Yorug’lik hodisasini o’rganish uchun mo’ljallangan laboratoriya stendini yasash
![bo’lmagan holda A.Fizolar tomonidan suvda yorug’likning tarqalish tezligini
aniqlanishi c ni isbotlab, to’lqiniy nazariyani tajribada tasdiqladi.
Korpuskulyar nazariya esa qariyib 100 yil davomida esdan chiqarildi. 1864 yilda
D.K.Maksvell yorug’likning elektromagnit nazariyasini yaratdi. Bu nazariyaga
asosan yorug’lik to’lqin uzunligi 380 nm ч 760 nm oralig’ida yotuvchi
elektromagnit to’lqinlardan iboratdir. Lekin 1887 yilda nemis olimi G. Gers
tomonidan yorug’lik ta’sirida metallardan elektronlarning ajralib chiqish
hodisasining kashf etilishi shu hodisaning mohiyatini tushuntirishda elektromagnit
to’lqinlar alohida «porsiyalar» yoki «kvantlar» (fotonlar) shaklida nurlanadilar deb
faraz qilishga olib keldi. 1900 yilda M.Plank elektromagnit to’lqin uzluksiz
ravishda emas balki diskret ravishda, ya’ni ayrim porsiyalar (kvantlar) ko’rinishida
nurlanadi degan xulosaga keldi. Rus olimi S.I.Vavilov 1945 yilda yorug’lik
kvantlarini bevosita ko’zatishga imkon beradigan asbob yaratdi va natijada
yorug’likning kvant nazariyasi uzil-kesil hal etildi[2].
Yorug’likning to’lqin uzunligiga qarab uning korpuskulyar (zarra) va to’lqin
xossalari ham o’zgarib turadi. Katta to’lqin uzunligiga ega bo’lgan yorug’lik
nurining korpuskulyar xossasini payqash qiyin bo’lsa kichik to’lqin uzunligiga ega
bo’lgan nurning to’lqin xossasini aniqlash qiyindir.
Bir tajribada yorug’likning to’lqin xususiyati namoyon bo’lsa boshqasida
korpuskula xususiyati namoyon bo’lar edi. Masalan: interferensiya, difraksiya va
qutblanishda yorug’lik o’zining to’lqin xossasini namoyon qilsa, fotoeffektda zarra
xossasini namoyon etadi. Bundan ko’rinar ediki, yorug’lik juda murakkab tabiatga
ega bo’lib, u uzluksizlik va diskretlik xususiyati bilan xarakterlanadi. Demak,
yorug’lik haqida to’la tushuncha hosil qiladigan nazariya uning to’lqin va kvant
xossalarini birgalikda hisobga olish kerak. Yorug’lik korpuskula va to’lqin
xususiyatiga ega degan xulosaga kelindi. Boshqacha qilib aytganda, uzluksiz
jarayonlar ichida diskret (kvant) hodisalar yashirinib yotadi. U har doim ham, har
kimga ham o’z jamolini ko’rsatavermaydi. Bu jamolni ko’rishga birinchi bo’lib
Maks Plank musharraf bo’ldi. Bu jamolni ko’rgan Plankning o’zi ham dovdirab
qolgan bo’lsa ajab emas.](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_10.png?v=1)
![1.4 -rasm
Bunda yorug’lik to’lqinlarining interferensiyasi sodir bo’ladi - ikki to’lqin
qo’shiladi, buning oqibatida natijaviy (yig’indi) yorug’lik tebranishlari fazoning
turli nuqtalarida kuchayadigan yoki zaiflashadigan vaqt o’tishi bilan
o’zgarmaydigan manzara ko’zatiladi.
Interferensiya (yig’indi tebranishlarining vaqt o’tishi bilan o’zgarmaydigan
manzara ko’zatiladi. kuchayishi yoki zaiflashuvi) natijasi yorug’likning pardaga
tushish burchagi, pardaning qalinligi va to’lqin uzunligiga bog’liq.
Agar singan ikkinchi to’lqin qaytgan birinchi to’lqindan to’lqinlar uzunligining
butun soni qadar kechiksa, yorug’lik kuchayadi (1.5 a-rasm). Agar ikkinchi to’lqin
birinchi to’lqindan to’lqin uzunligining yarim to’lqinlarining toq soni qadar
kechiksa, yorug’lik zaiflashadi (1.5 b-rasm). To’lqinlarning qo’shilishida turg’un
interferension manzara hosil bo’lishi tuchun to’lqinlar kogerent bo’lishi, ya’ni
ularning to’lqin uzunliklari bir xil va fazalari farqi o’zgarmas bo’lishi kerak[3].
Pardaning tashqi va ichki yuzalaridan qaytgan to’lqinlarning kogerent bo’lishiga
sabab shuki, bu to’lqinlarning ikkalasi ham bitta yorug’lik dastasining qismlaridir.
а
b )](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_12.png?v=1)
![qo’l keladi. Bu vaqtda sindirish ko’rsatkichi katta va kichik bo’lgan yupqa (11-13
tagacha) qatlamlar hosil qilinib, bu qatlamlardan qaytuvchi nurlar orasidagi fazalar
farqi 2 ga teng qilib olinsa, qaytgan nurlar bir-birini kuchaytiradi. Natijada
qaytarish koeffitsiyenti 0,99 bo’lgan ko’zgu hosil qilish mumkin.
Interferensiya hodisasiga asoslanib ishlaydigan qurilmalar
Interferensiya hodisasiga asoslanib ishlaydigan qurilmalarga interferometrlar
deyiladi. Interferometrlar ishlash prinsipi va tuzilishiga asosan ikki nurli va ko’p
nurli interferometrlarga bo’linadi. Ikki nurli interferometrlarga Jamen va
Maykelson interferometrlari, ko’p nurli interferometrlarga Fabri-Pero
interferometrlari misol bo’la oladi[4].
Yorug’lik intеrfеrеnsiyasi hodisasi turli-tuman joylarda qo’llanadi. U, masalan,
gazsimon moddalarning sindirish ko’rsatkichini aniqlashda, uzunlik va
burchaklarni nihoyatda aniq o’lchashda, sirtlarga ishlov bеrishning sifatini
tеkshirishda va hokazolarda q’llaniladi.Yupqa plyonkalardan qaytishdagi
intеrfеrеnsiya asosida optikaviy sistеmalarni ravshanlashtirish amalga oshiriladi.
Yorug’lik linzaning har bir sindiruvchi sirtidan o’tganda tushuvchi yorug’likning
taxminan 4% i qaytadi. Murakkab ob’еktivlarda bunday qaytishlar kup buladi va
yorug’lik oqimi yo’qtishlarining umumiy miqdori sеzilarli darajada katta buladi.
Bundan tashqari linzalarning sirtlaridan yorug’likning qaytishi birliklar hosil
qiladi. Ravshanlashtirilgan optikaviy sistеmalarda yorug’likning qaytishini
yuqotish uchun
Kuzatilayotgan intеrfеrеntsion manzara ko’zgularning moslanganligiga
(yustirovkasiga) va asbobga tushayotgan yorug’lik dastasining xususiyatlariga
bog’liq. Agar parallеl dasta tushayotgan bo’lsa, M
1 va M’
2 tеkisliklar orasidagi
burchak nolga tеng bo’lmasa, asbobning ko’rish maydonida to’g’ri chizikli bir xil
qalinlik polosalari kuzatilib, ular M
1 va M’
2 tеkisliklarning kеsishish chizigaga
parallеl joylashgan bo’ladi. Oq yorug’likda, usha kеsishish chizig’i bo’yicha
joylashgan nolinchi tartibli polosadan tashqari, hamma polosalar rangli bo’ladi.
Nolinchi polosa qorabo’ladi.Chunki L nur P
1 plastinkaning sirtidan qaytadi, 2 nur
esa, ichidan qaytadi, buning natijasida п ga tеng fazalar farqi vujudga kеladi. Oq](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_14.png?v=1)
![yorug’likda polo salar fakat M
1 , M
2 „plastinkaning"qalinligi juda kichik
bo’lgandagina kuzatiladi.
Kadmiyning qizil chizig’iga to’g’ri kеladigan monoxromatik yorug’likda
Maykеlson yo’llar farqi 50000S ta to’lqin zunligitartibida bo’lganda (bu holda M
I ,
va M’
2 ora sidagi masofa taxminan 150 mm ga tеng bo’ladi) aniq intеr fеrеntsion
manzarani kuzatgan.
M
1 va M’
2 tеkisliklar aniq parallеl joylashganda va yoruglik dastasi bir ozgina
yoyilib boruvchi bo’lganda asbobning kurish maydonida kontsеntrik halkalar
ko’rinishidagi bir xil qiyalik polosalari kuzatiladi.. Mikromеtrik W
2 vint bo’ralsa,
halkalarning deametri kattalashadi yoki kichiklashadi.Shu vaqtda manzaraning
markazida yangi halqalar paydo bo’ladi yo kichiklashuvchi halqalarga nuqtaga
aylanadi va so’ngra yo’qolib qoladi.
1.6 -rasm
Manzaraning bir halqa siljishi M
2 ko’zguning yarim tulqin uzunligqadar siljishiga
to’g’ri keladi. P
2 plastinka rasm tеkisligiga" perpendikulyar o’q atrofida
aylanaoladi. Normal holatda u P
1 plastinkaga juda yaqin parallel bo’ladi.
Plastinkani aylantirish interferension manzaraning siljishiga aytiladi. [6].
Bu hol P
2 plastinkadan intеrfеromеtrda vujudga kеladigan kichik yo’llar farqi
uchun kompеnsator sifatida foydalanish imkonini tug’diradi. Shu tafsiya etilgan](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_15.png?v=1)
![1.11 -rasm. Nyuton halqalarining
yashil va qizil nurlarda hosil
bo’lishi.
Nyuton interferension halqalarni hosil bo’lishini korpuskulyar nazariya
nuqtai nazaridan tushuntira olmadi, lekin Nyuton yorug’likda qandaydir davriylik
borligini tushunardi. Tarixda birinchi marta interferensiya hodisasi Yung
tajribasida (1802 yil) to’lqin nuqtai nazaridan kelib chiqib tushuntirildi. 1.11 -
rasmda Yung tajribasini chizmasi keltirilgan. Yorug’lik dastasi S tirqishdan o’tib S
1
va S
2 tirqishlarga tushadi, S
1 va S
2 tirqishlardan o’tgan yorug’lik dastalari Э
ekranda interferension maksimum va minimumdan iborat interferension manzarani
hosil qiladi[8].](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_20.png?v=1)
![L
y d d ( 1.13 )
Koordinata – у o’qining masofaga siljishi interferension yo’l kengligiga
l teng,
ya’ni qo’shni maksimumlar yoki minimumlar orasidagi masofa. Bu vaqtda
yo’llar farqi bir to’lqin uzunligiga o’zgaradi. Y a ’ni
L
l d
yoki ,
d
L l ( 1 . 14 )
- burchak Р kuzatish nuqtasida S
1 va S
2 manbalardan kelayotgan nurlarning
ajralish burchagi.
Miqdoriy baholash o’tkazamiz. Faraz qilamizki, tirqishlar orasidagi masofa d =1
mm, ekran bilan tirqish orasidagi masofa L =1 m, bunda
001,0 / L d rad
bo’ladi. Yashil nur uchun (
=500 nm) quyidagiga ega bo’lamiz:
мм нм l 5,0 10 5 /
5
. Qizil nur uchun ( =600 nm) . 6,0 мм l bo’ladi.
Shunday qilib, Yung birinchi marta aniqligi uncha yuqori bo’lmasada, yorug’lik
to’lqin uzunligini o’lchadi.
Shuni aytish kerakki, geometrik optikadan farqli, to’lqin optikasida nur
tushunchasi fizik ma’nosini yo’qotadi. “Nur” tushunchasi to’lqin yo’nalishini
belgilash uchun qisqa ma’noda ishlatiladi . Kelgusida nur termini qo’shtirnoqsiz
ishlatiladi[9].
Nyuton tajribasida (1.10 -rasm) yassi sirtga nur perpendikulyar tushganda
yo’llar farqi 2 h ga teng bo’ladi, h – havo qatlami qalinligi. Agar R>>h deb
hisoblasak quyidagiga ega bo’lamiz
R
r h 2
2
( 1 . 15 )
r – simmetriya o’qiga nisbatan siljishi. Yo’llar farqi uchun yozadigan bo’lsak 1 va
2 nurlarning har xil sharoitlarda qaytishini hisobga olish kerak. Birinchi nur shisha
- havo chegarasidan qaytadi, ikkinchisi havo-shisha chegarasidan qaytadi. Birinchi
xolda qaytgan nur fazasi ga o’zgaradi, bu vaqtda yo’llar farqi
2/ ga ko’payadi.
Shuning uchun
2 2
2
2
R
r h
( 1 . 16 )](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_23.png?v=1)
![2 1 I I I (1.22)
(1.22) dan ko’rinadiki, qo’shiluvchi tebranishlarning fazalar farqi doimiy
bo’lganda natijaviy intensivlik ayrim tebranishlar intensivliklarining yig’indisidan
farq qiladi. Ya’ni interferensiya hodisasi yuzaga keldi. Kuzatish vaqti davomida
fazalar farqi doimiy bo’ladigan tebranishlarning o’zaro qo’shilishi interferensiya
hodisasiga olib keladi va bunday tebranishlarga kogerent tebranishlar deyiladi.
Ma’lumki turli chastota bilan tebranuvchi tebranishlar kogerent bo’la olmaydi,
ammo bir xil chastotali hamma tebranishlar ham kogerent bo’la olmaydi.
Interferensiya (1.21) formulada uchinchi hadning mavjudligi natijasida amalga
oshadi, shuning uchun ham bu hadga interferension had deyiladi .
Interferension had
) cos( 2 1 2 2 1 I I
qo’shiluvchi tebranishlarning
korrelyasiyasini (o’zaro aloqadorligini) xarakterlaydi.
2-hol. Qo’shiluvchi tebranishlarning fazasi ixtiyoriy ravishda o’zgarsin. Bu holda
xaotik o’zgaruvchi fazalar teng ehtimoliyatlar bilan bir xil musbat va manfiy
qiymatlarni qabul qiladi va uning kuzatish vaqti davomidagi o’rtacha qiymati
nolga teng bo’ladi, ya’nи,
0 ) ( cos
12
.
Demak:
2 1 I I I
(1.23)
(1.23) dan ko’rinadiki, fazalar farqi xaotik ravishda o’zgarganda, intensivliklarning
odatdagi qo’shilishi amalga oshadi, ya’ni interferensiya hodisasi bu holda
kuzatilmaydi. Bunday tebranishlar kogerentmas tebranishlar deyiladi. Demak bir
xil davrli ikki tebranish qo’shilishida ikki holni farq qilish kerak[10].
Elektromagnit to’lqin nurlanishi atomlar tebranishi bilan bog’liq bo’lib, bu
tebranishlar garmonik emas va har bir tebranish ( 1 0 - 8
sek) vaqt oralig’ida
amalga oshadi. Bir atomning va turli atomlarning bir vaqtdagi tebranishlari
mustaqil ravishda amalga oshganligi uchun ular o’zaro faza bo’yicha bog’liq
bo’lmasdan turli fazalarga ega bo’ladi, qo’shilish natijasi vaqtga bog’liq bo’ladi.
Yorug’lik intensivligining o’zgarish chastotasi juda katta (10 14
Gs) bo’lganligi](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_27.png?v=1)
![ Frenel tipidagi interferensiya (Yung, bikuzgu, biprizma, bilinza
usullari va hokazo).
Nyuton tipidagi interferensiya (yupqa pardadagi, ponadagi, Nyuton
halqalari va boshqalar).
Biz quyida kogerent to’lqinlar hosil qilishning ayrim usullari bilan
batafsilroq tanishamiz.
Biye bilinzasi. Biye nomi bilan mashhur bo’lgan bu sxema diametri
bo’yicha kesilgan linza yordamida amalga oshiriladi; linzaning ikkala yarimi bir-
biridan ozgina uzoqlashtiriladi, shu tufayli nurlanuvchi S nuqtaning ikki S
1 va S
2
haqiqiy tasviri hosil bo’ladi. Yarim linzalar orasidagi yoriqni К ekran yopib turadi
(1.15-rasm).
S
1 va S
2 lardan kelayotgan ikkala yorug’lik oqimi ustma-ust tushgan sohada
interferensiya yuz beradi. Interferension maydondagi М nuqtaning yoritilganligi
interferensiyalashuvchi ikki nurning yo’l farqiga bog’liq. Chizmadan ko’rinishicha,
interferensiyalashuvchi yorug’lik oqimlari fazoviy burchak o’lchamlari orqali
belgilanadi, bu burchaklar kattaligi dastalarning ustma-ust tushgan qismlarini
aniqlovchi nurlar orasidagi 2 2 2 1 1 1 2 R S Q R S Q burchakka bog’liq bo’ladi. Bu
2 burchak ustma-ust tushgan dastalar aperturasi deb ataladi. 2 burchakning
maksimal qiymati
2 2 1 1 Q S Q S va 2 2 1 1 R S R S shartga mos keladi; bu holda ekran
cheksizlikda joylashgan bo’ladi. Odatda 2 burchak birmuncha kichik bo’ladi,
chunki ekran S
1 S
2 ga nisbatan katta bo’lgan chekli D masofada joylashgan. 2
aperturaning kattaligi interferension maydonning burchakli o’lchamlarini
ifodalaydi, bu maydonning o’rtacha yoritilganligi S
1 va S
2 manbalar tasvirlarining
ravshanligi va burchakli o’lchamlariga bog’liq. Interferensiya maydoni orqali
o’tgan to’la oqim shu maydon yuziga va, demak, 2 burchakka proporsionaldir.
Interferension maydonda interferensiya tufayli yoritilganlik taqsimoti o’zgaradi,
ya’ni interferension polosalar hosil bo’ladi[10].
S dan chiqib interferometrning har bir tarmog’i orqali М ga kelayotgan mos
nurlar orasidagi 2 burchak М nuqtadagi interferension effektni aniqlovchi
nurlarning yoyilish burchagidan iborat. Amalda bu burchak interferension](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_30.png?v=1)
![2 2 1 1 1 С О S С В S va '2 2 2 '1 1 С В S OC S
shartdan topiluvchi
2 2 2 1 11 2 C S C CS C burchak aniqlaydi. Bunda ekran
yetarlicha uzoqda joylashgan bo’lishi kerak[11].
Qaytish qonunlariga asosan, 2 = 2 , bu yerda - ko’zgular orasidagi
burchak. Shunday qilib, ustma-ust tushuvchi dastalar aperturasi 2 dan katta bo’la
olmaydi. Chekli masofada joylashgan ekran uchun
PSP 2. 2 2
interferensiya aperturasi ham, ya’ni qaytgandan so’ng ancha uzoqdagi ekranning
biror nuqtasida uchrashib, interferensiyalashuvchi nurlar jufti orasidagi burchak
ham 2 qiymatga ega bo’ladi. 1.16–rasmda S
1 S
2 dan chekli masofada joylashgan
ekran maydonining markaziy M nuqtasi uchun interferensiya aperturasi
ko’rsatilgan.
1. 16 – rasm. Frenelning biprizmasi.
2 PSP
2 2 2 1 11 Q S R QS R
Shunday qilib, Frenel biko’zgularidan ustma-ust tushuvchi dastalar
aperturasi ham (bu apertura interferensiyalashuvchi oqimlarning fazoviy
burchagini aniqlaydi), interferensiya aperturasi ham bir xil qiymatga ega bo’lib,](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_32.png?v=1)
![ko’zgular orasidagi ( burchak kattaligiga bog’liq. Bu aytilganlarga asosan, Frenel
biko’zgulari katta o’lchovli intereferension manzara hosil qila olmasligi va bu
qurilma demonstratsiya uchun uncha yaroqli emas ekanligi kelib chiqadi. Bundan
tashqari, yetarlicha keng interferension polosalar hosil qilish uchun ish vaqtida
ko’zgular orasidagi burchakning qiymatlari kichik bo’lishi kerak, ayni vaqtda
ko’zgular birikkan joyda pog’onacha hosil bo’lib qolmasligini kuzatib borish
kerak, aks holda pog’onacha qo’shimcha yo’l farqi hosil qiladi. Yuqorida
keltirilgan usullardan tashqari ham interferensiya olishning juda ko’p usullari
mavjud[12].
2.2. Fabri-Pero interferometrini tuzilishi va ishlash usuli
Fabri-Pero interferometri ko’p nurli interferometrlar turiga kiradi. Fabri-Pero
interferometri ko’proq spektral chiziq konturini tekshirish uchun ishlatiladi.
Keyingi vaqtlarda to’lqin uzunligining ma’lum oblastida yorug’likni utkazuvchi
interferension filtrlar keng ishlatiladi. Bu filtrlar Fabri-Pero interferometrining
ishlash prinsipiga asoslangan. [5-6]
Interferensiyaning ikki qo’shni tartiblarining ustma-ust tushmasligi uchun
interferometr tomonidan tekshirilayotgan struktura kengligi ikkita qo’shni
maksimumlar orasidagi masofadan oshmasligi, ya’ni quyidagi shart bajarilishi
kerak.m
Eng katta ehtimolli interferensiya tartibi
2 m bo’lganligi uchun 2
2 .
Bu yerdan plastinkalar orasidagi chegaraviy masofa
2
2
bo’ladi.
2
2
bilan aniqlanadigan to’lqin uzunliklarining intervali interferometrning erkin
dispersiya oblasti deyiladi. = 0,5 sm, л = 5.10-5sm bo’lganda ∆л=0,25
0
A bo’ladi.
-ning oshishi bilan erkin dispersiya oblasti kamayadi. Mana shuning uchun ham](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_33.png?v=1)
![taxminan 4% i qaytadi. Murakkab ob’еktivlarda bunday qaytishlar kup buladi va
yorug’lik oqimi yo’qtishlarining umumiy miqdori sеzilarli darajada katta buladi.
Bundan tashqari linzalarning sirtlaridan yorug’likning qaytishi birliklar hosil
qiladi. Ravshanlashtirilgan optikaviy sistеmalarda yorug’likning qaytishini
yuqotish uchun linzaning har bir erkin sirtiga sindirish kursatkichi linzanikidan
boshqacha bo’lgan moddadan yupka plyonka qoplanadi. Plyonkaning qalinligi
uning ikkala sirgitidan qaytgan to’lqinlar bir- birini yo’qotadigan qilib tanlab
olinadi. Agar plyonka ning sindirish ko’rsatkichi linza sindirish ko’rsatkichining
kvadrat ildiziga tеng bo’lsa, ayniqsa yaxshi natijaga erishiladi. Bu shart
bajarilganda plyonkaning sirtlaridan qaytgan ikkala tulqin intеnsivliklari tеng
bo’ladi. [9]
Intеrfеromеtrlar dеb ataladigan intеrfеrеntsion asboblarning bir nеcha turi bor.
3.1- rasmda Maykеlson intеrfеromеtrining sxеmasi
Yorug’lik dastasi S manbadan yupqa kumush qatlami bilan qoplangan yarim
shaffof P plastinkaga tushadi (bu qatlam 3.1- rasmda nuqtalar bilan ko’rsatilgan).
Tushayotgan yorug’lik dastasining yarmini P plas tinka L nur yo’nalishida
qaytaradi, qolgan yarmi esa plastin ka orqali o’tadi va 2 nur yo’nalishida tarqaladi.
L nur M1 ko’zgudan qaytadi va Pl ga qaytib, u yеrda ikki, intеnsivligi tеng
qismlarga ajraladi. Bu qismlardan biri plastinka orqali o’tadi va L’ nurni hosil
qiladi, ikkinchisi Stomonga qaytadi; bu nur bizni bundan kеyin qiziqtirmaydi 2 nur
M1ko’zgudan qaytib, u ham P
1 plastinkaga qaytadi va u yerda ikki qismga ajraladi:
yarim shaffof qatlamdan qaytgan 2’ nurga va qatlam orqali o’tib kеtadigan nurga;](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_39.png?v=1)
![Kadmiyning qizil chizig’iga to’g’ri kеladigan monoxromatik yorug’likda
Maykеlson yo’llar farqi 50000S ta to’lqin zunligitartibida bo’lganda (bu holda M
I ,
va M’
2 ora sidagi masofa taxminan 150 mm ga tеng bo’ladi) aniq intеr fеrеntsion
manzarani kuzatgan.
M
1 va M’
2 tеkisliklar aniq parallеl joylashganda va yoruglik
dastasi bir ozgina yoyilib boruvchi bo’lganda asbobning kurish maydonida
kontsеntrik halkalar ko’rinishidagi bir xil qiyalik polosalari kuzatiladi.
Mikromеtrik W
2 vint bo’ralsa, halkalarning deametri kattalashadi yoki
kichiklashadi. Shu vaqtda manzaraning markazida yangi halqalar paydo bo’ladi yo
kichiklashuvchi halqalarga nuqtaga aylanadi va so’ngra yo’qolib qoladi.
3.2-rasm
Manzaraning bir halqa siljishi M
2 ko’zguning yarim tulqin uzunligqadar siljishiga
to’g’ri keladi. P
2 plastinka rasm tеkisligiga" perpendikulyar o’q atrofida
aylanaoladi. Normal holatda u P
1 plastinkaga juda yaqin parallel bo’ladi.
Plastinkani aylantirish interferension manzaraning siljishiga aytiladi. [9;10]
Bu hol P
2 plastinkadan intеrfеromеtrda vujudga kеladigan kichik yo’llar farqi
uchun kompеnsator sifatida foydalanish imkonini tug’diradi. Shu tafsiya etilgan
asbob yordamida Maykelson 1890-1895 yilarda kadmiyning qizil chizig’i to’lqin
uzunligini](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_41.png?v=1)
![B u s i r t l a r b i r - b i r i g a a n i q p a r a l l е l d i r . M o n o x r o m a t i k y o r u g ’ l i q d a s t a l a r i
k u m u s h q o p l a n g a n s i r t l a r d a n q a y t g a c h , i n t е r f е r е n s i y a l a s h a d i v a b i r x i l
q i y a l i k s h a k l l a r i h o s i l q i l a d i . A g a r , m a s a l a n i k k i t a λ
1 v a λ
2 t o ’ l q i n
u z u n l i k l a r i u c h u n m a i z a r a i i n g m a r k a z i d a y o r u g ’ d o g ’ h o s i l b o ’ l s a ,
q u y i d a m u n o s a b a g l a r n i y o z i s h m u m k i n
b u n d a I — e t a l o n n i n g u z u n l i g i , k
1 v a k
2 — b u t u n s o n l a r , λ
1 , v a
λ 2 — e t a l o n i c h i g a j o y l a s h g a n m u h i t a g i t o ’ l q i n u z u n l i k l a r i G ’ , X j v a
A g a r l , λ
1 v a λ
2 k a t t a l i k l a r y е t a r l i d a r a j a d a a n i q m a l u m b o ’ l s a ( 3 . 1 )
m u n o s a b a t l a r n i q a n o a t l a n t i r u v c h i k
1 v a k
2 b u t u n s o n l a r n i t a n l a b o l i s h
m a s a l a s i b i r q i y m a t l i h a l q i l i n a d i . . k
1 v a k
2 n i a n i q l a g a c h , e t a l o n n i n g
u z u n l i g i n i λ
1 , v a λ
2 t o ’ l q i n u z u n l i k l a r i o r q a l i i f o d a l a s h m u m k i n [ 1 0 ] .
2 .3. Jamen va Maykelson interferometri
Interferensiya hodisasiga asoslanib ishlaydigan qurilmalarga interferometrlar
deyiladi. Interferometrlar ishlash prinsipi va tuzilishiga asosan ikki nurli va ko’p
nurli interferometrlarga bo’linadi. Ikki nurli interferometrlarga Jamen va
Maykelson interferometrlari, ko’p nurli interferometrlarga Fabri-Pero
interferometrlari misol bo’la oladi. Biz quyida shu interferometrlarga qisman
to’xtalamiz.
Bu interferometr qalinligi d bir xil bo’lgan ikkita yassi shisha plastinkadan
iborat (2.1-rasm). Yorug’lik birinchi plastinkaga tushib qisman qaytadi va qisman
plastinkada sinib uning ikkinchi sirtidan qaytadi. Nurlar yo’li chizmada
ko’rsatilgan. A nuqtada nurlarning ajralishidan yo’llar farqi hosil bo’ladi: 2
cos 2 1 1
dn
.
Nurlar В nuqtada uchrashganda yo’llar farqi ortadi.
2
cos 2 2 2
dn](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_45.png?v=1)
![- modda qalinligi. Agar Δ'=mλ 0 bo’lsa u vaqtda interferension yo’llarning
hammasi m - interferension yo’l kattaligiga siljiydi. m ,
larni bilib, n2−n1 ni bilish
mumkin.
1 1 n ga teng. Havoning sinish ko’rsatkichi 2n ni ya’ni moddaning
sindirish ko’rsatkichini aniqlash mumkin.
Bu interferometrning sezgirligi katta, shuning uchun u gazlar sindirish
ko’rsatkichini aniqlashda ishlatiladi[13].
Interferension manzaralar hosil qiluvchi qurilmalar ko’p. Bunday qurilmalardan
biri fan tarixida muhim rol o’ynagan Maykelson interferometridir. Maykelson
interferometrining chizmasi 2.2-rasmda keltirilgan. L manbadan chiqayotgan dasta
yupqa kumush yoki alyuminiy qatlami qoplangan Р
1 plastinkaga tushadi. Р
1
plastinka orqali o’tgan АВ nur S
1 ko’zgudan qaytadi va yana Р
1 plastinkaga tushib,
qisman undan o’tadi va qisman АО yo’nalishda qaytadi. АС nur S
2 ko’zgudan
qaytadi va Р
1 plastinkaga tushib qisman АО yo’nalishda o’tadi. AO yo’nalishda
tarqalayotgan ikkala (1 va 2) to’lqin L manbadan chiqayotgan ajratilgan to’lqinlar
bo’lgani uchun ular o’zaro kogerent bo’ladi va bir–biri bilan interferensiyalasha
oladi. 2 nur Р
1 plastinkani uch marta, 1 nur esa bir marta kesib o’tgani uchun, 1 nur
yo’liga Р
1 plastinka bilan bir xil bo’lgan Р
2 plastinka qo’yiladi: bu plastinka oq
yorug’lik bilan ishlaganda muhim bo’lgan qo’shimcha yo’l farqini
kompensatsiyalash maqsadida qo’yiladi.
2 .2- rasm. Maykelson interferometri .](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_47.png?v=1)
![Bu interferension manzara S
2 ko’zgu bilan S
1 ko’zguning
Р
1 plastinkadagi
mavhum S
1 tasviri orasida hosil bo’lgan havo qatlamidagi interferensiyaga mos
keladi. Halqalarning burchakli diametri interferometr yelkalari uzunliklarining
farqi va interferensiyaning tartibiga bog’liq ravishda 2dncosr=m
munosabatdan
aniqlanadi. Ravshanki, r burchakning qiymati juda kichik bo’lganda ko’zguning
chorak to’lqin uzunligi qadar surilishi ko’rish maydonida yorug’ halqaning qora
halqa o’rniga va aksincha, qora halqaning yorug’ halqa o’rniga tushishiga mos
keladi.
Ko’zgular rostlash vintlari vositasida to’g’rilanadi. Ko’pincha ko’zgular
shunday o’rnatiladiki, bunda ekvalent havo qatlamining qirrasiga parallel
joylashadigan teng qalinlik interferension polosalari ko’rinadi. Ko’zgular orasidagi
masofalar katta bo’lganda interferensiyalavchi nurlar orasidagi yo’l farqi g’oyat
katta (10 6
dan ortiq) qiymatlarga yetishishi mumkin, ya’ni millioninchi
chamasidagi poloslar ko’rinadi.
Ravshanki, bu holda monoxromatiklik darajasi juda yuqori bo’lgan yorug’lik
manbalari kerak. V.P.Linnik «mikrointerferometr» yasadi, bu asbob
Maykelsonning kichik interferometri bo’lib, odatdagi mikroskopga kiygiziladi. Bu
asbob sirtdagi juda mayda notekisliklarni kuzatish va o’lchashga imkon beradi
hamda sirtlar sifatini tekshirishda ishlatilishi mumkin[14].
Ammo ikki nurning interferensiyalashishi tufayli vujudga keladigan
manzaraning bir kamchiligi mavjud: ekrandagi yoritilganlik maksimumdan
minumumga tomon asta-sekin o’zgarib boradi. Boshqacha qilib aytganda
maksimumlar yoyilganroq bo’lib, umumiy fonda unchalik aniq ajralib turmaydi.
Interferension manzaraning keskinligini oshirish uchun ikki emas, balki ko’proq
kogerent nurlarning interferensiyalashishidan foydalanish lozim. Shuning uchun
ham hozirgi vaqtda asosan ko’p nurli interferometrlar ishlatiladi. Shunday
interferometrlardan biri Fabri-Pero interferometridir.
Fabri-Pero interferometri ko’p nurli interferometrlar turiga kiradi. Fabri-Pero
interferometri ko’proq spektral chiziq konturini tekshirish uchun ishlatiladi.
Keyingi vaqtlarda to’lqin uzunligining ma’lum oblastida yorug’likni utkazuvchi](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_48.png?v=1)
![interferension filtrlar keng ishlatiladi. Bu filtrlar Fabri-Pero interferometrining
ishlash prinsipiga asoslangan.
Interferensiyaning ikki qo’shni tartiblarining ustma-ust tushmasligi uchun
interferometr tomonidan tekshirilayotgan struktura kengligi ikkita qo’shni
maksimumlar orasidagi masofadan oshmasligi, ya’ni quyidagi shart bajarilishi
kerak[15].m
Eng katta ehtimolli interferensiya tartibi
2 m bo’lganligi uchun 2
2 .
Bu yerdan plastinkalar orasidagi chegaraviy masofa
2
2
bo’ladi.
2
2
bilan aniqlanadigan to’lqin uzunliklarining intervali interferometrning erkin
dispersiya oblasti deyiladi. = 0,5 sm , λ = 5 .
10 -5
sm bo’lganda ∆ λ =0,25
0A bo’ladi.
-ning oshishi bilan erkin dispersiya oblasti kamayadi. Mana shuning uchun ham
Fabri-Pero interferometri ko’proq spektral chiziqlarni tekshirish uchun ishlatiladi.
Bu interferometrning tuzilishi bilan batafsilroq tanishaylik.
Bu asbob odatda havo qatlamli yassi-parallel plastinkadan iborat. Bu plastinka
yaxshilab silliqlangan va jilolangan shisha yoki kvars plastinkalarning ikkita yassi
sirti orasida hosil bo’ladi; shisha yoki kvars plastinkalarning bir-biriga qaragan
sirtlari qat’iy parallel bo’ladigan qilib o’rnatiladi (2. 2-rasm). Tashqi sirtlar odatda
ichkilari bilan biror burchak hosil qiladi, bunday qilinganda tashqi sirtlardan
qaytgan yorug’lik shu’lasi (blik) asosiy manzarani kuzatishga halaqit bermaydi.
Sirtlarni bir-biridan ma’lum masofada parallel o’rnatish uchun plastinkalar orasiga
invardan yasalgan halqa qo’yiladi. Bu halqaning ikkala tomonida uchtadan
chizig’i bo’lib, bularga plastinkalar uchta prujina bilan qisib qo’yiladi. Chiziqlar
ko’zgular bir-biriga parallel turadigan qilib silliqlab ishlangan. Bir oz parallel
bo’lmay qolganda tegishli prujinani bosish bilan ko’zgular parallel holatga
keltiriladi[16].](https://docx.uz/documents/f2390f53-2e5e-4fda-8d6b-a0da771e3f9f/page_49.png?v=1)
Yorug’lik hodisasini o’rganish uchun mo’ljallangan laboratoriya stendini yasash