Ф со пгу 18. 2/05 Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

F

F

Сурет 7. Біржақты қысу кезіндегі жасанды анизотропты зерттеу үшін берілген тәжірибенің схемасы.

ДИХРОИЗМ.

Поляризациялары әртүрлі сәуленің жұтылу айырмашылығы таралу бағытына тәуелді табиғи жарықтың жұтылуының ажыратылуына әкеп соғады. Мұндай құбылыс дихроизм деп аталады. Көрінетін сәулелердің ішінде дихроизмі өте жоғары – турмалин кристаллы. Онда қарапайым сәуле ұзындығы 1 мм толық жұтылады.

Соңғы уақытта жасанды технологиясы жасалды. Мысалы, поливинилалық пленка құрамына иод-хинина (герапатит) күкірт қышқылының кристаллдары енгізілсін. Қалындығы 0,1 мм пленка сәулелердің біреуін жұтады. Сондықтан, поляроизты поляризатор ретінде қолдануға болады.

БІРОСЬТІ ЖӘНЕ ЕКІОСЬТЬІ КРИСТАЛДАР.

Исланд кристал шпатында екіленіп сәулесынушылық болмайтын бір-ақ бағыт болады. Мұндай кристалдарды біросьті деп, ал екіленіп сыулесынушылық болмайтын бағытты кристалдың оптикалық осі деп аталады. Мұндай қасиеттер басқа да кристалдарға (кварц, турмалин, гексоналды және тригоналды жүйеге жататын кристалдарға) тән.

Сонымен екіості кристаллдар да бар. Оларда екіленіп сәулесынушылық кезіндегі пайда болатын екі сәуле қарапайым емес болған жағдайда (гипс, слюда) олар екіості болады.

ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАУ ТӘРТІБІ.

ТАПСЫРМА 1. Поляроидтар көмегімен болатын жарық поляризациясы.

Сурет 8 көрсетілген оптикалық схеманы құр. Конденсатор жарық көзімен бірге жиналған.




1 2 4 3 Сурет 8.

1 – жарық көзі, 2- поляроид, 3-экран, 4-объектив.

Жарық көзін қосып, экранда оның бейнесін тоғыста.

А) горизонтальды ось бойымен ( жарық сәулесінің бойымен) поляроидты айналдыра отырып, экрандағы жарықтың екпінділігін зерттеп бақылауды жаз.

В) сурет 9 көрсетілген схеманы жина. 1- жарық көзі, 2 – поляризатор, 4- экран, 5- объектив.

Анализаторды өз осі бойымен айналдырып, экрандағы жарықтың екпінділігін зертте.




1 5 2 3 4

сурет 9.

Сурет 10 берілген схеманы жина.

Бейнеленген ОВ сәулесі 3 поляроид арқылы өтіп 4 экранға түседі.

1- ток көзі, 2-диэлектрик (шыны), 3-поляроид, 4- экран.

Жарықтың L құлау бұрышын өзгертіп: экранның жарықтанылуын байқай отырып, 3 поляроид (анализатор) көмегімен шыныдан шағылған жарықты зертте. Бұл Брюстер бұрышы, ал шағылған жарық сызықты – поляризацияланған болады.

ТАМСЫРМА 3. Сыну кезіндегі жарық поляризациясы.




1 5 3 2 4 сурет 11.

1-ток көзі, 2 –жазықпараллельды пластинка (шыны) немесе столетов стопасы, 3-поляризатор, 4-экран, 5-объектив.

Тәжірибеде бірінші жағдайда жарық - шыны арқылы өткенде, екінші жағдайда столетов стопасы арқылы өткенін зерттеу керек. Тәжірибе сәуле бойымен поляризатордың айналуын және экрандағы жарық екпінділігін байқауда негізделген.
ТАМСЫРМА 4. «Рельстің» деформация кезіндегі поляризацияны зерттеу.

Сурет 12 схеманы жина. 1 6 2 3 5

1- жарық көзі, 2,3- поляроид, 4- «рельс» моделі, 5-экран, 6- объектив.

«Рельс» деформациясына байланысты экрандағы жарық екпінділігін зерттеу. Бір жағдайда поляроидтар осі параллель, ал басқа жағдайда - перпендикуляр. «Рельсті» пластинкамен алмастырып, пластинканың иілу деформациясы кезіндегі экран жарықтылығын қарастыр.

ТАПСЫРМА 5 «Рельстің» орнына целофанды қабықша орналастыр. Сәуле бойымен поляроидтардың біреуін айналдырып, экрандағы суретті бақыла. Қорытындыны салып, түсіндір.

ТАПСЫРМА 6. Екіленіп сәулесынушылықты зерттеу.

Лазер 1 жарық көзі болып келеді. Сәуле бойымен кристалл 2 айналдырып, бір нүктенің басқа нүкте бойымен айналуын экраннан байқа.





1 2 3 сурет13.

ТАПСЫРМА 7. 13 суреттегі исланд шпаты кристаллдың артына поляроидты қой. Поляроидты сәуле бойымен айналдырып, экранның жарықталуын бақыла. Жарық түскен жерде жарықтанудың өзгерісі байқалу керек. Мұндай қорытындыны түсіндір.

ҚОСЫМША ТАПСЫРМА. Лазердің сәулеленуі жазық–поляризацияланған болтынын түсіндір.

БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:

1. 
   Екіленіп сәулесынушылық. Жасанды анизотропия. Оптикалық ось.
   
2. 
   Табиғи және поляризацияланған жарық.
   
3. 
   Поляризацияланған жарықты алу тәсілдері.
   
4. 
   Брюстер заңы.
   
5. 
   Дихроизм.
   
6. 
   Поляризация дәрежесі.
   
7. 
   Поляризацияланған сәулелер интерференциясы.
   
8. 
   Эллипстік – поляризацияланған жарықты алу.
   
9. 
   Құлау бұрышы кезінде (Брюстер бұрышына тең) шағылу және сыну сәулелерінің арасы 90°құрайтытын дәлелде.
   

1) Дифракциялық торда интерференция мен дифракцияны зерттеу;

2) жарық толқынының ұзындығын өлшеу.
Қысқаша теория

Жарықтың интерференциясы мен дифракциясы

Жарық – толқындық және корпускалалық қасиеті байқалатын электромагниттік толқын.

Жарықтың толқындық қасиеті интерференция және дифракция құбылысында байқалады. Интерференция деп когерентті толқындардың қосылуы аймағында жарық екпінділігінің үлестіруімен жүретін құбылысты айтады. Сондықтан осындай жағдайда жарықтың максимумдары мен минимумдары байқалады. Жарық екпінділгі деп түсетін жарыққа перпендикуляр жазықтықтың бірлік ауданынан бірлік уақыт ішінде жарық толқыны тасымалдайтын орташа энергияға тең шаманы айтады. Екпінділік түсетін толқынның амплитудасының квадратына пропорционал.

Когерентті толқын – бұл тербеліс жиіліктері бірдей, қосылу нүктесінде уақытқа байланысты фазалар айырымы немесе қосылу нүктесіне дейінгі оптикалық жол айырымы тұрақты болатын толқындар. Сонымен қатар, жарық толқындарында тербеліс бағыты бірдей болу керек.

Егер оптикалық жол айырымы , ал фазалар айырымы тең болса, яғни зерттелетін нүктеге тербелістер бір фазада жететін болса, когерентті толқындардың интерференциясы кезінде жарық интенсивтілігінің максимумы байқалады.

Егер және , яғни тербеліс тер зерттелетін нүктеге қарам-қарсы фазада жететін болса, екпінділіктің минимумы байқалады. Берілген жағдайда m – бүтін сандар m = 0,1,2,3… , – вакуумда және ауадағы толқын ұзындығы.

Дифракция құбылысы толқындық беттің тұтастылығы жойылған кезде пайда болады және дербес жағдайда жарықтың түзу сызықты таралуы бұзылатын болса, яғни бөгетті айналып өтуі кезінде көрінеді.

Дифракцияның міндеті бөгеттің өлшемі мен формасына байланысты экранда жарықтылықтың қалай үлесетіндігін анықтау болы табылады.

Гюйгенс принципіне сәйкес толқын жеткен нүкте екінші ретті толқынның центрі ретінде қабылдауға болады. Френель осы идеяны былайша толықтырды: екінші ретті толқындар когерентті және қосылу кезінде бірін-бірі интерференциялайды.

Параллель сәулелердегі жарық дифракциясы Фраунгофер дифракциясы (толқын көзі экраннан үлкен қашықтыққа алыстатылған) деп аталады. Осы жұмыста Фраунгофер дифракциясы қарастырылады. Егер монохроматты жарық түсетін болса, бұл жағдайда дифракциялық бейне қара немесе ақ сақиналар түрінде байқалады.
Дифракциялық тор
Ені а болатын бір-бірінен бірдей b мөлдір емес аралықтармен бөлінген N саңылаудан жүйені қарастырайық (сурет 61.1), осындай жүйе дифракциялық тор деп аталады.

Сурет 61.1

Максимумдар екпінділігі біртіндеп азая бастайды, дифракциялық спектрдің саны шектеулі және ол мына шарт бойынша анықталады

шығады.

N – берілген дифракциялық тор үшін бірлік ұзындыққа келетін саңылаулар саны.

3 l₁ тағы да екі мәні үшін сәйкес келетін мәндерін алу керек, яғни m=1; и m=2 үшін.

4 l₁ және m әр түрлі мәндеріне сәйкес келетін мәндерін төмендегі формуламен есептеу керек

(61.4)
мұнда - дифракциялық тордың тұрақтысы, N – бірлік ұзындыққа келетін штрихтар саны N=10⁵м^-1.

5 Абсолют және салыстырмалы қателіктерді төмендегі формулалар бойынша есептеңіз

6 Өлшеулер нәтижелері мен есептеулерді кестеге енгізіңіз.