Yorug'lik interferensiyasi va difraksiyasi

11-sinf fizika darsligi asosida 25-mavzu: Yorug'lik interferensiyasi va difraksiyasi Bahor paytida yomg'irdan keyin osmonda paydo bo'ladigan kamalak, sovun pufagi yoki asfaltga to'kilgan yog'da ko'rinadigan rangli jilolarni ko'rib zavqlanamiz. Lekun uning paydo bo'lish sabablari haqida o'ylab ko'rmaymiz. Buning sababi yorug'lik interferensiyasidir. Interferensiya hodisasi istalgan tabiatga ega bo'lgan to'lqinlarga xos. Bu hodisaning mohiyatini tushunib olish uchun o'rganishni mexanik to'lqinlar interferensiyasidan boshlaymiz. Biror muhitda to'lqinlar tarqalganda ularning har biri bir-biridan mustaqil ravishda xuddi boshqa to'lqinlar yo'qdek tarqaladi. Bunga to'lqinlar tarqalishining superpozitsiya (mustaqillik) prinsipi deyiladi. Muhitdagi zarraning istalgan vaqtdagi natijaviy siljishi zarra qatnashgan to'lqin jarayonlari siljishlarining geometrik yig'indisiga teng bo'ladi. Masalan, muhitda ikkita to'lqin tarqalayotgan bo'lsa, ular yetib kelgan nuqtadagi zarrani bir-biridan mustaqil ravishda tebratadi. Agar bu to'lqinlarning chastotalari teng va fazalar farqi o'zgarmas bo'lsa, uchrashgan nuqtasida ular bir-birini kuchaytiradi yoki susaytiradi. Bu hodisaga to'lqinlar interferensiyasi deyiladi. Chastotalari teng va fazalar farqi o'zgarmas bo'lgan to'lqinlar kogerent to'lqinlar deyiladi. Demak, kogerent to'lqinlarning uchrashganda bir-birini kuchaytirishi yoki susaytirishi hodisasiga to'lqinlar interferensiyasi deyiladi. Qanday holda ular bir-birini kuchaytiradi yoki susaytiradi? Buni o'rganish uchun suv sirtida ikkita kogerent S1 va S2 manbadan chiqqan to'lqinlarning uchrashishini qaraylik (4.13-rasm). S1 manbadan chiqqan to'lqinning M nuqtagacha bosib o'tgan masofasi d1, S2 manbadan chiqqan to'lqinning M nuqtagacha bosib o'tgan masofasi d2 bo'lsin. U holda d2 - d1 = ∆d-to'lqinlarning yo'l farqi deyiladi. Agar yo'l farqi yarim to'lqin uzunligining juft soniga karrali bo'lsa: bu nuqtada tebranishlarning kuchayishi kuzatiladi. (4-6) munosabat interferensiyaning maksimum sharti deyiladi. Yo'l farqi yarim to'lqin uzunligining toq soniga karrali bo'lsa: bu nuqtada tebranishlarning susayishi kuzatiladi. Yorug'lik interferensiyasi to'lqinlar interferensiyasining xususiy holi hisoblanadi. Uni kuzatish uchun ikkita kogerent manbadan chiqqan yorug'lik to'lqinlarini fazoning ma'lum bir nuqtasida uchrashtirish kerak. Lekin ikkita alohida manbani qanchalik tanlamaylik, ulardan chiqqan yorug'lik nurlari kogerent bo'lmaydi. Shunga ko'ra, asosan bir manbadan chiqqan yorug'lik nurini sun'iy ravishda ikkiga bo'lib, kogerent to'lqinlar hosil qilinadi. 1. Yung metodi (1801-yil). Uning metodi 4.14-rasmda keltirilgan. Quyosh nuri qorong'i xonaga kichik S tirqishdan kiradi. Bu nur ikkita S1 va S2 tirqishdan o'tib, ikkita nurga ajraladi. Ular ekranda uchrashganda markaziy qismda oq polosani, chetki qismlarida rangli polosalarni hosil qiladi. Yung o'z tajribalarida yorug'lik to'lqin uzunligini aniq topadi. Spektrning chetki binafsha qismi uchun to'lqin uzunligi 0,42 μm, qizil yorug'lik uchun 0,7 μm ni oladi. 2. Yupqa plyonkalardagi ranglar. Asfaltga to'kilgan yog' va sovun pufagidagi ranglarga qaytaylik. Oq yorug'lik yupqa plyonkaga tushayotgan bo'lsin (4.15-rasm). Tushayotgan to'lqinning bir qismi (1 to'lqin) plyonkaning ustki qismidan qaytadi. Bir qismi plyonka ichiga o'tib, uning pastki sirtidan qaytadi (2 to'lqin). Har ...