Yorug‘lik interferensiyasini о‘rganish - Физика - Дипломные работы

Информация о документе

Цена	9000UZS
Размер	760.2KB
Покупки	0
Дата загрузки	26 Сентябрь 2019
Расширение	docx
Раздел	Дипломные работы
Предмет	Физика

Yorug‘lik interferensiyasini о‘rganish

Купить

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI QARSHI DAVLAT UNIVERSITETI FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI FIZIKA KAFEDRASI Eshmurodova Saida Toshboltayevna “5140200-Fizika” ta’lim yo’nalishi bo’yicha bakalavr darajasini olish uchun Yorug‘lik interferensiyasini о‘rganish mavzusida yozgan BIТIRUV MALAKAVIY ISHI Ilmiy rahbar: o‘qit. M. Raxmonova “Himoyaga tavsiya etilsin” Fizika-matematika fakulteti dekani:________prof.А.Q.Tashatov “____”_____________2016 yil 1

Mundarija Kirish ……………………………………………………………..3 I.Bob. Yorug‘lik interferensiyasi ………………………………. I.1 Yorug’lik va uning xossalari………………………….5 I.2 Interferensiya hodisasi ……………………………….13 I.3 Yung tajribasi ……………………………………….22 I.4 Interferension had tushunchasi va kogerentlik m uammosi ……………………………………………29 II. Bob. Interferensiya asosli qurilmalar …………………………….. 2.1. I. Jamen va Maykelson interferometrlari ………………38 2.2. Fabri-Pero interferometri………………………………42 2.3. Yorug‘lik interferensiyasining amaliy ahamiyati………45 Xulosa………………………………………………… 46 Adabiyotlar…………………………………………… 472

Kirish Yorug‘lik insonlarni kundalik hayotida muhim rol о‘ynaydi. Har kuni yorug‘lik ta’sirida rо‘y beradigan jarayonlar bilan chambarchas bog‘liq holda hayot kechiramiz. Shu sababli yorug‘lik xossalarini bilish doimo kishilar uni о‘rganishga va yorug‘lik ta’sirida yuz beradigan jarayonlar sababini bilishga, tajriba о‘tkazib natijalarini tushuntirishga intilib kelishgan. Ingliz olimi I.Nyuton yorug‘lik difraksiyasi, dispersiyasi kabi hodisalarni tajribada isbotlab yorug‘lik tabiatini tushuntirgan bо‘lsa, Gyugens va Yunglar tomonidan yorug‘likning yana bir ajoyib xossasi - interferensiyasi о‘rganildi. Interferension manzara qachon, qay tarzda namoyon bо‘lishini tushuntiruvchi nazariya birdaniga paydo bо‘lmadi. Bitiruv malakaviy ishning dolzarbligi: Yorug‘lik ta’sirida yuz beradigan interfer

Bitiruv malakaviy ishning tadqiqot obyekti va predmeti: Ishning obyekti sifatida interferensiya hodisasi olingan. Interferensiya hodisasini rо‘y berish shartlari va interferensiyaga asoslanib ishlaydigan qurilmalar tadqiqot predmeti. Bitiruv malakaviy ishning ilmiyligi va ahamiyati: Interferenysiya hodisasidan amalda ishlab chiqarish va sanoatda qо‘llanilish usullari va amaliy ahamiyati aniqlangan. Bitiru malakaviy ishini ilmiy yangiligi: Interferensiya hodisasi asosida ishlaydigan qurilmalarning amalda qо‘llanilishi kengroq tushuntirildi. Bitiruv malakaviy ishini tuzilishi: Kirish, ikki bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlarni, 5 ta rasmni o‘z ichiga olgan. 48- sahifada bayon etilgan. Muhtaram prezidentimiz aytganlaridek, ayni vaqtda biz sanoat sohasida, yuqori texnologiyalarni talab et

I BOB. YORUG‘LI K INTERFERENSIYASI 1.1. Yorug’lik va uning xossalari Optika – fizikaning bo‘limi bo‘lib, yorug‘likning fizik tabiatini va xossasini hamda moddalar bilan o‘zaro ta’sirini o‘rganadi. Bu yorug‘lik haqidagi ta’limot, fizikaning boshqa bo‘limlari bilan uzviy bog‘lanishdadir. Optik hodisalarni chuqur o‘rganish fizikaning boshqa bo‘limlarini rivojlanishi uchun zamin yaratdi. Masalan: atom va molekulalar tuzilishi haqidagi zamonaviy nazariya spektroskopiya sohasidagi kashfiyotlar natijasida yuzaga keldi. Fizikaning texnika bilan uzviy aloqadorligi tufayli texnikaning ko‘p sohalarida optikadan foydalaniladi. Masalan: fotografiya, kino, televideniye va h.k., fizikaga yaqin bo‘lgan boshqa tabiiy fanlar - biologiya, ximiya va astronomiyada ilmiy kuzatish va analizning optik usullarini

xossalarining bitmas-tuganmasligidan, yangi yanada muhimroq qonuniyatlar va kashfiyotlarning ochilishi to‘xtamasligidan dalolat beradi. Optikaning ana shu yutuqlarga olib kelgan uning asosiy qonun qoidalarini qarashdan oldin uning fan sifatida rivojlanishini tasdiqlovchi tarixiy faktlarga qisqacha to‘xtalib o‘tamiz. Yorug‘likning tabiati va uning tarqalish qonunlari haqidagi masala qadimgi grek faylasuflari tomonidan o‘rtaga tashlangan edi. Bizning eramizdan 300 yil oldin yozilgan «Optika» va «Katoptrika» (Yorug‘likning qaytishi) nomli asarlarda ko‘rish nurlari haqida ma’lumot berilgan. Guyo bu no‘rlar ko‘zdan chiqib xuddi barmoqlarga o‘xshab jismni ushlab ko‘rgandek bo‘lar emish va bizga xabar berar emish. Albatta bunday nazariya tajribada isbotlanmadi va uning noto‘g‘riligi aniqlandi. Yo

tekislikda yotadi. 1.1- rasm Yorug‘likning sinishi XVIII asrning boshida mikroskop va ko‘rish trubasi kashf etildi. Optik asboblar keng miqyosda astronomiya va boshqa sohalarda ishlatila boshlandi. Bu optik asboblarning takomillashtirilishi yorug‘likning qaytishi (katoptrika) va yorug‘likning sinishi (dioptrika) to‘g‘risidagi ta’limotlarni ham rivojlantirishni talab etar edi. 1620 yilga kelib golland fizigi Snellius ikki muhit yondashgan chegarada yorug‘likning sinish qonunini miqdoriy jihatdan asosladi. Bu qonunning quyidagi matematik holatda yozilishi Dekartga tegishlidir. (1637) const sin sin r  Dekart birinchi bo‘lib bu qonunni yorug‘likning Nyuton tomonidan taklif etilgan korpuskulyar nazariyasiga asoslanib tushuntirish uchun o‘rinib ko‘rdi. Mikroskop, ko‘rish trubasi, parobolik ko‘

R.Guk va X.Gyuygens bo‘lib, bularning fikricha yorug‘lik butun olamni to‘ldiruvchi gipotezik elastik muhit - olam efirida tarqaluvchi elastik to‘lqin deb tushuntirar edi (to‘lqin nazariyasi). Nyutonning fikricha yorug‘lik juda kichik zarralar-korpuskulalardan iborat bo‘lib, ular mexanika qonunlariga bo‘ysunadi va bu zarralar yarqillab chug‘lanib turgan jismlar tomonidan chiqariladi. Ular katta tezlikda to‘g‘ri chiziqli trayektoriya bilan harakat qiladilar deb tushunar edi. Yorug‘likni sinishini zarralar bir optik muhitdan boshqa optik muhitga o‘tganda tezligini o‘zgartirishi deb tushuntiradi. Yorug‘likning korpuskulyar va to‘lqin nazariyasi moddaning sindirish ko‘rsatkichi bilan yorug‘likning moddadagi tezligi orasidagi bog‘lanishga olib keladi. Nyuton nazariyasiga asosan yorug‘likning sin

1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 sin sin                 x x x x r (1.3) Sinish qonuniga asosan (1.3) ni hisobga olsak 1 2 sin sin n n r  ; 1 2 1 2   n n (1.4) bo‘ladi. Agar yorug‘lik bo‘shliq (vakuum) bilan yondashgan muhit chegarasida sinsa u holda n 1 =1,  1 = c ,  2 =  deb n 2 ni n deb olsak natijada quyidagi ifoda hosil bo‘ladi: c n n n   1 2 (1.5) Yorug‘likni to‘lqin nazariyasi bu ifodaga teskari bo‘lgan xulosaga olib keladi. Nyutonning korpuskulyar nazariyasida qandaydir ma’noda to‘lqin elementlari ham bor edi. To‘lqin nazariyasi, korpuskulyar nazariyadan farqli ravishda, yorug‘likni to‘lqiniy jarayon deb qaradi. Bu nazariya asosida Gyuygens prinsipi yotar edi. Bu prinsipga asosan: To‘lqin fronti yetib borgan har bir nuqta ikkilamchi to‘lqin manbaiga aylanadi. Gyuygens

1 .3 - rasm. Singan nur yo‘nalishini aniqlash uchun Gyuygens tuzilmasi Faraz qilaylik, АВ yassi to‘lqin fronti vakuumda с tezlik bilan tarqalayotgan bo‘lib, bu yorug‘lik vakuumga yondoshgan muhitga б burchak ostida tushsin va yorug‘likning muhitdagi tezligi endi  bo‘lsin ma’lum ∆ t vaqt oralig‘idan keyin В nuqtadan tarqalayotgan to‘lqin ВК=с ∆t masofani bosib o‘tadi va muhit chegarasiga yetib keladi. Shu vaqtning o‘zida А nuqtadan tarqalayotgan to‘lqin АD =  ∆ t masofani bosib o‘tadi (1.3 -rasm). Rasmdan ko‘rinib turibdiki, АК tomon bir vaqtning o‘zida ikkita to‘g‘ri bo‘rchakli АВК va АDК uch burchaklar gipotenuzasidir. Bundan quyidagilarni yozishimiz mumkin: r t t c AK sin sin       (1.6) yoki r c sin sin    ; (1.7) yoki   c r  sin sin (1.8)10

bo‘ladi. Bizga ma’lumki n muhit uchun hamma vaqt n >1 , shuning uchun korpuskulyar nazariyaga asosan  > c эди. To‘lqin nazariyasiga asosaн c >  , ekanligi kelib chiqadi. Yorug‘likni to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalish, sinish va qaytish qonunlarini ikki nazariya ham tushuntirishga harakat qildi. Butun XVIII asr ikki nazariy qarashlar o‘rtasidagi tortishuvlarga sabab bo‘ldi. Biroq XIX asrning boshlarida holat butunlay o‘zgardi. Korpuskulyar nazariya inkor etilib to‘lqin nazariya g‘alaba qila boshladi. Buning asosida yorug‘likning interferensiya va difraksiya hodisalarini o‘rgangan ingliz fizigi T.Yung va fransuz fizigi O.Frenellarning katta xizmati yotar edi. Yorug‘likning interferensiya va difraksiya hodisalarini faqatgina to‘lqin nazariyaci asosida tushuntirish mumkin edi. 1851 yilda J.Fuk

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

1.2. Interferensiya hodisasi Interferensiya - yorug‘likni to‘lqin tabiatini namoyon bo‘lishining bir isbotidir. Interferensiya so‘zi lotin tilida interfere – “xalaqit bermoq” degan ma’noni anglatadi. Bu juda qiziq va chiroyli manzara ma’lum shartlar bajarilganda, ikkita yoki bir nechta to‘lqinlarning qo‘shilishi natijasida kuzatiladi. Ikki yorug‘lik to‘lqini qo‘shilib, bir-birini kuchaytiradi yoki susaytiradi. Natijada ekranda markazi bir nuqtada yotuvchi yorug‘ va qorong‘i halqalar navbat bilan joylashadi. Bular interferension maksimum va minimum deb yuritiladi. Interferensiya hodisasini biz kundalik hayotimizda juda ko‘p kuzatganmiz. Masalan, suv betiga to‘kilgan neft maxsulotlarining har xil rangda tovlanishi, kapalaklar qanotining tovlanishi, «Havoga uchirilgan sovun pufagi atrofdagi n

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‘

b ) 1. 5 -rasm. Interfrension manzara Ikkita odatdagi mustaqil manbadan chiqadigan to‘lqinlarga kelsak ular interferension manzara hosil qilmaydi, chunki bunday manbalardan chiqadigan ikki to‘lqinning fazalari farqi doimiy emas. Yung rangdagi farq to ‘ lqin uzunligidagi ( yorug ‘ lik to ‘ lqinlarning chastotasidagi ) farqda ekanligini ham tushundi . ikkita mustaqil yorug‘lik manbai chiqargan yorug‘lik tо‘lqinlari qо‘shilganda intensivliklar qо‘shilishini kuzatish mumkin, interferensiyani emas. Yuqoridagi mulohazalardan kо‘rinadiki, yorug‘lik nurlarini interferensiyasini kuzatish uchun kogerent yorug‘lik dastalarini hosil qilish kerak. Kogerent yorug‘lik manbai olishning eng mumtoz usullaridan biri yuqorida bayon etilgan Yung usulidir. Interferensiya olish usullarini S.I.Vavilov ikki tipga

Yorug‘lik interferensiyasi fan, texnikada va ishlab chiqarishda juda keng qo‘llaniladi. Bu hodisa gaz holatidagi moddalarning sindirish ko‘rsatkichlarini, to‘lqin uzunliklarini, burchaklarni aniq o‘lchash, yuzalarning silliqligini kontrol qilish uchun ishlatiladi. Interferensiyaning bundan tashqari eng muhim qo‘llanishlaridan biri «optik yoritish» deb nom olgan. «Optik yoritish»ning mohiyati quyidagilardan iborat. Ko‘pgina hozirgi zamon asboblari murakkab optik sistemalar, qaytaruvchi sirtlardan tashkil topgan bo‘lib, nurlarning bu sirtlardan o‘tishida qaytishi tufayli intensivligi va natijada asboblarning yoritish kuchi pasayadi. Bu effektni yo‘qotish uchun optik sistemalar sirtida sindirish ko‘rsatkichi optik material sindirish ko‘rsatkichidan kichik bo‘lgan yupqa, shaffof qatlam hosil q

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 [5]. Kuzatilayotgan intеrfеrеntsion manzara ko`zgularning moslanganligiga (yustirovkasiga) va asbobga tushayotgan yorug`lik dastasining xususiyatlariga

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 asbob yordamida Maykelson 1890-1895 yilarda kadmiyning qizil chizig`i to`lqin uzunligini 1. 7 - rаsm. 18

1.8 -rasm birinchi marta normal metrning uzunligini solishtirdi. Bu maqsad uchun uzunlikning to`qqizta maxsus etalonlari tayorlandi.Har bir etalon metal asosga o`rnatilgan parallel A 1 va A 2 ko`zgulardan iborat edi. Ko`zgular tekisliklariorasidagi masofa etalonning uzunligini aniqlar edi.Birinchi etalonning uzunligi 0.39mm edi .Har bir keyingi etalonning uzunligi o`zining oldingisining qariyib aniq ikki marta katta edi. Oxirgi to`qqizinchi etalonning uzunligi 100mm edi. Dastlab birinchi etalon ning uzunligiga joylashadigan to`lqin uzunliklari soni aniqlandi. Etalon int е rf е rom е tr da M 1 ko`zgu o`rniga o`rnatiladi sx е maning qolgan qismi xuddi 1.8 - rasmdagid е k. Uning yaqiniga yordamchi N ko`z gu joylashtiriladi. Bu ko`zgu M` 2 t е kislikka aniq parall е l qilib o`rnatiladi. Shu sa

pastki chap qismida halqalarurtasiga to`g`ri k е lsin. So`ngra asbob oq yorug` sist е masi paydo bo`ladi. Mikrom е trik W 2 . vintni s е kingina aylantirish bilan M 2 t е kislik A 2 ko`zgu tomonga siljiydi. Buning natijasida halkalar torayib markazga tortilib k е ladi va birin-k е tin yuqolib k е tadi. Manzaraning bir halkaga siljishi M t t е kislikning yarim tulkin uzunligi kadar siljishiga to`g`ri k е ladi. Pirovardida M 2 t е kislik shunday vaziyatga k е ltiriladiki, natijada oq yorug`likda A 2 ko`zguning o`rtasiga tushadigan qora polosa ho sil bo`ladi. Ana shu vaqtda yo`qolib ketgan halqalar 1.9 - rasm Sonining yarmi birinchi etalon uzunligiga joylashadigan to`lqin uzunliklari sonini beradi. V 1 va V 2 ko`zgularning biriga tеgishli bo`ladi. M 2 ko`zguni surish bilan M 2 tеkislik ko`zgu

etalonning L`, uzunligidan aniq ikki marta katta bo`lsa edi, nolinchi polosa A 2 va V 2 kvadratlarning o`rta yеrlarida bir vaqtda paydo bo`lar edi. Biroq haqiqatda 1g uzunlik 2L`, dan ozgina farqlanadi. Shu sababli V 2 dagi nolinchi polosa kuzguning urta siga tug’ri kеlmay, unimg chеtrog’iga surilgan buladi. Bu surilish nеchta polosata to’g’ri kеlishini aniqlab, 2L`, bilan L` 2 orasidagi ayirmani topish mumkin.Shu yo’l bilan hamma etalonlar bir-biriga solishtirib chiqilgan. Oxirgi o`n santimеtrli etalon normal mеtr bilan solishtirilgan (ish Parij yaqinidagi Sеvr shahrida Xalqaro o`lchovlar va tarozilar Byurosida olib borilgan). Etalon yuqorida bayon qilingan usul bilan o`n marta surilgan. Etalon ko`zgulari bilan normal m е tr shtrixlarining ustma-ust tushishi mikroskop yordamida to`g`rilan

1.3. Yung tajribasi Laboratoriya sharoitida interferensiya hodisasini birinchi marta kuzatishga Nyuton muvoffaq bo‘ldi. Bu tajribaning mohiyati quyidagidan iborat: Linza bilan o‘zaro tegib turgan shisha plastinkadan yorug‘likning qaytishi natijasida konsentrik halqalar vujudga keladi. Bu halqalar fanda Nyuton halqalari deb nom olgan (1.10- rasm). Birinchi nur linzadan o‘tib, shisha plastinkadan qaytib (havo qatlamining ichki va tashqi chegarasidan) linzaning chegarasidan qaytgan ikkinchi nur bilan qo‘shilib interferension manzarani hosil qiladi. 1.10 - rasm. Nyuton halqalarini kuzatish . 22

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]. 23

1 . 12 -rasm. Yung tajribasining chizmasi . Ikkita bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan manbalardan chiqgan yorug‘lik dastalari qo‘shilgani bilan turg‘un interferension manzara hosil bo‘lmasligini Yung birinchi bo‘lib tushundi. Shuning uchun ham uning tajribasida S 1 va S 2 tirqishlarni Gyuygens prinsipidagidek ikkilamchi to‘lqin manbai deb hisoblash mumkin. S 1 va S 2 manbalardan chiqgan yorug‘lik Р nuqtaga yetguncha1r va 2r masofalarni bosib o‘tadi va natijada yo‘llar farqi bo‘lgani uchun ular Р nuqtaga har xil fazada yetib keladi. Yorug‘ va qorong‘i interferension halqalarning hosil bo‘lishi o‘zgarmas fazalar farqida, kuzatish nuqtasida superpozitsiya prinsipiga asosan amalga oshadi. Fazalar farqi o‘zgarmas yoki bir xil bo‘lgan to‘lqinlar kogerent to‘lqinlar deyiladi. Kogerent to‘lqinlar bir ma

Murakkab bo‘lmagan trigonometrik almashtirishlar P nuqtada natijaviy tebranish intensivligi quyidagiga tengligini ko‘rsatadi:, cos 2 cos 2 21 2 1 21 22 21 2         k II I I k aa a a A I ( 1 . 11 )     1 2 r r yo‘llar farqi. Bu ifodadan ko‘rinadiki, interferension maksimum (yorug‘ halqa)  = m  ( m =0,  1,  2,…) shart bajarilganda kuzatiladi va I max ( a 1 + a 2 ) 2 > I 1 + I 2 bo‘ladi. Interferension minimum (qorong‘i halqa) 2/   т bo‘lganda kuzatiladi va I min ( a 1 - a 2 ) 2 < I 1 + I 2 bo‘ladi. Quyidagi1.13 -rasmda  yo‘llar farqidan bog‘liq bo‘lgan interferension manzarada yorug‘lik intensivligining taqsimlanishi keltirilgan. 1.13- rasm . Interferension manzarada intensivlikning taqsimlanishi m ning butun qiymatlari interferension maksimumga to ‘ g ‘ ri keladi . A

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‘lch

2 2 2 2        R r h( 1 . 16 ) r= 0 ya’ni markazda 2/ ; shuning uchun ham Nyuton halqalari markazida interferension minimum - qorong‘i dog‘ kuzatiladi. Nyuton qorong‘i halqalarining radiusi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: .R m rm   ( 1 . 17 ) Bu ifoda orqali agar linzaning egrilik radiusi R aniq bo‘lsa  to‘lqin uzunligini tajriba orqali aniqlash mumkin. Interferension yo‘l kengligi interferensiya tartibi ( m ) ga bog‘liq bo‘lmaydi. L va λ doimiy bo‘lganda manbalar orasidagi masofa d ning kamayishi interferension yo‘lning kengayishiga olib keladi, ya’ni manzara aniqlashadi. Ko‘zga ko‘rinadigan yorug‘lik uchun λ ~10 -5 sм bo‘lganligi sababli kuzatish uchun qulay bo‘lgan aniq, interferension manzara L d da hosil bo‘ladi. Mana shuning uchun ham kogerent manbalarni hosil qilishn

1 . 4 . Interferension had tushunchasi va kogerentlik muammosi Yung nazariyasi ikkita bir xil chastotali monoxromatik to‘lqinlarning qo‘shilishi tufayli hosil bo‘ladigan interferensiya hodisasini tushuntirish imkoniyatini beradi. Biroq har kunlik tajribaning ko‘rsatishicha interferensiya hodisasini kuzatish oson emas ekan. Agar xonada lampochka yonib turgan bo‘lsa har qanday istalgan nuqtada intensivliklar qo‘shilishini kuzatish mumkin, lekin interferensiya kuzatilmaydi. Tebranishlar qo‘shilgan qanday holatda interferensiya hosil bo‘ladi, - real yorug‘lik to‘lqini monoxromatik bo‘lmaydi degan savol to‘g‘iladi. Shunday savol tug‘ilmasligi uchun ikkita xususiy holni qaraymiz. Buning uchun (1.18) ifodani quyidagi ko‘rinishda yozamiz: ) cos( 2 1 2 2 1 2 1        I I I I I . (1.18) 2 1,

, ) cos( 1 ) cos( 0 1 2 1 2           dt (1.20) bu yerda τ - kuzatish vaqti. 1-hol . Faraz qilaylikki: const  1 2   bo‘lsin. Bu holda (1.21) ga asosan: const dt        ) cos( ) cos(1 ) cos( 1 2 01 2 1 2         . Demak, ) cos( 2 1 2 2 1 2 1         I I I I I (1.21) ya’ni, 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 b

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

ham interferension manzara yo‘qoladi; agar yo‘llar farqi  kogerentlik uzunligidan katta bo‘lsa  >с  ког : . ког ког с l   l - kogerentlik uzunligi vaqti ,  - kogerentlik vaqti. Odatdagi manbalar uchun kogerentlik uzunligi bir necha santimetrdan ortmaydi. Lazerlar uchun 1000 metr atrofida bo‘ladi. Yorug‘likning monoxromatikligi nurlanish mexanizmi bilan bog‘liqdir. Nurlanish cheksiz uzunlikga ega bo‘lgan monoxromatik to‘lqinning bir parchasidir ya’ni bir parchasi shaklida nurlanadi. 2.7-rasm. Yungning interferensiya tajribasi modeli. 31

1. 14 -rasm. Nyuton halqasi . Yuqorida aytganimizdek, ikkita mustaqil yorug‘lik manbai chiqargan yorug‘lik to‘lqinlari qo‘shilganda intensivliklar qo‘shilishini kuzatish mumkin, interferensiyani emas. Yuqoridagi mulohazalardan ko‘rinadiki, yorug‘lik nurlarini interferensiyasini kuzatish uchun kogerent yorug‘lik dastalarini hosil qilish kerak. Kogerent yorug‘lik manbai olishning eng mumtoz usullaridan biri yuqorida bayon etilgan Yung usulidir. Interferensiya olish usullarini S.I.Vavilov ikki tipga bo‘ladi:  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

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

Biye interferometrining asosiy xususiyatlari har qanday interferension sxemada takrorlanadi. 1-15 rasm. Biye bilinzasi .    2 2 2 2 1 11 Q S R QS R cheksiz uzoqdagi ekran holi uchun ustma – ust tushuvchi dastalar aperturasi; EE PSP    2 ekranning markaziy M nuqtasi uchun interferensiya aperturasi. Frenelning biko‘zgulari. S ning S 1 va S 2 mavhum tasvirlari kogerent to‘lqinlar manbalari bo‘ladi (1.16-rasm). Ko‘zgular orasidagi  burchak qancha kichik bo‘lsa, S 1 S 2 =2l masofa shuncha kichikroq va, binobarin, interferension manzara shuncha yirikroq bo‘ladi. Interferensiyalashuvchi dastalar hali qisman ustma-ust tushaoladigan maksimal fazoviy burchakni 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. Bun

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, ko‘zgular orasidagi ( burchak kattaligiga bog‘liq. Bu aytilganlarga asosan, Frenel biko‘zgulari katta o‘lchovli intereferension manzara hosil qila olmasligi va bu qurilma demonstrats

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]. 36

II.Bob. Interferensiya asoslanib ishlaydigan qurilmalar 2.1. I. 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

2.1-rasm. Jamen interferometri.  burchak qancha kichik bo‘lsa, qo‘shni maksimumlar bir-biridan shuncha uzoqroq bo‘ladi. Birorta nurning tarqalish sharti o‘zgarsa, interferension manzara buziladi. Birorta nurning yo‘liga gaz bilan tuldirilgan K kyuvetani joylashtirib, uning sindirish ko‘rsatgichini aniqlash mumkin. Kyuvetadagi bosimni o‘zgartirib, sindirish ko‘rsatgichiga bosimning ta’sirini (yoki temperaturaning ta’sirini) o‘rganish mumkin. Agar m bo‘lsa yoritilganlik maksimum, 2)1 2(    m bo‘lsa minimum bo‘ladi. Hosil qilingan interferension yo‘llar teng og‘ishga tegishlidir. Nurlar birinchi plastinkadan ikkinchisiga o‘tishda ko‘proq ajralishi uchun plastinkalar qalin qilib yasaladi. Δ'= ℓ(n2− n1)  - modda qalinligi. Agar Δ'=mλ 0 bo‘lsa u vaqtda interferension yo‘llarning

Bu interferometrning sezgirligi katta, shuning uchun u gazlar sindirish ko‘rsatkichini aniqlashda ishlatiladi[13]. Maykelson interferometri 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

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 chamasi

2. 2 .Fabri-Pero interferometri 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. 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   bi

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]. 2.3-rasm Fabri–Pero interferension etalonining sxemasi 2.4-rasm Fabri-Pero etalonida ko‘rinadigan interferension manzara (teng og‘malik chiziqlari) Yaxshi asboblardan plastinkalar sirti 1/200 to‘lqin uzunligigacha aniqlikda yassi qilinadi. Plastinkalarning ichki yuzlariga (orasida havo qatlami joylashgan yuzlariga) kumush yoki boshqa metal yalatiladi (qoplanadi), shunday qilinganda nurlarning qaytish koeffitsiyenti ancha yuqori bo‘ladi. Interferension manzara teng og‘malik halqalari shaklida bo‘ladi, chunki etalonga

m gacha bo‘ladi). Shuning uchun kuzatiladigan interferensiya tartiblari juda yuqoridir. d = 5 mm bo‘lganda m  20000. Metall qatlamidan qaytish koeffitsiyenti qancha katta bo‘lsa, interferension manzaraning aniqligi shuncha yuqori bo‘ladi. Shisha sirtiga metall qatlami qoplanmaganda R =0,04 bo‘ladi. Shisha sirtiga metall qoplashning hozirgi zamon usullari R ni R =0,90-0,95 ga yetkazishga imkon beradi. Keyingi vaqtlarda qoplama bir necha qavatli qilib ishlanib, qaytarish koeffitsiyenti 0,99 ga yetkaziladi. Odatda R ning qiymatlari to‘lqin uzunligiga birmuncha bog‘liq (2.4 -rasm). 43

2.3. Yorug‘lik interferensiyasining amaliy ahamiyati Yorug‘lik interferensiyasi fan, texnikada va ishlab chiqarishda juda keng qo‘llaniladi. Bu hodisa gaz holatidagi moddalarning sindirish ko‘rsatkichlarini,  to‘lqin uzunliklarini, burchaklarni aniq o‘lchash, yuzalarning silliqligini kontrol qilish uchun ishlatiladi. Interferensiyaning bundan tashqari eng muhim qo‘llanishlaridan biri «optik yoritish» deb nom olgan. «Optik yoritish»ning mohiyati quyidagilardan iborat. Ko‘pgina hozirgi zamon asboblari murakkab optik sistemalar, qaytaruvchi sirtlardan tashkil topgan bo‘lib, nurlarning bu sirtlardan o‘tishida qaytishi tufayli intensivligi va natijada asboblarning yoritish kuchi pasayadi. Bu effektni yo‘qotish uchun optik sistemalar sirtida sindirish ko‘rsatkichi optik material sindirish ko‘rs

Xulosa Men bitiruv malakaviy ishimda yorug‘lik bilan yuz beradigan jarayonlardan biri interfernetsiya hodisasi nazariy o‘rganildi. Yorug‘likning yaratilish tarixi, uning tarkibiy tuzilishi, interferensiya tabiati, kogerentlik o‘rganildi. Interferometrlar tuzilishini va ishlashini Jamen, Fabri-Pero interferometrlari misolida o‘rganildi. Interferensiyadan amalda foydalanish ya’ni sirtni yuqori qaytarish qobiliyati va lazer nurlarida rezanatorlar hosil qilishda ishlatilishi o‘rganildi. 45

Foydalanilgan adabiyotlar 1. И.А.Каримов. “ Она юртимиз бахту иқболи ва буюк келажаги йўлида хизмат қилиш – энг олий саодатдир”.Т.: Ўзбекистон. 2015 й. 2. И . Брандмюллер . Г . Мозер . ; Введение в спектроскопию КРС. М.Мир 1964 г . - 628 с 3. Су щенский М.М.;Спектры КР молекул и кристаллов.М.Наука . 1969г.- 576 с 4. Спектроскопия КР в газах и жидкостях под. Ред. А.Вебера М.Мир . 1982 г. -372 с 5. Г.Герцберг Колебательные и вращательные спектри многоатомних молекул . М.ИЛ 1979 г. -647с 6. Б.Т. Қўйлиев. Оптика.Т.:2014й. 7. А.К.Атахаджаев, Б.С.Жўраев “Молекуляр оптика” Самарқанд-1992 й. 8. А.Вебр “Спектороскопия в газах и жидкоскопиях” Москва-1982 г. 9. М.В.Волькенштейн “Строение и физические свойство молекул”. М.Л. 1995г. 10. М.В.Вкус “Рассеяние света в газах, жидкостех и растворах”. изд ДГУ

15. Варгафтик И.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.Наука 1972г .- 368 с 16. Х.А.Хушвактов, А.А.Абсанов, А.Г.Мурадов, Ш.Одилова, Р.Т.Рузиев, Ж.Н.Хужамбердиева. Спектры комбинационного рассеяния О-Н колебаний жидкой воды. СамДУ. Илмий тадқиқотлар ахборотномаси 2011 й. № 1 (65) 55-61 бетлар 17. Pine A. S. and Gabard T . Speed-dependent broadening and line mixing in CH 4 perturbed by Ar and N 2 from multispectrum fits// Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.2000.V.66. -№1.–P.69-92 18. Internet ma’lumotlari : www.iop.Kiev.ua/-nbp2011 WWW.XIXISSSM.Kiev Bankreferatov.ru.kasu.uz. WWW.Ziyonet.uz . WWW.frast.uz . ttp// www.iop Kiev –nbp isssmc i-site 47

Купить