Жарықтық интерференциясы

 

          Жарықтық  интерференциясы.

      Егер жарық толқындар ағыны болып табылатын болса,онда жарықтың интерференциясы құбылысы байқалуы тиіс.

      Бір біріне тәуелсіз екі жарық көзін ,мысалы екі электр шамын,пайдаланып интерференциялық көріністі шығарып алуға болады.Тағы бір шамды жаққанда беттің жарықталуы ғана күшейеді,бірак жарықталудың максимумы мен минимумының кезектесуі жағынан туғызбайды.

      Не себепті бұлай болатынын және қандай жағдайларға жарықтың интерференция құбылысы байқалатынын айқынадайық.Интерференциялық көріністің байқалуы біздің толқындық процеспен кездесіп отырғанымызды дәлелдейді.Толқындар бірін-бірі өшіруі мүмкін,ал соқтығыстан бөлшектер ешқашан бірін-бірі түгелдей жойып жібермейді.Когерентті толқындар ғана интерференцияланбайды.

     Жарық   толқындардың  когетенттік  шарты.Мұның себебі алуан түрлі жарық көзі шығаратын толқындардың бір-бірімен үйлеспецйтіндігіде.Тұрақты интерференциялық көрініс шығарып алу үшін үйлесімді толқындарболуы қажет.Олардың толқын ұзындықтары бірдей және кеңістіктің кез келген нүктесіндегі фазаларайырмасы тұрақты болуы қажет.Толқын ұзындықтары бірдей және фазалар айырмасы тұрақты болып келетін мұндай үйлесімді толқындар когерентті толқындар атайтынын еске саламыз.Әр түрлі жарық көзінен шыққан толқындар,олардың фазалар айырмасы тұрақты болып қамтитын себепті,когерентті емес.

   Сонда жарық толқындарының интерференциясы-екі толқынның қосылуы пайда болады.Соның салдарынан кеңістіктің әр түрлі нүктесінде қорытқы жарық тербелістерінің  күшеюінің не бәсеңдеуінің уақыт жөнінен орнықты көрінісі байқалады.

      Интерференцияның кейбір қолданулары .Арнаулы приборлар –интерферометрлер бар,олардың қолданулары әр түрлі болуы мүмкін:жарық  толқындарының  ұзындықтарын дәл өлшеу.Арнайы қолданылатын интерферометрлер де болады.

         Интерференцияның жәрдемімен бұйым беттерінің өңделу сапсаын,толқын ұзындығының 1/10-дей дәлдігімен яғни10 см-гше дейінгі дәлдікпен болжауға болады.Ол үшін жұқа эталондық пластина мен бұйым бетінің арасынан жұқа сына тәрізді ауа қабатын жасау керек .

       Оптикалық жарқындануы.Қазіргі кезде фотоопараттардың кинопроекторлардың ,сүңгуір  қайық пископтардың және басқа да оптикалық құрылғылардың объективтері көптеген оптикалық шынылардан,линзалардан,призмалардан т.б. тұрады.Мұндай құрылғылардан өте жарық беттерден шығарылады.Оптикалық шынылар  беттерінен жарық шағылцуының осындай жағымсыз салдарынг болдырмау үшін ,қабықша жарықтың түсу жағдайын қарастырамыз.

  Жарпықы өшіруі жарық энергиясының  басқа түрлерге айналу емес.Механикалық толқындар дың интерференциясындағындай,кеңістіктің берілген бөлігіне толқындардың бірін-бірі өшіруі жарық энергиясының бұл жерде түспегенін білдіреді.Демек,шағылған толқындардың өуі юбарлық жарық объектив арқылы өтетінін білдіреді.Жарық толқынының  ұзындығы өте кіші болғандықтан,жарықтың түзу сызықпен  таралу бағытынан ауытқу бұрышы кішкене  болады.Сондытан дифракцияны өлшемдері бірнеше сантиметр  немесе тіпті бірнеше километр бөгеттерде байқауға болады.

      Жіңішкен  сымнан түскен көлеңкенің орнында  бір топ ашық және күңгірт  жолақтар көрінеді;тесіктен алынған  дифракциялық көріністің центрінде шыққан күңгірт дақты айнала ашық және күңгірт сақиналар қоршап қояды.

 

 

   Жарық   дифракциясы.

   Егер жарықтың өзі толқындық процесс болса,онда интерференциядан басқа жарықтық дифракциясыда байқалуы тиіс.Өйткені дифракциясы-толқындардың бөгеттерді орап өтуі-әрбір толқындық қозғалысқа тән нәрсе. Бірақ жарық дефракциясын бақылау оңай емес.Оның себебі,егер бөгеттің өлшемдері жарық толқынының  ұзындығымен салыстырарлықтай болса,онда толқын бөгетті елеулі түрде орап өтеді.Бірақ жарық толқынының  ұзындығы өте аз.

    Жіңішке жарық шоғын тар тесік арқылы өткізіп,жарықтың түзу сызықпен таралу заңынан ауытқуын бақылауға болады.Тесіктің қарсында пайда болатын ақ дақтың өлшемі,жарықтың түзу сызықпен таралғандағысындай емес,үлкен болады.

     Юнг тәжірибесі. Жарық интерференциясынашқан Т.Юнг 1802 жылы дифракциядан классикалық тәжірибе жасады  (130-сурет).Мөлдір емес қалқаға ол түйреушпен бір біріне  жақын, кішкене екі В және С тесік жасады. Бұл тесіктер өткен жіңішке жарық шоғымен жарыцқталды.Ол кезде олай ойлап табуы оңай емес,дәл осы жайт тәжірибенің сәтті болуына себеп болды.Тек көгерентті толқындар ғана интерфференцияланады.Гюгенс принципіне сәйкес А тесікпен пайда болатын сфералық толқын В мен С тесіктерде когерентті толқындар туғызады.

      Кеңістікте кез келген нүктесіндегі  жарық толқынының амплитудасыесептеп шығару үшін жарық көзін ойша тұйық бетпен қоршау керек.Осы бетке орналасқан екінші реттік жарық көздерінің толқындар интерференциясы кеңістік тің қарастырылып отырған нүктесідегі амплитуданы анықтайды.

      1818 жылы француз Ғылым академиясы ның мәжілісінде бір қызық жағдай болды .Мәжіліске қатысқан ғылымдардың біреуі Френель  теориясынан ақылға қонбайтын бір фактікеліп шығатыннына көңіл аударады.Тесіктердің белгілі бір өлшемінде,тесіктен жарық қөзіне дейінгі және экранға дейінгі белгілі бір ара қашықтықта,ақ дақтың центріне күңгірт дақ болуға тиіс.

     Жарықтың таралу жолындағы бөгеттердің  өлшемдеріжарық толқындарының ұзындығынан  көп үлкен болған жағдайда  ғана жарықтың түзу сызықты  таралу заңы мен геометриялық  оптикалық басқа заңдары жеткілікті  дәрежеде дәл орындалады.

    Оптикаплық приборлардың қызметін геометриялық оптика заңдары негізінде,сипаттап беругеболады.Осы теорияға сәйкес бірз микролскоптың көмегімен объектінің мейлінше ұзақ бөлшектерін айыра аламыз.Жарықтың дифракциясы геометриялық оптиканың түсін айқындап береді.Жарықтың бөгетті айналып өтуі аса маңызды оптикалық құралдардан –телескоп пен микроскоптың –мүмкіндік қабілетіне шек қояды.

      Дифракциялық тор.

Тамаша оптикалық прибордың –дифракциялық тордың құрылысы дифракциялық құбылыста негізделген-шыны пластинаға паралель штрихтар сызылған арнаулы бөлгіш машинаның көмегімен жасалады.Сапа жағынан ең жақсысы-шағылдырғыш торлар деп аталатындары.Олар  жарықты шағылдырғышжәне оны шашыратқыш  бөліктердің кездесуі болып табылады.

Біздің кірпіктерімізді,аралықтарымен қоса алғанда,дөрекі дифракциялық тор деуге болады.Сондықтан күшті жарық көзіне көзімізді қысынқырап қарасақ,кемпір қосақ түстерін көреміз.Кірпіктер айналасында дифракция кезінде ақ жарық спектрге жіктеледі. Ұзақ ойналатын жолдары бір-біріне жақын келген күй табақ шағылдырғыш дифракциялық тор тәрізді.Егер электр шамының күй табақтан шағылған жарығына қарасан,жарықтың спектрге жіктелгенін көресін.

    К-нің түрлі  мәніне сәйкес келетін бірнеше  спектрді байқауға болады.Егер  шамның жарығын күй табақа  үлкен бұрышпен  түссе, онда  сурет өте анық болады.

    Біріне-бірі жақын орналасқан көптегент жіңішке саңыраудартамашща оптикалық құрал*-дифракциялық тор жасайды.Тор жарықты спектрлерге жіктейді де,жарық толқындардың ұзындығын дәлөлшеуге мүмкіндік туғызады.

    Жарықталу максимумдары  арасындағы минимумдар орналасқан .Саңыраулар сны неғырлым көп  болса,минимумдар соғұрлым айқын  білінеді.Торға түскен жарық энергиясы  былайша бөлінеді:оның көбі максимумдардың  үлесіне келсе,азғантай бөлігі  ғана минимумдарға түседі.

Дифракциялық тордың көмегімен  толқын ұзындығын өте дәл өлшеуге  болады.Егер тордың периоды белгілі  болса,толқын ұзындығын анықтау  максимумге қайырғы бағытқасәйкес  келетін φ бұрышын өлшеуге  келтіреді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               Көксу ауылшаруашылық колледжі

 

 

 

 

 

            Интерференцияның кейбір қолдаулары

               Жарықтық дифракциясы

                                                           Орындаған:Жақсылыққызы.М

                                                           Тексерген:Нұртаева.Н

 

 

 

 

 

 

                                  Жастар ауылы

                                     2012 жыл