Yorugʻlik difraksiyasi

Yorugʻlik difraksiyasi

Yorugʻlik nurining tabiati haqidagi ta’limot

Optika — fizikaning yorug‘likning nurlanish, yutilish va tarqalish qonunlarini o‘rganadigan bo‘limidir. Optika geometrik, fizik va fiziologik optikalarga bo‘lib o‘rganiladi. Geometrik optikada yorug‘likning tabiati haqida so‘z yuritilmaydi, uning to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalish, qaytish va sinish qonunlari o‘rganiladi. Oddiy ko‘zoynakdan tortib ulkan astronomik qurilmalardagi murakkab obyektivlargacha bo‘lgan barcha optik asboblarni yasashdagi hisob-kitob geometrik optika qonunlari asosida amalga oshiriladi. Fizik optikada – yorug‘likning tabiati va yorug‘lik hodisalariga aloqador muammolar o‘rganiladi. Fiziologik optika esa yorug‘likning rivojlanuvchi organizmga ta’sirini o‘rganadi.

Geometrik optika

Yorug‘lik — nurlanayotgan jism chiqaradigan va fazoda to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqaladigan korpuskulalar (zarrachalar) oqimidan iborat, degan g‘oyani ilgari surgan. Bu g‘oya asosida yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘yicha tarqalish, sinish va qaytish qonunlari tushuntirib berilgan.

To‘lqin optikasi

Yorug‘lik to‘lqinining tarqalish yo‘nalishidagi nur deb – ixtiyoriy vaqtda tebranishlar yetib kelgan muhit zarralarining geometrik o‘rinlari to‘lqin fronti deb ataladi. To‘lqin frontini tebranish sodir bo‘layotgan fazoning qismi va tebranish hali boshlanmagan qismini ajratib turuvchi chegaraviy sirt tarzida tasavvur qilish mumkin. To‘lqin frontining shakli muhit xossalari, tebranish manbaining shakli va o‘lchamlariga bog‘liq.

Yorugʻlik difraksiyasi haqida asosiy tushunchalar

Difraksiya so‘zi lotincha diffractus — “singan, yo‘nalishini o‘zgartirgan” degan ma’noni anglatadi. Shuning uchun ham to‘lqinlar difraksiyasi deganda ularning to‘siqni aylanib o‘tishi nazarda tutiladi. Aynan shu difraksiya tufayli to‘lqinlar geometrik soya sohasiga yetadi, to‘siqlarni aylanib o‘tadi, kichkina tirqishdan o‘tib ekranga tushadi. Tovushning pana joyda eshitilishi ham tovush to‘lqinlari difraksiyasining natijasidir. Shuning uchun ham difraksiya hodisasi yorug‘likning to‘lqin tabiatiga egaligini ko‘rsatuvchi jarayonlardan biri hisoblanadi. Yorug‘lik to‘lqinlarining to‘siqni aylanib o‘tishi va geometrik soya tomonga og‘ishi yorug‘lik difraksiyasi deyiladi. Demak, to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishdan har qanday chetlashish yorug‘lik difraksiyasining natijasi bo‘lib, uning to‘lqin tabiatiga egaligini isbotlaydi.

Gyuygens—Frenel prinsipi

Yorugʻlikning difraksiyasi oʻrta asrlarda italiyalik olim F. Grimaldi tomonidan kashf qilingan. Golland olimi X. Gyuygens 1690-yilda nashr qilgan “Yorugʻlik haqida traktat” asarida yorugʻlikning tarqalishi boʻyicha Gyuygens prinsipini ilgari surgan. Ammo bu prinsip difraksiya hodisasini sifat jihatdangina tushuntiradi, miqdoriy jihatdan tushuntira olmaydi. Bu prinsip ikkilamchi to‘lqinlarning intensivligi, tebranish amplitudasi va fazasi, kogorentligi, nurlanish yo‘nalishining xarakteri haqida hech qanday maʼlumot bermaydi.

Gyuygens—Frenel prinsipi asosida qoidalar

Fazoning ixtiyoriy biror M nuqtasida S yorugʻlik manbai uygʻotayotgan tebranishlar amplitudasini hisoblashda shu S manbani unga ekvivalent boʻlgan ikkilamchi manbalar tizimi bilan almashtirish mumkin. S manbani oʻrab olgan, lekin kuzatilayotgan M nuqtani oʻz ichiga olmagan ixtiyoriy qoʻshimcha s berk sirtning kichik ds boʻlakchalari ikkilamchi manbalar vazifasini oʻtaydi.

Ikkilamchi manbalar S manba bilan va oʻzaro kogorent, shuning uchun ular chiqarayotgan ikkilamchi toʻlqinlar bir-biri bilan ustma-ust tushganda interferensiyalanadi. Agar s qoʻshimcha sirt sifatida S manbadan tarqalayotgan yorugʻlikning sirti tanlab olinsa, hisoblashlar ancha osonlashadi. Chunki bu holda barcha ikkilamchi manbalarning toʻlqinlari bir xil fazada hosil boʻladi; S manbaning toʻlqin sirti bilan ustma-ust tushuvchi s berk sirtning bir xil yuzali boʻlakchalarining ikkilamchi nurlanish quvvati bir xil boʻladi.

Difraksiya natijalarining amaliyotda qo‘llanilishi

• Mikroskoplarda difraksiyalovchi elementlar foydalaniladi.
• Difraksiyani ko‘rib chiqish astrofizika va astronomiyada obyektlarni aniqlashda yordam beradi.
• Difraksiya hodisasi optik qurilmalarda keng qo‘llaniladi.

Difraksiya panjarasi

Optikada difraksiya panjarasi — yorug‘likni turli yoʻnalishlarda (turli difraksiya burchaklarida) harakatlanadigan bir nechta nurlarga tarqatadigan davriy tuzilishga ega optik komponentdir. U nurlarning yo‘nalishi difraksiya panjarasiga toʻlqin tushish burchagiga, panjaradagi elementlar orasidagi masofaga va to‘lqin uzunligiga bogʻliq. Panjara dispersiv element vazifasini bajaradi, shu sababli difraksiya panjaralari odatda monoxromatorlar va spektrometrlarda qoʻllaniladi.

Yorug‘lik difraksiyasidan amalda foydalanish

Ilmiy tadqiqotlarda yorug‘lik difraksiyasi keng qo‘llaniladi. Uning qo‘llanilish sohalari orasida mikroskopiya, spektroskopiya va lazer texnologiyalari alohida o‘rin tutadi.

Golografiya

Golografiya — grekcha so‘z bo‘lib, “buyumlarning tashqi ko‘rinishini yozib olish” usulini anglatadi. Golografiya (yunoncha: holos — to‘liq va grafik) — to‘lqinlar interferensiyasidan foydalanib buyumning fazoviy (hajmiy) tasvirini hosil qilish usuli. Golografiyani D. Gabor 1948 yilda kashf etgan, rus fizigi Yu. N. Denisyuk esa 1962 yilda takomillashtirgan. Golografiya lazer yaratilgandan so‘ng tez rivojlandi.

Gologramma hosil qilish uchun linza yoki yig‘uvchi ko‘zgu ishlatiladi. Gologrammani asosiy nur bilan yoritilsa, buyum sur’ati muallaq holda ko‘rinadi — ya’ni buyumni har tomondan ko‘rish mumkin bo‘ladi. Asosiy va buyumdan qaytgan nurlarning to‘lqin amplitudasi ularning fazasiga bog‘liq bo‘ladi, bu esa hajmiy ma’lumotni tiklaydi.

Xulosa

Yorug‘lik difraksiyasi — optikaning muhim bo‘limi bo‘lib, yorug‘likning to‘lqin tabiatini tasdiqlovchi hodisadir. U nafaqat nazariy fizika uchun, balki ilmiy tadqiqot, optik qurilmalar, golografiya va lazer texnologiyalarida ham keng qo‘llaniladi.

Barcha fizika taqdimotlarini ko‘rish →

Difraksiya haqida batafsil ma’lumot — Wikipedia

E’tiboringiz uchun rahmat!