайда болады. Бейнені қалпына келтіру үшін голограмма тіркеуге дейінгі жағдайына келеді.Оны сол лазердің тіреуші шоғымен жарықтандырады. Жарық дифракциясы нәтижесінде голограмманың интерференциялық құрылымында заттың голографиялану кезінде орналасқан орындағы көлемді жорамал бейнесін тудыратын заттық толқынның көшірмесі қалпына келеді. 21-сурет § 1.10 Жарық дисперсиясы Әрбір толқынның таралу жылдамдығы оның жиілігіне тәуелді. υ = f(ν). Максвеллдің макроскопиялық теориясына сәйкес, , онда бұл ортаның диэлектриктік өтімділігі сыртқы электромагнитті өрістің тербеліс жиілігіне ν тәуелді екенін білдіреді. Берілген толқынның сыну көрсеткіші: Ортадағы толқынның ұзындығына және құлайтын жарықтың жиілігіне тәуелді: Бұл құбылыс – сыну көрсеткішінің құлайтын жарық жиілігіне тәуелділігі – жарық дисперсиясы деген атқа ие. Сынатын жарықта құлайтын жарық секілді сол тербеліс жиілігін ν сақтайды, бірақ, ортаның нақты қасиеттеріне байланысты толқын ұзындығы, сыну көрсеткіші және өзінің таралу жылдамдығын өзгертеді. Әртүрлі жиіліктегі монохроматты толқындардың жиынтығы бос жерде бірдей с жылдамдықпен қозғалады. Қандай да бір ортаға түскен соң, олар әр түрлі жылдамдықпен қозғала бастайды, әрқалай сынады және әр түрлі бағытта шашырап дисперсияланады.Жарық дисперсиясы құбылысын ең алғаш тәжірибелі түрде призма арқылы «ақ» жарық өткізіп зерттеген ең алғаш 1666 жылы Ньютон болды. 22-сурет Жарық түйіні S жарық көзінен шығып, призмаға қарай бағытталды және ауытқудан кейін экранға құлады. Бұл кезде экранда спектр байқалады, яғни қызылдан күлгінге дейінгі үзіліссіз кезектесетін боялған кемпірқосақ түстерінен тұратын жалпақ жолақ байқалады.Сәулелердің ауытқу бұрышы сыну көрсеткіші өскен сайын артады. Сондықтан, көп ауытқитын күлгін сәулелердің таралу жылдамдығы аз ауытқитын қызылдарға қарағанда аз болады. Аномальдік дисперсия Жарықтың денемен жақсы жұтылуы байқалатын спектр бөліктерінде толқын ұзындығы λ өскен сайын сыну көрсеткіші n: басында бірден кеми бастайды, кейін тез өседі де, шыныңа жетіп, қайтадан бірден тез кеми бастайды. Бұл жағдайда дисперсияны аномальдік деп атайды. 23-сурет Суреттегі қисық дисперсиялар: I және III – нормаль дисперсия, II – аномальдік. Аномальдік дисперсияда сыну көрсеткіші n толқын ұзындығы λ өскен сайын жоғарылайды. Жарық жұтылуы (абсорбция) дегеніміз жарық толқыны энергиясының азаюы құбылысын айтамыз, яғни жарық толқыны энергиясының басқа энергия түрлеріне ауыса отырып, денеде таралып кетуі. Жұтылу нәтижесі: жарық интенсивтілігі азаяды. Денедегі жарық жұтылуы Бугер заңымен сипатталады:
I 0 және I – қалыңдығы х жұтушы дененің кіріс және шығысындағы жазық монохроматтық жарық толқыны интенсивтілігі; α – жұтылу коэффиценті, ол жарық толқынының ұзындығына, химиялық табиғатына және күйіне тәуелді, бірақ ол жарық интенсивтілігіне тәуелді емес. Егер х = 1/α болса, I жарық интенсивтілігі I 0 –ға қарағанда е есе азаяды. Жұтылу коэффиценті толқын ұзындығына (немесе жиілігіне ω) тәуелді және әр зат үшін өзгеше. Металдарда оның мәні үлкен (шамамен 103-105см-1), сондықтан металдар жарықты өткізбейді. Металдарда бос элетрондар жарық толқыны электр өрісінің әәсерінен қозғалады, яғни металда ток өтеді. Бұл айнымалы тез ток джоульдік жылу бөлумен өтеді. Сондықтан, жарық толқыны энергиясы металдың ішкі энергиясына айналып, тез азаяды. Металл өткізгіштігі неғұрлым жоғарлы болса, соғұрлым жарық жұтылуы жақсы болады. Біратомды газдар мен металл буында атомдар бір-бірінен алшақ орналасқан, сондықтан жұтылу коэффиценті нольге жуық және сызықтық жұтылу спектрі байқалады. Спектрдағы сызықтар атомдағы электрондардың өздік тербелісіне сәйкес келеді (α=10-12-10-11м-1). Атомдар мен молекулалардың тербелісімен анықталатын жұтылу спектрі жұтылу жолақтарымен сипатталады (шамамен α=10-12-10-11м-1). Диэлектриктер үшін бұл коэффицент шамамен 10-3-10-5см-1. Диэлектрикте бос элетрондар жоқ болғандықтан, ондағы жарық жұтылуы атомдағы электрондар иен молекуладағы атомдардың еріксіз тербелісі негізіндегі резонанспен түсіндіріледі. Диэлектриктерде жұтылу спектрі біртұтас болады. Денелердің түсі жұтылу спектрінің толқын ұзындығына тәелділігімен түсіндіріледі. Мысалы, шыны қызыл және қызғылтсары түстерді жаман жұтады да, жасыл және көк түсті жақсы жұтады. Сол себепті, егер шыныны ақ түспен жарықтандырса, ол қызыл болып көрінеді. Ал егер шыныға жасыл не көк түсті бағыттасақ, онда шыны қара болып көрінеді. Бұл құбылыс жарық фильтрін дайындауда қолданылады. Заттың химиялық құрамына (шынының түрлі тұздармен қосындысы, пленка және т.б.) байланысты олар жарықтың белгілі бір ұзындықтағы толқындарыпн өткізіп, қалғандарын жұтып алады. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|