☰ Mundarija · Fizika

Interferensiya va difraksiya

Darslar 25 · 1 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
25

Yorug‘lik interferensiyasi va difraksiyasi

Darslik: 91–95-betlar
MaqsadYorug‘lik interferensiyasi (maksimum va minimum shartlari, Yung tajribasi, yupqa plyonkalar, Nyuton halqalari) va difraksiyasi (difraksion panjara d·sinφ = nλ) ni tushuntirish va hisoblash.
Yangi so‘zlar
interferensiya · interferencekogerent to‘lqinlar · coherent wavesyo‘l farqi · path differencedifraksion panjara · diffraction grating
Tushuntirish

Chastotalari teng va fazalar farqi o‘zgarmas bo‘lgan (kogerent) to‘lqinlar uchrashganda ular ayrim nuqtalarda bir-birini kuchaytiradi, boshqalarida susaytiradi — bu interferensiya. Yo‘l farqi Δd = d₂ – d₁ yarim to‘lqinlarning juft soniga teng bo‘lsa, maksimum: Δd = 2k·λ/2 = kλ; toq soniga teng bo‘lsa, minimum: Δd = (2k + 1)·λ/2 (k = 0, 1, 2, …). Ikki mustaqil lampa kogerent emas, chunki atomlar nurni mustaqil va tasodifiy chiqaradi; shuning uchun bitta manba nuri sun’iy ravishda ikkiga bo‘linadi: Yung tajribasida (1801) ikki tor tirqish orqali, yupqa plyonkada (sovun pufagi, yog‘ pardasi) — ustki va ostki sirtdan qaytgan nurlar, Nyuton halqalarida — linza va plastinka orasidagi havo qatlamidan qaytgan nurlar bilan. Ikki tirqish orasi d, ekrangacha L bo‘lsa, qo‘shni yorug‘ yo‘llar orasi Δy = λL/d. Difraksiya — to‘lqinning to‘siq yoki tirqish chetini aylanib o‘tishi, to‘siq o‘lchami to‘lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan bo‘lganda yaqqol seziladi. Davri d bo‘lgan difraksion panjarada yorug‘ maksimumlar d·sinφ = nλ (n = 0, 1, 2, …) shartida kuzatiladi; oq yorug‘likda markaz oq, yon tomonlarda spektrlar hosil bo‘ladi. Bu hodisalar yorug‘likning to‘lqin tabiatini tasdiqlaydi.

Namunalar
Yung tajribasi: λ = 600 nm, tirqishlar orasi d = 0,3 mm, ekran L = 1,5 m. Δy = λL/d = 6·10⁻⁷·1,5/(3·10⁻⁴) = 3·10⁻³ m = 3 mm. Ekranda markazdan 2 Δy = 6 mm da ikkinchi yorug‘ polosa bo‘ladi.
Panjara 400 chiziq/mm: d = 1 mm/400 = 2,5 μm; λ = 500 nm. sinφ = nλ/d = n/5; n = 1: φ ≈ 11,5°; n = 2: sinφ = 0,4, φ ≈ 23,6°. sinφ ≤ 1 bo‘lgani uchun n < 5, ya’ni eng ko‘pi bilan 4-tartibgacha maksimum ko‘rinadi.
Sinfda faoliyat

Xavfsiz tajriba: sovun eritmasidan sim halqada parda hosil qilib, oq lampa yorug‘ligida rangli polosalarni va ularning pastga siljishini kuzating. Kompakt-disk (CD) sirtida lampa yoki telefon chiroqchasi nurining spektrlarga ajralishini kuzating. Quyoshga qaramang, lazer nurini hech kimning ko‘ziga yo‘naltirmang.

Mashq
1
Interferensiya maksimumi sharti nima?
2
λ = 0,6 μm. Yo‘l farqi 0,9 μm bo‘lsa, nuqtada nima kuzatiladi?
3
Panjara davri 4 μm, λ = 500 nm; φ = 30° dagi maksimumning tartibi n necha? (sin30° = 1/2)
4
Nima uchun ikkita bir xil lampochka interferension manzara bermaydi?