İşığın əks olunması. İşığın əks olunması qanunu

Fizikanın bəzi qanunlarını əyani vəsaitlərdən istifadə etmədən təsəvvür etmək çətindir. Bu, müxtəlif obyektlərə düşən adi işığa aid deyil. Beləliklə, iki mühiti bir-birindən ayıran sərhəddə, bu sərhəd daha yüksək olarsa, işıq şüalarının istiqamətinin dəyişməsi baş verir.İşıq enerjisinin bir hissəsi birinci mühitə qayıtdıqda baş verir. Şüaların bəziləri başqa mühitə nüfuz edərsə, o zaman onlar sınmış olurlar. Fizikada iki müxtəlif mühitin sərhəddinə düşən enerji hadisə, ondan birinci mühitə qayıdan enerji isə əks olunan enerji adlanır. İşığın əks olunması və sınması qanunlarını müəyyən edən bu şüaların nisbi mövqeyidir.

Şərtlər

İşıq enerjisi axınının düşmə nöqtəsinə qədər bərpa edilmiş iki media arasındakı interfeysə düşən şüa ilə perpendikulyar xətt arasındakı bucaq deyilir.Başqa mühüm göstərici də var. Bu əks bucağıdır. O, əks olunan şüa ilə onun düşmə nöqtəsinə qədər bərpa olunan perpendikulyar xətt arasında baş verir. İşıq yalnız homojen mühitdə düz xəttlə yayıla bilər. Fərqli media işığı fərqli şəkildə udur və əks etdirir. Yansıtma bir maddənin əks etdiriciliyini xarakterizə edən kəmiyyətdir. İşıq radiasiyasının bir mühitin səthinə gətirdiyi enerjinin əks olunan radiasiya ilə ondan uzaqlaşdırılan enerjinin nə qədər olacağını göstərir. Bu əmsal müxtəlif amillərdən asılıdır, ən mühümlərindən bəziləri düşmə bucağı və radiasiyanın tərkibidir. İşığın tam əks olunması əks səthi olan cisimlərə və ya maddələrə düşəndə baş verir. Məsələn, bu, şüalar şüşənin üzərinə çökmüş nazik gümüş və maye civə filminə dəydikdə baş verir. İşığın tam əks olunması praktikada olduqca tez-tez baş verir.

Qanunlar

İşığın əks olunması və sınması qanunları hələ III əsrdə Evklid tərəfindən tərtib edilmişdir. e.ə e. Onların hamısı eksperimental olaraq qurulmuşdur və Huygensin sırf həndəsi prinsipi ilə asanlıqla təsdiqlənir. Onun fikrincə, mühitdə pozğunluğun çatdığı istənilən nöqtə ikinci dərəcəli dalğaların mənbəyidir.

Birinci işıq: işıq şüasının düşmə nöqtəsində rekonstruksiya edilmiş interfeysə düşən və əks etdirən şüa, həmçinin perpendikulyar xətt eyni müstəvidə yerləşir. Dalğa səthləri zolaqlar olan əks etdirici səthə müstəvi dalğa düşür.

Başqa bir qanunda deyilir ki, işığın əks olunma bucağı düşmə bucağına bərabərdir. Bu, onların qarşılıqlı perpendikulyar tərəfləri olduğu üçün baş verir. Üçbucaqların bərabərliyi prinsiplərinə əsaslanaraq, düşmə bucağının əks bucağına bərabər olduğu nəticələnir. Şüanın düşmə nöqtəsində interfeysə bərpa olunan perpendikulyar xətt ilə eyni müstəvidə yatdıqlarını asanlıqla sübut etmək olar. Bu ən mühüm qanunlar işığın əks yolu üçün də keçərlidir. Enerjinin tərsinə çevrilməsi səbəbindən əks olunanın yolu boyunca yayılan bir şüa hadisənin yolu boyunca əks olunacaq.

Yansıtıcı cisimlərin xassələri

Obyektlərin böyük əksəriyyəti yalnız onlara düşən işıq radiasiyasını əks etdirir. Bununla belə, onlar işıq mənbəyi deyillər. Yaxşı işıqlandırılmış cisimlər hər tərəfdən aydın görünür, çünki onların səthindən radiasiya əks olunur və müxtəlif istiqamətlərə səpələnir. Bu fenomen diffuz (səpələnmiş) əks adlanır. İşıq hər hansı bir kobud səthə dəydikdə baş verir. Bədəndən əks olunan şüanın düşmə nöqtəsində yolunu müəyyən etmək üçün səthə toxunan bir təyyarə çəkilir. Sonra ona münasibətdə şüaların düşmə və əks olunma bucaqları qurulur.

Diffüz əks

Yalnız işıq enerjisinin səpələnmiş (diffuz) əks olunmasının mövcudluğuna görə işıq yaymaq qabiliyyəti olmayan cisimləri fərqləndiririk. Şüaların səpilməsi sıfır olarsa, hər hansı bir cisim bizim üçün tamamilə görünməz olacaqdır.

İşıq enerjisinin diffuz əks olunması gözlərdə xoşagəlməz hisslərə səbəb olmur. Bu, bütün işığın orijinal mühitə qayıtmaması səbəbindən baş verir. Beləliklə, radiasiyanın təxminən 85% -i qardan, 75% -i ağ kağızdan və yalnız 0,5% -i qara məxmərdən əks olunur. İşıq müxtəlif kobud səthlərdən əks olunduqda, şüalar bir-birinə münasibətdə təsadüfi olaraq yönəldilir. Səthlərin işıq şüalarını əks etdirmə dərəcəsindən asılı olaraq onlara tutqun və ya güzgü deyilir. Ancaq yenə də bu anlayışlar nisbidir. Eyni səthlər gələn işığın müxtəlif dalğa uzunluqlarında aynalı və ya tutqun ola bilər. Şüaları müxtəlif istiqamətlərə bərabər şəkildə səpən səth tamamilə tutqun sayılır. Təbiətdə praktiki olaraq belə obyektlər olmasa da, şirsiz çini, qar və rəsm kağızı onlara çox yaxındır.

Güzgü əksi

İşıq şüalarının spekulyar əks olunması digər növlərdən onunla fərqlənir ki, enerji şüaları hamar səthə müəyyən bucaq altında düşdükdə onlar bir istiqamətdə əks olunur. Bu fenomen işıq şüaları altında güzgüdən istifadə edən hər kəsə tanışdır. Bu halda, əks etdirən bir səthdir. Digər orqanlar da bu kateqoriyaya aiddir. Bütün optik hamar cisimlər güzgü (əks etdirici) səthlər kimi təsnif edilə bilər, əgər onlardakı qeyri-bərabərlik və pozuntuların ölçüsü 1 mikrondan azdırsa (işığın dalğa uzunluğundan çox deyil). Bütün belə səthlər üçün işığın əks olunması qanunları tətbiq edilir.

Müxtəlif güzgü səthlərindən işığın əks olunması

Texnologiyada tez-tez əyri əks etdirici səthə malik güzgülərdən (sferik güzgülər) istifadə olunur. Bu cür cisimlər sferik seqment kimi formalaşmış cisimlərdir. Belə səthlərdən işığın əks olunması halında şüaların paralelliyi çox pozulur. Belə güzgülərin iki növü var:

Konkav - sferanın bir seqmentinin daxili səthindən işığı əks etdirir; onlar toplama adlanır, çünki paralel işıq şüaları onlardan əks olunduqdan sonra bir nöqtədə toplanır;

Qabarıq - xarici səthdən işığı əks etdirir, paralel şüalar isə yanlara səpilir, buna görə qabarıq güzgülərə səpilmə deyilir.

İşıq şüalarını əks etdirmək üçün seçimlər

Səthə demək olar ki, paralel düşən şüa ona bir az toxunur və sonra çox küt bucaq altında əks olunur. Sonra səthə ən yaxın olan çox aşağı trayektoriya ilə davam edir. Demək olar ki, şaquli olaraq düşən şüa kəskin bucaq altında əks olunur. Bu halda artıq əks olunan şüanın istiqaməti fiziki qanunlara tam uyğun gələn şüanın yoluna yaxın olacaq.

İşığın sınması

Refeksiya həndəsi optikanın qırılma və tam daxili əksi kimi digər hadisələri ilə sıx bağlıdır. Çox vaxt işıq iki mühit arasındakı sərhəddən keçir. İşığın sınması optik şüalanmanın istiqamətinin dəyişməsidir. Bir mühitdən digərinə keçdikdə baş verir. İşığın sınmasının iki nümunəsi var:

Media arasındakı sərhəddən keçən şüa, səthə və düşən şüaya perpendikulyar keçən bir müstəvidə yerləşir;

Gəlmə bucağı və qırılma bucağı bağlıdır.

Kırılma həmişə işığın əks olunması ilə müşayiət olunur. Şüaların əks olunan və sınmış şüalarının enerjilərinin cəmi düşən şüanın enerjisinə bərabərdir. Onların nisbi intensivliyi hadisə şüasından və düşmə bucağından asılıdır. Bir çox optik alətlərin dizaynı işığın sınma qanunlarına əsaslanır.

Əvvəlcə bir az təsəvvür edək. Təsəvvür edin ki, eramızdan əvvəl isti bir yay günü, ibtidai insan balıq ovlamaq üçün nizədən istifadə edir. Onun mövqeyini görür, nişan alır və nədənsə balığın heç görünmədiyi yerə vurur. Buraxıldı? Yox, balıqçının əlində ov var! İş ondadır ki, əcdadımız indi öyrənəcəyimiz mövzunu intuitiv şəkildə başa düşüb. Gündəlik həyatda görürük ki, bir stəkan suya endirilən qaşıq əyri görünür, şüşə qabdan baxanda əşyalar əyri görünür. Mövzu: “İşığın sınması. İşığın sınması qanunu. Tamamilə daxili əks."

Əvvəlki dərslərdə iki halda şüanın taleyi haqqında danışdıq: işıq şüası şəffaf homojen mühitdə yayılarsa nə baş verir? Düzgün cavab odur ki, düz bir xəttlə yayılacaq. İki media arasındakı interfeysə işıq şüası düşəndə nə baş verir? Keçən dərsdə əks olunan şüa haqqında danışdıq, bu gün işıq şüasının mühit tərəfindən udulan hissəsinə baxacağıq.

Birinci optik şəffaf mühitdən ikinci optik şəffaf mühitə keçən şüanın taleyi necə olacaq?

düyü. 1. İşığın sınması

Əgər iki şəffaf mühitin interfeysinə şüa düşürsə, o zaman işıq enerjisinin bir hissəsi əks olunan şüa yaradaraq birinci mühitə qayıdır, digər hissəsi isə ikinci mühitə daxilə keçir və bir qayda olaraq öz istiqamətini dəyişir.

İşığın iki mühit arasındakı interfeysdən keçdiyi zaman yayılma istiqamətinin dəyişməsi deyilir işığın sınması(şək. 1).

düyü. 2. Düşmə, qırılma və əks olunma bucaqları

Şəkil 2-də bir şüa görürük; düşmə bucağı α ilə işarələnəcəkdir. Sınılan işıq şüasının istiqamətini təyin edəcək şüaya sınmış şüa deyilir. Düşmə nöqtəsindən yenidən qurulmuş interfeysə perpendikulyar və sınmış şüa arasındakı bucaq sınma bucağı adlanır; şəkildə bu γ bucağıdır. Şəkili tamamlamaq üçün əks olunan şüanın şəklini və müvafiq olaraq əks bucağı β verəcəyik. Gəlmə bucağı ilə sınma bucağı arasında hansı əlaqə var?Şüanın düşmə bucağını və hansı mühitə keçdiyini bilməklə, sınma bucağının necə olacağını proqnozlaşdırmaq olarmı? Belə çıxır ki, bu mümkündür!

Gəlmə bucağı ilə sınma bucağı arasındakı əlaqəni kəmiyyətcə təsvir edən qanun alırıq. Dalğaların mühitdə yayılmasını tənzimləyən Huygens prinsipindən istifadə edək. Qanun iki hissədən ibarətdir.

Gələn şüa, sınmış şüa və düşmə nöqtəsinə bərpa olunan perpendikulyar eyni müstəvidə yerləşir..

Düşmə bucağının sinusunun sınma bucağının sinusuna nisbəti verilmiş iki mühit üçün sabit qiymətdir və bu mühitlərdə işığın sürətlərinin nisbətinə bərabərdir.

Bu qanunu ilk tərtib edən holland alimin şərəfinə Snell qanunu adlanır. Kırılmanın səbəbi müxtəlif mühitlərdə işığın sürətindəki fərqdir. İki mühit arasındakı interfeysə müxtəlif bucaqlarda olan işıq şüasını eksperimental olaraq yönəltməklə və düşmə və sınma bucaqlarını ölçməklə sınma qanununun etibarlılığını yoxlaya bilərsiniz. Əgər bu bucaqları dəyişsək, sinuslarını ölçüb bu bucaqların sinuslarının nisbətini tapsaq, sınma qanununun həqiqətən də keçərli olduğuna əmin olarıq.

Huygens prinsipindən istifadə edərək sınma qanununun sübutu işığın dalğa təbiətinin başqa bir təsdiqidir.

Nisbi sındırma əmsalı n 21 birinci mühitdə işığın V 1 sürətinin ikinci mühitdəki işığın V 2 sürətindən neçə dəfə fərqləndiyini göstərir.

Nisbi sındırma əmsalı işığın bir mühitdən digərinə keçərkən istiqaməti dəyişməsinin səbəbinin iki mühitdə işığın fərqli sürəti olduğunun əyani sübutudur. “Mühitin optik sıxlığı” anlayışı çox vaxt mühitin optik xüsusiyyətlərini xarakterizə etmək üçün istifadə olunur (şək. 3).

düyü. 3. Mühitin optik sıxlığı (α > γ)

Əgər şüa daha yüksək işıq sürətinə malik mühitdən işıq sürəti daha az olan mühitə keçirsə, o zaman Şəkil 3-dən və işığın sınma qanunundan göründüyü kimi, perpendikulyar, yəni perpendikulyar tərəfə sıxılacaq. , qırılma bucağı düşmə bucağından kiçikdir. Bu halda şüanın daha az sıx optik mühitdən daha sıx optik mühitə keçdiyi deyilir. Məsələn: havadan suya; sudan şüşəyə qədər.

Əks vəziyyət də mümkündür: birinci mühitdə işığın sürəti ikinci mühitdəki işığın sürətindən azdır (şək. 4).

düyü. 4. Mühitin optik sıxlığı (α< γ)

Onda sınma bucağı düşmə bucağından böyük olacaq və belə bir keçidin optik cəhətdən daha sıx olandan daha az optik sıxlıqlı mühitə (şüşədən suya) keçdiyi deyilir.

İki medianın optik sıxlığı olduqca əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər, beləliklə, fotoşəkildə göstərilən vəziyyət mümkün olur (Şəkil 5):

düyü. 5. Medianın optik sıxlığında fərqlər

Daha yüksək optik sıxlığı olan bir mühitdə maye içərisində başın bədənə nisbətən necə yerdəyişməsinə diqqət yetirin.

Bununla belə, nisbi sındırma indeksi həmişə işləmək üçün əlverişli bir xüsusiyyət deyil, çünki bu, birinci və ikinci mühitdə işığın sürətindən asılıdır, lakin iki mühitin (su - hava, şüşə - almaz, qliserin - spirt, şüşə - su və s.). Cədvəllər çox çətin olardı, işləmək əlverişsiz olardı və sonra digər mühitlərdə işığın sürətinin müqayisə edildiyi bir mütləq mühit təqdim etdilər. Vakuum mütləq olaraq seçildi və işığın sürəti vakuumdakı işığın sürəti ilə müqayisə edildi.

Mühitin mütləq sınma əmsalı n- bu, mühitin optik sıxlığını xarakterizə edən və işıq sürətinin nisbətinə bərabər olan kəmiyyətdir. İLƏ vakuumda müəyyən bir mühitdə işıq sürətinə qədər.

Mütləq sındırma göstəricisi iş üçün daha əlverişlidir, çünki biz həmişə vakuumda işığın sürətini bilirik, o, 3·10 8 m/s-ə bərabərdir və universal fiziki sabitdir.

Mütləq sınma əmsalı xarici parametrlərdən asılıdır: temperatur, sıxlıq, həmçinin işığın dalğa uzunluğu, buna görə də cədvəllər adətən verilmiş dalğa uzunluğu diapazonu üçün orta refraktiv indeksi göstərir. Havanın, suyun və şüşənin sındırma göstəricilərini müqayisə etsək (şək. 6), görərik ki, hava birliyə yaxın sınma əmsalı var, ona görə də məsələləri həll edərkən onu vahid kimi qəbul edəcəyik.

düyü. 6. Müxtəlif mühitlər üçün mütləq sındırma göstəriciləri cədvəli

Medianın mütləq və nisbi qırılma əmsalı arasında əlaqəni əldə etmək çətin deyil.

Nisbi sındırma əmsalı, yəni birinci mühitdən ikinci mühitə keçən şüa üçün ikinci mühitdəki mütləq sındırma əmsalının birinci mühitdəki mütləq sınma əmsalı nisbətinə bərabərdir.

Misal üçün: = ≈ 1,16

Əgər iki mühitin mütləq sınma göstəriciləri demək olar ki, eynidirsə, bu o deməkdir ki, bir mühitdən digərinə keçərkən nisbi sındırma göstəricisi birliyə bərabər olacaq, yəni işıq şüası əslində sınmayacaq. Məsələn, anis yağından beril qiymətli daşına keçərkən, işıq praktiki olaraq əyilməyəcək, yəni anis yağından keçərkən olduğu kimi davranacaq, çünki onların sınma indeksi müvafiq olaraq 1,56 və 1,57-dir, buna görə də qiymətli daş ola bilər. sanki mayenin içində gizlənib, sadəcə olaraq görünməyəcək.

Şəffaf stəkana su töküb stəkanın divarından işığa baxsaq, indi danışılacaq tam daxili əksetmə fenomeninə görə səthdə gümüşü bir parıltı görəcəyik. İşıq şüası daha sıx optik mühitdən daha az sıx optik mühitə keçdikdə maraqlı effekt müşahidə oluna bilər. Dəqiqlik üçün işığın sudan havaya gəldiyini fərz edəcəyik. Tutaq ki, anbarın dərinliklərində bütün istiqamətlərdə şüalar yayan S nöqtəli işıq mənbəyi var. Məsələn, bir dalğıc fənəri işıqlandırır.

SO 1 şüası suyun səthinə ən kiçik bucaq altında düşür, bu şüa qismən sınır - O 1 A 1 şüası və qismən yenidən suya əks olunur - O 1 B 1 şüası. Beləliklə, düşən şüanın enerjisinin bir hissəsi sınmış şüaya, qalan enerji isə əks olunan şüaya keçir.

düyü. 7. Ümumi daxili əks

Düşmə bucağı daha böyük olan SO 2 şüası da iki şüaya bölünür: sınmış və əks olunan, lakin orijinal şüanın enerjisi onlar arasında fərqli şəkildə paylanır: sınmış şüa O 2 A 2 O 1 şüasından daha tutqun olacaq. 1 şüa, yəni daha az enerji payı alacaq və əks olunan şüa O 2 B 2 müvafiq olaraq O 1 B 1 şüasından daha parlaq olacaq, yəni daha çox enerji payı alacaq. Düşmə bucağı artdıqca, eyni nümunə müşahidə olunur - düşən şüanın enerjisinin getdikcə daha böyük bir hissəsi əks olunan şüaya və daha kiçik və daha kiçik bir hissəsi sınmış şüaya keçir. Sınılan şüa daha tutqun və sönük olur və müəyyən bir nöqtədə tamamilə yox olur; bu itmə 90 0 sınma bucağına uyğun gələn düşmə bucağına çatdıqda baş verir. Bu vəziyyətdə, sınmış OA şüası suyun səthinə paralel getməli idi, lakin getməyə heç nə qalmamışdı - SO şüasının bütün enerjisi tamamilə əks olunan OB şüasına getdi. Təbii ki, düşmə bucağının daha da artması ilə qırılan şüa olmayacaq. Təsvir edilən hadisə ümumi daxili əksdir, yəni nəzərdən keçirilən bucaqlarda daha sıx bir optik mühit özündən şüalar yaymır, hamısı onun içərisində əks olunur. Bu hadisənin baş verdiyi bucaq deyilir ümumi daxili əksin məhdudlaşdırıcı bucağı.

Məhdud bucağın qiyməti qırılma qanunundan asanlıqla tapıla bilər:

= => = arcsin, su üçün ≈ 49 0

Ümumi daxili əksetmə fenomeninin ən maraqlı və populyar tətbiqi sözdə dalğa ötürücüləri və ya fiber optiklərdir. Müasir telekommunikasiya şirkətləri tərəfindən İnternetdə istifadə olunan siqnalların göndərilməsi məhz bu üsuldur.

Biz işığın sınma qanununu əldə etdik, yeni bir anlayış - nisbi və mütləq sındırma göstəricilərini təqdim etdik, həmçinin ümumi daxili əksetmə fenomenini və fiber optika kimi tətbiqlərini başa düşdük. Dərs bölməsində müvafiq testləri və simulyatorları təhlil edərək biliklərinizi möhkəmləndirə bilərsiniz.

Huygens prinsipindən istifadə edərək işığın sınması qanununun sübutunu əldə edək. Kırılmanın səbəbinin iki fərqli mühitdə işığın sürətindəki fərq olduğunu başa düşmək vacibdir. Birinci mühitdə işığın sürətini V 1, ikinci mühitdə isə V 2 kimi işarə edək (şək. 8).

düyü. 8. İşığın sınması qanununun sübutu

Bir təyyarə işıq dalğası iki mühit arasındakı düz bir interfeysə düşsün, məsələn, havadan suya. AS dalğa səthi şüalara perpendikulyardır və MN mühiti arasındakı interfeysə əvvəlcə şüa çatır və şüa ∆t zaman intervalından sonra eyni səthə çatır ki, bu da SW-nin yoluna bərabər olacaq. birinci mühitdə işığın sürəti.

Buna görə də, B nöqtəsindəki ikincili dalğa yenicə həyəcanlanmağa başladığı anda, A nöqtəsindən gələn dalğa artıq AD radiuslu yarımkürə formasına malikdir, bu da ikinci mühitdəki işığın ∆ sürətinə bərabərdir. t: AD = ·∆t, yəni vizual hərəkətdə Huygens prinsipi . Kırılmış dalğanın dalğa səthi ikinci mühitdəki bütün ikinci dərəcəli dalğalara toxunan səthi çəkməklə əldə edilə bilər, mərkəzləri mühitlər arasındakı interfeysdə yerləşir, bu halda bu, BD müstəvisidir, zərfdir. ikincili dalğalar. Şüanın düşmə bucağı α ABC üçbucağında CAB bucağına bərabərdir, bu bucaqlardan birinin tərəfləri digərinin tərəflərinə perpendikulyardır. Deməli, SV birinci mühitdəki işığın sürətinə ∆t bərabər olacaq

CB = ∆t = AB sin α

Öz növbəsində, qırılma bucağı ABD üçbucağında ABD bucağına bərabər olacaq, buna görə də:

АД = ∆t = АВ sin γ

İfadələri terminə bölmək, əldə edirik:

n düşmə bucağından asılı olmayan sabit qiymətdir.

İşığın sınması qanununu əldə etdik, düşmə bucağının sınma bucağının sinusuna bu iki mühit üçün sabit qiymətdir və verilmiş iki mühitdə işığın sürətlərinin nisbətinə bərabərdir.

Qeyri-şəffaf divarları olan kubik qab elə yerləşdirilib ki, müşahidəçinin gözü onun dibini görməsin, CD qabının divarını tamamilə görsün. Müşahidəçinin D bucağından b = 10 sm məsafədə yerləşən F obyektini görməsi üçün qaba nə qədər su tökmək lazımdır? Gəminin kənarı α = 40 sm (şək. 9).

Bu problemi həll edərkən çox vacib olan nədir? Təsəvvür edin ki, göz qabın dibini deyil, yan divarın ifrat nöqtəsini gördüyündən və qab kub şəklində olduğundan, biz onu tökən zaman şüanın suyun səthinə düşmə bucağı olacaq. 45 0-a bərabərdir.

düyü. 9. Vahid Dövlət İmtahan tapşırığı

Şüa F nöqtəsinə düşür, bu o deməkdir ki, biz obyekti aydın görürük və qara nöqtəli xətt su olmadığı təqdirdə şüanın kursunu, yəni D nöqtəsini göstərir. NFK üçbucağından bucağın tangensi β, qırılma bucağının tangensi, əks tərəfin bitişik tərəfə nisbəti və ya rəqəmə əsasən h minus b-nin h-ə bölünməsidir.

tg β = = , h - tökdüyümüz mayenin hündürlüyü;

Ümumi daxili əks etdirmənin ən intensiv fenomeni fiber optik sistemlərdə istifadə olunur.

düyü. 10. Fiber optika

Bir işıq şüası bərk şüşə borunun ucuna yönəldilirsə, çoxlu ümumi daxili əksdən sonra şüa borunun əks tərəfindən çıxacaq. Belə çıxır ki, şüşə boru işıq dalğasının keçiricisi və ya dalğa ötürücüdür. Bu, borunun düz və ya əyri olmasından asılı olmayaraq baş verəcəkdir (Şəkil 10). Birinci işıq bələdçiləri, bu dalğa bələdçilərinin ikinci adıdır, çətin əldə edilən yerləri işıqlandırmaq üçün istifadə edilmişdir (tibbi tədqiqatlar zamanı işıq bələdçisinin bir ucuna işıq verildikdə, digər ucu isə istədiyiniz yeri işıqlandırır). Əsas tətbiqi tibb, mühərriklərin qüsurlarının aşkarlanmasıdır, lakin bu cür dalğa ötürücüləri məlumat ötürmə sistemlərində ən çox istifadə olunur. İşıq dalğası ilə siqnal ötürərkən daşıyıcı tezliyi radio siqnalının tezliyindən milyon dəfə yüksəkdir, yəni işıq dalğasından istifadə edərək ötürə biləcəyimiz məlumatın miqdarı ötürülən məlumatın miqdarından milyonlarla dəfə çoxdur. radio dalğaları ilə. Bu, zəngin məlumatı sadə və ucuz şəkildə çatdırmaq üçün əla fürsətdir. Tipik olaraq, məlumat lazer radiasiyasından istifadə edərək fiber kabel vasitəsilə ötürülür. Fiber optika böyük miqdarda ötürülən məlumatı ehtiva edən kompüter siqnalının sürətli və keyfiyyətli ötürülməsi üçün əvəzolunmazdır. Və bütün bunların əsasını işığın sınması kimi sadə və adi bir hadisə təşkil edir.

Biblioqrafiya

Tixomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (əsas səviyyə) - M.: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dik Yu.I. Fizika 10 sinif. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika - 9, Moskva, Təhsil, 1990.

Edu.glavsprav.ru ().
Nvtc.ee ().
Raal100.narod.ru ().
Optika.ucoz.ru ().

Ev tapşırığı

İşığın sınmasını təyin edin.
İşığın sınmasının səbəbini adlandırın.
Ümumi daxili əks etdirmənin ən populyar tətbiqlərini adlandırın.

İşığın müəyyən bir düşmə bucağında $(\alpha )_(pad)=(\alpha )_(pred)$ adlanır. limit bucağı, sınma bucağı $\frac(\pi )(2),\ $-a bərabərdir, bu halda sınmış şüa media arasındakı interfeys boyunca sürüşür, buna görə də sınmış şüa yoxdur. Onda refraksiya qanunundan yaza bilərik:

Şəkil 1.

Tam əks olunma vəziyyətində tənlik belədir:

qırılma bucağının real qiymətləri ($(\alpha)_(pr)$) bölgəsində həlli yoxdur. Bu halda $cos((\alpha )_(pr))$ sırf xəyali kəmiyyətdir. Fresnel düsturlarına müraciət etsək, onları formada təqdim etmək rahatdır:

düşmə bucağı $\alpha $ ilə işarələndiyi yerdə (qısalıq üçün), $n$ işığın yayıldığı mühitin sınma əmsalıdır.

Qeyd 1

Qeyd etmək lazımdır ki, qeyri-homogen dalğa ikinci mühitdə yox olmur. Deməli, əgər $\alpha =(\alpha )_0=(arcsin \left(n\right),\ then\ )$ $E_(pr\bot )=2E_(pr\bot ).$ Saxlanma qanununun pozulması müəyyən bir vəziyyətdə enerjinin №. Fresnel düsturları monoxromatik sahə, yəni sabit vəziyyət prosesi üçün etibarlı olduğundan. Bu halda enerjinin saxlanması qanunu tələb edir ki, ikinci mühitdə dövr ərzində enerjinin orta dəyişməsi sıfıra bərabər olsun. Dalğa və enerjinin müvafiq hissəsi interfeysdən ikinci mühitə dalğa uzunluğunun kiçik bir dərinliyinə nüfuz edir və orada dalğanın faza sürətindən az olan faza sürəti ilə interfeysə paralel olaraq hərəkət edir. ikinci orta. O, giriş nöqtəsinə nisbətən ofset olan bir nöqtədə birinci mühitə qayıdır.

Dalğanın ikinci mühitə nüfuz etməsi eksperimental olaraq müşahidə edilə bilər. İkinci mühitdə işıq dalğasının intensivliyi yalnız dalğa uzunluğundan daha qısa məsafələrdə nəzərə çarpır. İşıq dalğasının düşdüyü və tam əks olunduğu interfeysin yaxınlığında, ikinci mühitdə flüoresan maddə varsa, ikinci mühitin tərəfində nazik təbəqənin parıltısı görünə bilər.

Tam əks olunma, yerin səthi isti olduqda ilğımların baş verməsinə səbəb olur. Beləliklə, buludlardan gələn işığın tam əks olunması qızdırılan asfaltın səthində gölməçələrin olması təəssüratı yaradır.

Adi düşünmə şəraitində $\frac(E_(otr\bot ))(E_(pad\bot ))$ və $\frac(E_(otr//))(E_(pad//))$ münasibətləri həmişə realdır. . Tam əks olunduqda onlar mürəkkəbdirlər. Bu o deməkdir ki, bu halda dalğanın fazası sıfırdan və ya $\pi $-dan fərqli olduğu halda sıçrayış keçir. Dalğa düşmə müstəvisinə perpendikulyar qütbləşirsə, onda yaza bilərik:

burada $(\delta )_(\bot )$ istədiyiniz faza sıçrayışıdır. Həqiqi və xəyali hissələri bərabərləşdirək, bizdə:

(5) ifadələrindən əldə edirik:

Müvafiq olaraq, düşmə müstəvisində qütbləşmiş dalğa üçün aşağıdakıları əldə etmək olar:

Faza atlamaları $(\delta )_(//)$ və $(\delta )_(\bot )$ eyni deyil. Yansıtılan dalğa elliptik qütbləşəcək.

Total Reflection tətbiqi

Tutaq ki, iki eyni mühit nazik hava boşluğu ilə ayrılır. İşıq dalğası onun üzərinə məhdudlaşdırıcıdan daha böyük bir açı ilə düşür. Ola bilər ki, o, qeyri-bərabər dalğa kimi hava boşluğuna nüfuz edir. Boşluğun qalınlığı kiçikdirsə, bu dalğa maddənin ikinci sərhədinə çatacaq və çox zəifləməyəcəkdir. Hava boşluğundan maddəyə keçdikdən sonra dalğa yenidən homojenə çevriləcəkdir. Belə bir təcrübə Nyuton tərəfindən aparılmışdır. Alim düzbucaqlı prizmanın hipotenuz üzünə sferik şəkildə üyüdülmüş başqa bir prizmanı sıxdı. Bu zaman işıq ikinci prizmaya təkcə onların toxunduqları yerdən deyil, həm də təmas ətrafında kiçik bir halqada, boşluğun qalınlığının dalğa uzunluğu ilə müqayisə oluna biləcəyi yerdə keçdi. Müşahidələr ağ işıqda aparılıbsa, halqanın kənarı qırmızı rəngə sahib idi. Bu, belə olmalıdır, çünki nüfuz dərinliyi dalğa uzunluğuna mütənasibdir (qırmızı şüalar üçün mavi olanlardan daha böyükdür). Boşluğun qalınlığını dəyişdirərək, ötürülən işığın intensivliyini dəyişə bilərsiniz. Bu fenomen Zeiss tərəfindən patentləşdirilmiş yüngül telefonun əsasını təşkil etdi. Bu cihazda medialardan biri şəffaf membrandır və üzərinə düşən səsin təsiri altında titrəyir. Hava boşluğundan keçən işıq səs intensivliyindəki dəyişikliklərlə zamanla intensivliyi dəyişir. Fotoselə dəydikdə, səs intensivliyindəki dəyişikliklərə uyğun olaraq dəyişən alternativ cərəyan yaradır. Yaranan cərəyan gücləndirilir və daha da istifadə olunur.

Dalğanın nazik boşluqlardan keçməsi hadisələri optikaya xas deyil. Boşluqdakı faza sürəti mühitdəki faza sürətindən yüksək olduqda bu, hər hansı bir təbiət dalğası üçün mümkündür. Bu hadisə nüvə və atom fizikasında böyük əhəmiyyət kəsb edir.

İşığın yayılma istiqamətini dəyişdirmək üçün ümumi daxili əksetmə fenomenindən istifadə olunur. Bu məqsədlə prizmalardan istifadə olunur.

Misal 1

Məşq: Tez-tez baş verən tam əksetmə hadisəsinə misal göstərin.

Həll:

Aşağıdakı nümunəni verə bilərik. Magistral yol çox isti olarsa, o zaman asfalt səthinin yaxınlığında havanın temperaturu maksimum olur və yoldan uzaqlaşdıqca azalır. Bu o deməkdir ki, havanın sınma indeksi səthdə minimaldır və məsafə artdıqca artır. Bunun nəticəsində magistral yolun səthinə nisbətən kiçik bucaqlı şüalar tamamilə əks olunur. Diqqətinizi bir avtomobildə idarə edərkən, magistral yolun uyğun bir hissəsində cəmləsəniz, kifayət qədər irəlidə tərs hərəkət edən bir avtomobil görə bilərsiniz.

Misal 2

Məşq: Kristalın səthinə düşən işıq şüasının hava-kristal interfeysində verilmiş şüa üçün tam əks etdirmənin məhdudlaşdırıcı bucağı 400 olarsa, Brewster bucağı nə qədərdir?

Həll:

\[(tg(\alpha )_b)=\frac(n)(n_v)=n\sol(2.2\sağ).\]

(2.1) ifadəsindən əldə edirik:

(2.3) ifadəsinin sağ tərəfini (2.2) düsturu ilə əvəz edək və istədiyiniz bucağı ifadə edək:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left((\alpha )_(pred)\sağ)\ ))\sağ).\]

Hesablamaları aparaq:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left(40()^\circ \sağ)\ ))\sağ)\təqribən 57()^\circ .\]

Cavab:$(\alfa )_b=57()^\circ .$

Sinif: 11

Dərs üçün təqdimat

Geri irəli

Diqqət! Slayd önizləmələri yalnız məlumat məqsədi daşıyır və təqdimatın bütün xüsusiyyətlərini əks etdirməyə bilər. Bu işlə maraqlanırsınızsa, tam versiyanı yükləyin.

Dərsin məqsədləri:

Təhsil:

Şagirdlər “İşığın əks olunması və sınması” mövzusunu öyrənərkən əldə etdikləri bilikləri təkrar etməli və ümumiləşdirməlidirlər: bircins mühitdə işığın düzxətli yayılması hadisəsi, əks olunma qanunu, sınma qanunu, tam əks olunma qanunu.
Qanunların elmdə, texnologiyada, optik alətlərdə, tibbdə, nəqliyyatda, tikintidə, gündəlik həyatda, bizi əhatə edən aləmdə tətbiqini nəzərdən keçirək,
Əldə edilmiş bilikləri keyfiyyət, hesablama və eksperimental məsələlərin həllində tətbiq etməyi bacarmalı;

Təhsil:

tələbələrin dünyagörüşünü genişləndirmək, məntiqi təfəkkürünü və intellektini inkişaf etdirmək;
müqayisələr aparmağı və daxil olan məlumatları daxil etməyi bacarmalı;
monoloq nitqi inkişaf etdirmək, auditoriya qarşısında çıxış etməyi bacarmaq.
əlavə ədəbiyyatdan və internetdən məlumat əldə etməyi öyrətmək və təhlil etmək.

Təhsil:

fizika fənninə maraq aşılamaq;
müstəqilliyi, məsuliyyəti, inamı öyrətmək;
dərs zamanı uğur və dostluq dəstəyi vəziyyəti yaratmaq.

Avadanlıq və əyani vəsaitlər:

Həndəsi optika cihazı, güzgülər, prizmalar, reflektorlar, durbinlər, fiber optika, eksperimental alətlər.
Kompüter, video proyektor, ekran, təqdimat “İşığın əks olunması və sınması qanunlarının praktiki tətbiqi”

Dərs planı.

I. Dərsin mövzusu və məqsədi (2 dəqiqə)

II. Təkrarlama (frontal sorğu) – 4 dəqiqə

III. İşığın yayılmasının düzlüyünün tətbiqi. Problem (lövhədə). - 5 dəqiqə

IV. İşığın əks olunması qanununun tətbiqi. - 4 dəqiqə

V. İşığın sınması qanununun tətbiqi:

1) Təcrübə - 4 dəqiqə

2) Tapşırıq - 5 dəqiqə

VI İşığın tam daxili əks olunmasının tətbiqi:

a) Optik alətlər – 4 dəqiqə.

c) Fiber optika – 4 dəqiqə.

VII Mirajlar - 4 dəqiqə

VIII.Müstəqil iş – 7 dəq.

IX Dərsin yekunu. Ev tapşırığı - 2 dəq.

Ümumi: 45 dəq

Dərslər zamanı

I. Dərsin mövzusu, məqsədi, vəzifələri, məzmunu . (Slayd 1-2)

Epiqraf. (Slayd 3)

Əbədi təbiətin gözəl hədiyyəsi,
Qiymətsiz və müqəddəs bir hədiyyə,
Onun sonsuz mənbəsi var
Gözəllikdən həzz almaq:
Göy, günəş, ulduzların parıltısı,
Parlaq mavi dəniz -
Kainatın bütün mənzərəsi
Biz ancaq işıqda bilirik.
İ.A.Bunin

II. Təkrar

Müəllim:

a) Həndəsi optika. (Slayd 4-7)

İşıq homojen mühitdə düz xətt üzrə yayılır. Və ya homojen mühitdə işıq şüaları düz xətlərdir

İşıq enerjisinin keçdiyi xəttə şüa deyilir. 300.000 km/s sürətlə işığın yayılmasının düzlüyündən həndəsi optikada istifadə olunur.

Misal: Bir şüa istifadə edərək planlaşdırılmış taxtanın düzlüyünü yoxlayarkən istifadə olunur.

İşıqlı olmayan obyektləri görmək qabiliyyəti hər bir cismin üzərinə düşən işığı qismən əks etdirməsi və qismən udması ilə bağlıdır. (Ay). İşığın yayılma sürətinin daha yavaş olduğu mühit optik cəhətdən daha sıx mühitdir. İşığın sınması, mühitlər arasındakı sərhədi keçərkən işıq şüasının istiqamətinin dəyişməsidir. İşığın sınması bir mühitdən digərinə keçərkən işığın yayılma sürətindəki fərqlə izah olunur.

b) “Optik disk” cihazında əks olunma və sınma hadisəsinin nümayişi.

c) Təkrar üçün suallar. (Slayd 8)

III. İşığın yayılmasının düzlüyünün tətbiqi. Problem (lövhədə).

a) Kölgə və penumbranın əmələ gəlməsi. (Slayd 9).

İşığın yayılmasının düz olması kölgənin və penumbranın meydana gəlməsini izah edir. Mənbənin ölçüsü kiçikdirsə və ya mənbə mənbənin ölçüsünə laqeyd yanaşmaq mümkün olan məsafədə yerləşirsə, yalnız kölgə əldə edilir. İşıq mənbəyi böyük olduqda və ya mənbə obyektə yaxın olduqda, kəskin olmayan kölgələr (çətir və penumbra) yaranır.

b) Ayın işıqlandırılması. (Slayd 10).

Yer ətrafında fırlanan Ay Günəş tərəfindən işıqlandırılır, özü parılmır.

1. yeni ay, 3. birinci rüb, 5. tam ay, 7. son rüb.

c) İşığın yayılmasının düzlüyünün tikintidə, yol və körpülərin tikintisində tətbiqi. (Slayd 11-14)

d) Məsələ No 1352 (D) (tələbə lövhədə). Günəş tərəfindən işıqlandırılan Ostankino televiziya qülləsindən kölgənin uzunluğu bir anda 600 m-ə bərabər oldu; eyni anda 1,75 m hündürlüyə malik insandan kölgənin uzunluğu 2 m-ə bərabər idi.Qüllənin hündürlüyü nə qədərdir? (Slayd 15-16)

Nəticə: Bu prinsipdən istifadə edərək, əlçatmaz bir obyektin hündürlüyünü müəyyən edə bilərsiniz: evin hündürlüyü; uçurumun hündürlüyü; hündür ağacın hündürlüyü.

e) Təkrar üçün suallar. (Slayd 17)

IV. İşığın əks olunması qanununun tətbiqi. (Slayd 18-21).

a) Güzgülər (Tələbənin mesajı).

Yolda hər hansı bir obyektlə qarşılaşan işıq onun səthindən əks olunur. Əgər hamar deyilsə, bir çox istiqamətlərdə əksetmə baş verir və işıq səpələnir.Səhət hamar olduqda, ondan bütün şüalar bir-birinə paralel olaraq ayrılır və möhtəkir əksi əldə edilir.İşıq adətən beləliklə əks olunur. istirahət mayelərinin və güzgülərin sərbəst səthi. Güzgülər müxtəlif formalarda ola bilər. Onlar düz, sferik, sioyndrik, parabolik və s. Bir cisimdən çıxan işıq şüalar şəklində yayılır və güzgüyə düşərək əks olunur. Bundan sonra yenə nə vaxtsa yığışarlarsa, deyirlər ki, cismin təsvirinin hərəkəti həmin anda yaranıb. Əgər şüalar bir-birindən ayrı qalsalar, lakin müəyyən bir nöqtədə onların uzantıları birləşirsə, onda bizə elə gəlir ki, şüalar ondan çıxır və cismin yerləşdiyi yer budur. Bu, müşahidənin təxəyyülündə yaradılan virtual görüntüdür. Konkav güzgülərin köməyi ilə siz hansısa səthə təsviri proyeksiya edə və ya əks etdirən teleskopdan istifadə edərək ulduzları müşahidə edərkən olduğu kimi bir nöqtədə uzaq bir obyektdən gələn zəif işığı toplaya bilərsiniz. Hər iki halda təsvir realdır, başqa güzgülər obyekti real ölçüdə (adi yastı güzgülər), böyüdülmüş (belə güzgülər çantada aparılır) və ya kiçildilmiş (avtomobillərdə arxa görünüş güzgüləri) görmək üçün istifadə olunur. Yaranan şəkillər xəyali (virtual) olur. Və əyri, sferik olmayan güzgülərin köməyi ilə təsviri təhrif edə bilərsiniz.

V. İşığın sınması qanununun tətbiqi. (Slayd 22-23).

a) Şüşə boşqabda şüaların yolu .

b) Üçbucaqlı prizmada şüaların yolu . Qurun və izah edin. (Tələbə lövhədə)

c) Təcrübə: Kırılma qanununun tətbiqi. (Tələbənin mesajı.) (Slayd 24)

Təcrübəsiz hamamçılar tez-tez işığın sınma qanununun bir maraqlı nəticəsini unutduqları üçün böyük təhlükəyə məruz qalırlar. Onlar bilmirlər ki, refraksiya sanki suya batırılmış bütün cisimləri həqiqi mövqelərindən yuxarı qaldırır. Bir gölməçənin, çayın və ya su anbarının dibi, demək olar ki, dərinliyinin üçdə biri qədər qaldırılmış kimi görünür. Dərinliyi təyin edərkən bir səhv ölümcül ola bilən uşaqlar və ümumiyyətlə qısaboylu insanlar üçün bunu bilmək xüsusilə vacibdir. Səbəb işıq şüalarının sınmasıdır.

Təcrübə: Şagirdlərin qarşısına kubokun dibinə bir sikkə qoyun. tələbəyə görünməməsi üçün. Ondan başını çevirmədən bir fincana su tökməsini xahiş et, onda sikkə "üzən". Bir şpris ilə fincandan suyu çıxarsanız, sikkə olan dibi yenidən "aşağı düşəcək". Təcrübəni izah edin. Evdə hər kəs üçün təcrübə aparın.

G) Tapşırıq. Su anbarının sahəsinin həqiqi dərinliyi 2 metrdir. Suyun səthinə 60° bucaq altında dibə baxan insan üçün görünən dərinlik nə qədərdir. Suyun sınma indeksi 1,33-dür. (Slayd 25-26).

e) Nəzarət üçün suallar . (Slayd 27-28).

VI. Tam daxili əks. Optik alətlər

a) Ümumi daxili əks. Optik alətlər . (Tələbə mesajı)

(Slayd 29-35)

Tam daxili əksetmə işığın optik cəhətdən daha sıx mühitlə daha az sıx mühit arasındakı sərhədi vurduğu zaman baş verir. Tam daxili əksetmə bir çox optik cihazlarda istifadə olunur. Şüşə üçün məhdudlaşdırıcı bucaq müəyyən bir şüşə növünün sınma indeksindən asılı olaraq 35°-40°-dir. Buna görə də, 45° prizmalarda işıq tam daxili əksi yaşayacaq.

Sual. Nə üçün fırlanan və fırlanan prizmalardan istifadə etmək güzgülərdən daha yaxşıdır?

a) Onlar demək olar ki, 100 işığı əks etdirir, çünki ən yaxşı güzgülər 100-dən az əks etdirir. Şəkil daha parlaqdır.

c) Onların xassələri dəyişməz qalır, çünki metal güzgülər metalın oksidləşməsi nəticəsində zamanla solur.

Ərizə. Periskoplarda fırlanan prizmalardan istifadə olunur. Dürbünlərdə dönən prizmalardan istifadə olunur. Nəqliyyatda bir künc reflektoru istifadə olunur - bir reflektor; arxada - qırmızı, öndə - ağ, velosiped təkərlərinin spikerlərində - narıncı sabitlənmişdir. İşığın səthə düşmə bucağından asılı olmayaraq, işığı onu işıqlandıran mənbəyə qaytaran retroreflektor və ya optik cihaz. Bütün nəqliyyat vasitələri və yolların təhlükəli hissələri onlarla təchiz olunub. Şüşə və ya plastikdən hazırlanmışdır.

b) Təkrar üçün suallar. (Slayd 36).

c) Fiber optika . (Tələbə mesajı). (Slayd 37-42).

Fiber optik işığın tam daxili əks olunmasına əsaslanır. Liflər şüşə və ya plastikdir. Onların diametri çox kiçikdir - bir neçə mikrometr. Bu nazik liflərin bir dəstəsi işıq bələdçisi adlanır; işıq bələdçisinə mürəkkəb bir forma verilsə belə, işıq demək olar ki, itkisiz hərəkət edir. Bu, dekorativ lampalarda, fəvvarələrdəki jetləri işıqlandırmaq üçün istifadə olunur.

İşıq təlimatları telefon və digər rabitə növlərində siqnalların ötürülməsi üçün istifadə olunur. Siqnal modulyasiya edilmiş işıq şüasıdır və mis məftillər vasitəsilə elektrik siqnalının ötürülməsindən daha az itki ilə ötürülür.

Aydın təsvirləri ötürmək üçün tibbdə işıq bələdçilərindən istifadə olunur. Özofagusa “endoskop” daxil etməklə həkim mədənin divarlarını yoxlaya bilir. Bəzi liflər mədəni işıqlandırmaq üçün işıq göndərir, digərləri isə əks olunan işığı daşıyır. Nə qədər çox lif və nə qədər incə olsalar, görüntü bir o qədər yaxşı olar. Endoskop mədə və digər çətin əldə edilən nahiyələri müayinə edərkən, xəstəni əməliyyata hazırlayarkən və ya əməliyyatsız zədə və zədə axtararkən faydalıdır.

İşıq bələdçisində işıq şüşənin və ya şəffaf plastik lifin daxili səthindən tamamilə əks olunur. İşıq bələdçisinin hər iki ucunda linzalar var. Sonda obyektlə üzbəüz. lens ondan çıxan şüaları paralel şüaya çevirir. Müşahidəçiyə baxan sonunda görüntüyə baxmaq imkanı verən bir teleskop var.

VII. Mirajlar. (Tələbə deyir, müəllim tamamlayır) (Slayd 43-46).

Napoleonun fransız ordusu 18-ci əsrdə Misirdə ilğımla qarşılaşdı. Əsgərlər qarşıda “ağaclı göl” gördülər. Mirage fransız sözü olub "güzgüdəki kimi əks etdirmək" mənasını verir. Günəş şüaları hava güzgüsündən keçərək “möcüzələr” yaradır. Yer yaxşı qızdırılıbsa, havanın aşağı təbəqəsi yuxarıda yerləşən təbəqələrdən daha isti olur.

Mirage, üfüqdən kənarda yerləşən görünməz cisimlərin havada sınmış formada əks olunmasından ibarət olan, ayrı-ayrı təbəqələrinin müxtəlif temperaturları ilə aydın, sakit bir atmosferdə optik bir hadisədir.

Buna görə də hava təbəqəsinə nüfuz edən günəş şüaları heç vaxt düz getmir, əyri olur. Bu fenomen refraksiya adlanır.

Miragenin çoxlu üzləri var. Sadə, mürəkkəb, yuxarı, aşağı, yan ola bilər.

Havanın aşağı təbəqələri yaxşı qızdırıldıqda, aşağı bir ilğım müşahidə olunur - cisimlərin xəyali tərs təsviri. Bu, ən çox çöllərdə və səhralarda olur. Bu ilğım növünə Orta Asiya, Qazaxıstan və Volqaboyu ərazilərində rast gəlmək olar.

Havanın yer təbəqələri yuxarıdan qat-qat soyuqdursa, o zaman yuxarı ilğım baş verir - görüntü yerdən çıxır və havada asılır. Obyektlər olduğundan daha yaxın və hündür görünür. Bu cür ilğım səhər tezdən, günəş şüalarının hələ Yeri isitməyə vaxtı olmadığı zaman müşahidə olunur.

İsti günlərdə dənizin səthində dənizçilər havada asılı vəziyyətdə olan gəmiləri, hətta üfüqdən çox-çox uzaqlarda olan obyektləri görürlər.

VIII. Müstəqil iş. Test - 5 dəqiqə. (Slayd 47-53).

1. Düşən şüa ilə güzgü müstəvisi arasındakı bucaq 30°-dir. Yansıtma bucağı nədir?

2. Nə üçün qırmızı nəqliyyat üçün təhlükə siqnalıdır?

a) qanın rəngi ilə bağlı;

b) gözü daha yaxşı tutur;

c) ən aşağı sındırma əmsalına malikdir;

d) havada ən az dispersiyaya malikdir

3. Tikinti işçiləri niyə narıncı dəbilqə taxırlar?

a) narıncı rəng uzaqdan aydın görünür;

b) pis hava zamanı az dəyişir;

c) ən az işıq səpilməsinə malikdir;

d) əməyin mühafizəsi tələblərinə uyğun olaraq.

4. Qiymətli daşlarda işıq oyununu necə izah edə bilərik?

a) onların kənarları diqqətlə cilalanır;

b) yüksək sındırma əmsalı;

c) daş müntəzəm polihedron formasına malikdir;

d) işıq şüalarına münasibətdə qiymətli daşın düzgün yerləşdirilməsi.

5. Düşmə bucağı 15° artırılsa, düz güzgüyə düşən şüalarla əks olunan şüalar arasındakı bucaq necə dəyişəcək?

a) 30° artacaq;

b) 30° azalacaq;

c) 15° artacaq;

d) 15° artacaq;

6. Qırılma əmsalı 2,4 olarsa, almazda işığın sürəti nə qədərdir?

a) təxminən 2.000.000 km/s;

b) təxminən 125.000 km/s;

c) işığın sürəti mühitdən asılı deyil, yəni. 300000 km/s;

d) 720000 km/s.

IX. Dərsi yekunlaşdırmaq. Ev tapşırığı. (Slayd 54-56).

Şagirdlərin sinifdəki fəaliyyətinin təhlili və qiymətləndirilməsi. Şagirdlər dərsin effektivliyini müəllimlə müzakirə edir və onların fəaliyyətini qiymətləndirirlər.

1. Neçə düzgün cavab aldınız?

3. Yeni bir şey öyrəndinizmi?

4. Ən yaxşı natiq.

2) Evdə sikkə ilə təcrübə aparın.

Ədəbiyyat

Gorodetsky D.N. Fizikadan sınaq işi “Ali məktəb” 1987
Demkoviç V.P. Fizikadan məsələlər toplusu “Maarifçilik” 2004
Giancole D. Fizika. “Mir” nəşriyyatı, 1990
Perelman A.I. Əyləncəli fizika "Elm" nəşriyyatı 1965
Lansberg G.D. İbtidai fizika dərsliyi Nauka nəşriyyatı 1972
İnternet resursları

Tam daxili əksetmə fenomeni optik liflərdə işıq siqnallarını uzun məsafələrə ötürmək üçün istifadə olunur. Ən yüksək keyfiyyətli güzgü (gümüşlə örtülmüş) belə işıq enerjisinin 3%-ə qədərini udur, çünki adi güzgü əksindən istifadə istənilən nəticəni vermir. İşığı uzun məsafələrə ötürərkən işığın enerjisi sıfıra yaxınlaşır. İşıq bələdçisinə daxil olduqda, hadisə şüası, enerji itkisi olmadan şüanın əks olunmasını təmin edən məhdudlaşdırıcıdan açıq-aydın daha böyük bir açıya yönəldilir. Ayrı-ayrı liflərdən ibarət işıq bələdçiləri, məlumatların daha sürətli ötürülməsinə imkan verən cərəyan axınının sürətindən daha sürətli ötürmə sürəti ilə insan saçının diametrinə çatır.

Fiber işıq təlimatları tibbdə uğurla istifadə olunur. Məsələn, daxili orqanların müəyyən sahələrini işıqlandırmaq və ya müşahidə etmək üçün mədəyə və ya ürək nahiyəsinə işıq bələdçisi daxil edilir. İşıq bələdçilərinin istifadəsi bir ampul təqdim etmədən, yəni həddindən artıq istiləşmə ehtimalını aradan qaldırmadan daxili orqanları yoxlamağa imkan verir.

f) Refraktometriya (latınca refractus - sınmış və yunanca metreo - ölçü) - bir mühitdən digərinə keçərkən işığın sınması hadisəsinə əsaslanan analiz üsulu. İşığın sınması, yəni ilkin istiqamətinin dəyişməsi müxtəlif mühitlərdə işığın müxtəlif paylanma sürəti ilə bağlıdır.

28. İşığın qütbləşməsi. İşıq təbii və polarizasiyalıdır. Optik cəhətdən aktiv maddələr. Qütbləşmə müstəvisinin fırlanma bucağı ilə məhlulun konsentrasiyasının ölçülməsi (polarimetriya).

a) İşığın qütbləşməsi elektrik vektorunun müəyyən oriyentasiyası olan şüaların təbii işıq şüasından ayrılmasıdır.

b ) TƏBİİ İŞIQ(qütbləşməmiş işıq) - elektrik maqnit intensivliyinin bütün mümkün istiqamətləri ilə əlaqəli olmayan işıq dalğaları toplusu. sahələri tez və təsadüfi olaraq bir-birini əvəz edir. tərəfindən yayılan işıq şüalanma mərkəzi (atom, molekul, kristal qəfəs vahidi və s.), adətən xətti qütbləşir və qütbləşmə vəziyyətini 10-8 s və ya daha az saxlayır (bu, böyük yol fərqində işıq şüalarının müdaxiləsini müşahidə etmək təcrübələrindən irəli gəlir. , buna görə də müəyyən vaxt intervalının əvvəlində və sonunda yayılan dalğalar müdaxilə edə bildikdə). Növbəti şüalanma aktında işığın fərqli qütbləşmə istiqaməti ola bilər. Bir qayda olaraq, çox sayda mərkəzdən gələn radiasiya eyni vaxtda, fərqli yönümlü və statistika qanunlarına uyğun olaraq dəyişən oriyentasiya ilə müşahidə olunur. Bu şüalanma E. s.<Мн. источники света (раскалённые тела, светящиеся газы) испускают свет, близкий к Е. с., но всё же в небольшой степени поляризованный. Это объясняется прохождением света внутри источника от глубинных слоев наружу и прохождением света через среду от источника к наблюдателю (поляризация при отражении, при рассеянии света средой, дихроизм среды и т. п.). Близок к Е. с. прямой солнечный свет.

Qütbləşmiş İşıq - elektromaqnit vibrasiyaları yalnız bir istiqamətdə yayılan işıq dalğaları. Adi İŞIQ öz hərəkət istiqamətinə perpendikulyar olan bütün istiqamətlərdə yayılır. Salınma şəbəkəsindən asılı olaraq elm adamları qütbləşmənin üç növünü ayırd edirlər: xətti (planar), dairəvi və elliptik. Xətti qütbləşmiş işıqda elektrik titrəyişləri yalnız bir istiqamətlə məhdudlaşır və maqnit vibrasiyaları düz bucaqlara yönəldilir. Xətti qütbləşmiş işıq, məsələn, şüşə vərəqindən və ya suyun səthindən ƏSAS OLDUĞUNDA, işıq kvars, turmalin və ya kalsit kimi müəyyən növ kristallardan keçdikdə baş verir. Qütbləşən material əks olunduqda qütbləşən işığı yayındıraraq parıltını azaltmaq üçün qütbləşən gün eynəklərində istifadə olunur.

V) Optik cəhətdən aktiv maddələr- təbii optik aktivliyə malik media. Optik aktivlik mühitin (kristalların, məhlulların, maddənin buxarlarının) ondan keçən optik şüalanmanın (işığın) qütbləşmə müstəvisinin fırlanmasına səbəb olmaq qabiliyyətidir. Optik aktivliyin öyrənilməsi üsulu polarimetriyadır.

d) Bir çox məhlulların konsentrasiyasının təyin edilməsinin sürəti və dəqiqliyi bu üsulun optik cəhətdən çox geniş yayılmasına səbəb olmuşdur. İşığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanması fenomeninə əsaslanır.

Onlara düşən xətti qütbləşmiş işığın qütbləşmə müstəvisini döndərə bilən maddələrə optik aktiv deyilir. Saf mayelər (məsələn, turpentin), müəyyən maddələrin məhlulları (şəkərin sulu məhlulu) və bəzi karbohidratlar optik aktiv ola bilər. Qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqaməti müxtəlif maddələr üçün eyni deyil. Maddənin içindən keçən şüaya tərəf baxsanız, o zaman maddələrin bir hissəsi qütbləşmə müstəvisini saat əqrəbi istiqamətində (dekstrorotator maddələr), digər hissəsi isə əks fırlanır (levorotator maddələr). Bəzi maddələrin iki modifikasiyası var, onlardan biri qütbləşmə müstəvisini saat yönünün əksinə, digəri isə saat yönünün əksinə (kvars) fırlayır.

P polarizatorundan keçən təbii işıq müstəvi qütbləşmiş işığa çevrilir. İşıq filtri F müəyyən tezlikli işığı K kvars plitəsinə ötürür. Kvars plitəsi optik oxa perpendikulyar şəkildə kəsilir, buna görə də işıq iki qırılma olmadan bu ox boyunca yayılır. Əgər əvvəlcədən, kvars lövhəsi olmadıqda, analizator A tam qaranlığa təyin edilirsə (nikollar kəsilir), onda kvars lövhəsi təqdim edildikdə, baxış sahəsi parlaqlaşır. Tamamilə qaralmaq üçün indi analizatoru φ müəyyən bir açı ilə döndərməlisiniz. Beləliklə, kvarsdan keçən qütbləşmiş işıq elliptik qütbləşmə əldə etmədi, lakin xətti qütbləşdi; kvarsdan keçərkən qütbləşmə müstəvisi yalnız müəyyən bir açı ilə fırlanır, A analizatorunun fırlanması ilə ölçülür, kvarsın iştirakı ilə sahəni qaralmaq lazımdır. Süzgəcin dəyişdirilməsi ilə, polarizasiya müstəvisinin fırlanma bucağının müxtəlif dalğa uzunluqları üçün fərqli olduğunu tapa bilərsiniz, yəni. fırlanma dispersiyası baş verir.

Verilmiş dalğa uzunluğu üçün qütbləşmə müstəvisinin fırlanma bucağı plitənin qalınlığı d ilə mütənasibdir:

burada φ - qütbləşmə müstəvisinin fırlanma bucağı; d – boşqab qalınlığı; α – xüsusi fırlanma.

Xüsusi fırlanma dalğa uzunluğundan, maddənin təbiətindən və temperaturdan asılıdır. Məsələn, kvars λ = 589 nm üçün α = 21.7 deg/mm və λ = 405 nm üçün α = 48.9 deg/mm-ə malikdir.

Xətti qütbləşmiş işıq optik aktiv maddənin məhlulunda yayıldıqda, polarizasiya müstəvisinin fırlanma bucağı təbəqənin qalınlığından d və məhlulun konsentrasiyası C-dən asılıdır:

Şəkildə. 2 və təyin olunur: E1 – sol komponentin işıq vektoru, E2 – sağ komponentin işıq vektoru, РР – ümumi E vektorunun istiqaməti.

Hər iki dalğanın yayılma sürətləri eyni deyilsə, onda onlar maddədən keçərkən vektorlardan biri, məsələn, E1, öz fırlanmasında E2 vektorundan geri qalacaq (bax. Şəkil 2, b), yəni. nəticədə E vektoru “daha sürətli” E2 vektoruna doğru dönəcək və QQ mövqeyini tutacaq. Fırlanma bucağı φ-ə bərabər olacaqdır.

Dairəvi qütbləşmənin müxtəlif istiqamətləri ilə işığın yayılma sürətindəki fərq molekulların asimmetriyası və ya kristalda atomların asimmetrik düzülüşü ilə əlaqədardır. Qütbləşmə müstəvisinin fırlanma bucaqlarını ölçmək üçün polarimetrlər və saxarimetrlər adlanan alətlərdən istifadə olunur.

29.Atom və molekullar tərəfindən şüalanmanın və enerjinin udulmasının xüsusiyyətləri. Spektrlər (emissiya və udma) atomik, molekulyar və kristal spektrlər. Spektrometriya və onun tibbdə tətbiqi.

Atom və molekul stasionar enerji vəziyyətində ola bilər. Bu vəziyyətdə onlar nə enerji yayırlar, nə də udurlar. Enerji vəziyyətləri sxematik olaraq səviyyələr kimi təmsil olunur. Enerjinin ən aşağı səviyyəsi - əsas - əsas vəziyyətə uyğundur.

Kvant keçidləri zamanı atomlar və molekullar bir stasionar vəziyyətdən digərinə, bir enerji səviyyəsindən digərinə tullanır. Atomların vəziyyətinin dəyişməsi elektronların enerji keçidləri ilə əlaqələndirilir. Molekullarda enerji təkcə elektron keçidlər nəticəsində deyil, həm də atom vibrasiyalarının dəyişməsi və fırlanma səviyyələri arasında keçidlər hesabına dəyişə bilər. Yüksək enerji səviyyələrindən aşağı səviyyələrə keçərkən atom və ya molekul enerji verir, əks keçidlər zamanı isə udur. Əsas vəziyyətində olan bir atom yalnız enerjini qəbul edə bilər. İki növ kvant keçidi var:

1) elektromaqnit enerjisinin atom və ya molekul tərəfindən şüalanmadan və udulmadan. Bu qeyri-radiativ keçid atom və ya molekul digər hissəciklərlə, məsələn, toqquşma zamanı qarşılıqlı əlaqədə olduqda baş verir. Atomun daxili vəziyyətinin dəyişdiyi və qeyri-radiativ keçidin baş verdiyi qeyri-elastik toqquşma ilə elastik - atomun və ya molekulun kinetik enerjisinin dəyişməsi ilə, lakin daxili vəziyyətin qorunması ilə bir fərq qoyulur. ;

2) fotonun emissiyası və ya udulması ilə. Fotonun enerjisi atom və ya molekulun ilkin və son stasionar hallarının enerjiləri arasındakı fərqə bərabərdir.

Fotonun emissiyası ilə kvant keçidinə səbəb olan səbəbdən asılı olaraq iki növ radiasiya fərqlənir. Bu səbəb kortəbii olaraq daha aşağı enerji səviyyəsinə keçən daxili və həyəcanlı hissəcikdirsə, belə şüalanma kortəbii adlanır. Zaman, tezlik (müxtəlif alt səviyyələr arasında keçidlər ola bilər), yayılma istiqaməti və qütbləşmə baxımından təsadüfi və xaotikdir. Adi işıq mənbələri əsasən spontan şüalanma yayır. Şüalanmanın başqa bir növü məcburi və ya induksiyadır.Fotonun enerjisi enerji səviyyələri fərqinə bərabər olarsa, foton həyəcanlanmış hissəciklə qarşılıqlı əlaqədə olduqda baş verir. Məcburi kvant keçidi nəticəsində hissəcikdən iki eyni foton bir istiqamətə yayılacaq: biri ilkin, məcburedici, digəri isə ikinci dərəcəli, emissiyadır. Atomlar və ya molekullar tərəfindən buraxılan enerji emissiya spektrini, udulmuş enerji isə udma spektrini təşkil edir.

Heç bir enerji səviyyəsi arasında kvant keçidləri baş vermir. Seçim və ya qadağa qaydaları, keçidlərin mümkün və qeyri-mümkün və ya qeyri-mümkün olduğu şərtləri formalaşdıran müəyyən edilir.

Əksər atomların və molekulların enerji səviyyələri olduqca mürəkkəbdir. Səviyyələrin və deməli, spektrlərin strukturu təkcə bir atomun və ya molekulun quruluşundan deyil, həm də xarici amillərdən asılıdır.

Spektrlər müxtəlif məlumat mənbəyidir.

Hər şeydən əvvəl, atomlar və molekullar keyfiyyət spektral analizin tapşırığına daxil olan spektrin növü ilə müəyyən edilə bilər. Spektral xətlərin intensivliyi emissiya (udma) atomların sayını müəyyən edir - kəmiyyət spektral analiz. Bu halda, 10~5-10~6% konsentrasiyalarda çirkləri tapmaq və çox kiçik kütləli nümunələrin tərkibini müəyyən etmək nisbətən asandır - bir neçə onlarla mikroqrama qədər.

Spektrlərdən bir atomun və ya molekulun quruluşunu, onların enerji səviyyələrinin quruluşunu, böyük molekulların ayrı-ayrı hissələrinin hərəkətliliyini və s. Spektrlərin bir atom və ya molekula təsir edən sahələrdən asılılığını bilməklə, hissəciklərin nisbi mövqeyi haqqında məlumat əldə edilir, çünki qonşu atomların (molekulların) təsiri elektromaqnit sahəsi vasitəsilə həyata keçirilir.

Hərəkətli cisimlərin spektrlərinin tədqiqi optik Doppler effektinə əsaslanaraq radiasiya emitentinin və qəbuledicisinin nisbi sürətlərini təyin etməyə imkan verir.

Nəzərə alsaq ki, maddənin spektrindən onun vəziyyəti, temperaturu, təzyiqi və s. haqqında nəticə çıxarmaq olar, onda tədqiqat metodu kimi atom və molekullar tərəfindən şüalanma və enerjinin udulmasından istifadəni yüksək qiymətləndirə bilərik.

Atom (və ya molekul) tərəfindən buraxılan və ya udulan fotonun enerjisindən (tezliyindən) asılı olaraq, aşağıdakı spektroskopiya növləri təsnif edilir: radio, infraqırmızı, görünən şüalanma, ultrabənövşəyi və rentgen.

Maddənin növünə görə (spektrin mənbəyi) atomik, molekulyar spektrlər və kristal spektrlər fərqləndirilir.

MOLEKULAR SPEKTRA- eyni enerjidən molekulların kvant keçidləri zamanı yaranan udma, emissiya və ya səpilmə spektrləri. başqasına bildirir. Xanım. molekulun tərkibi, quruluşu, kimyəvi maddənin təbiəti ilə müəyyən edilir. xarici ilə ünsiyyət və qarşılıqlı əlaqə sahələr (və buna görə də onu əhatə edən atomlar və molekullarla). Naib. xarakteristikası M. s. nadir molekulyar qazlar, təzyiqlə spektral xətlərin genişlənməsi olmadıqda: belə bir spektr Doppler eni olan dar xətlərdən ibarətdir.

düyü. 1. İki atomlu molekulun enerji səviyyələrinin diaqramı: a Və b-elektron səviyyələr; u " və sən "" - vibrasiya kvant ədədləri; J" Və J"" - fırlanan kvant ədədləri.

Bir molekulda enerji səviyyələrinin üç sisteminə uyğun olaraq - elektron, vibrasiya və fırlanma (Şəkil 1), M. s. elektron vibrasiyalar toplusundan ibarətdir. və fırladın. spektrləri və geniş el-maqn diapazonunda yalan. dalğalar - radiotezliklərdən rentgen şüalarına qədər. spektrinin sahələri. Fırlanmalar arasında keçidlərin tezliyi. enerji səviyyələri adətən mikrodalğalı bölgəyə düşür (dalğa sayı 0,03-30 sm -1 miqyasında), salınımlar arasında keçid tezlikləri. səviyyələri - IR bölgəsində (400-10,000 sm -1), elektron səviyyələr arasında keçid tezlikləri - spektrin görünən və UV bölgələrində. Bu bölmə şərtidir, çünki tez-tez fırlanır. keçidlər də İR bölgəsinə düşür, salınımlar. keçidlər - görünən bölgədə və elektron keçidlər - IR bölgəsində. Tipik olaraq, elektron keçidlər vibrasiya dəyişiklikləri ilə müşayiət olunur. molekulun enerjisi və vibrasiya ilə. keçidlər dəyişir və fırlanır. enerji. Buna görə də, əksər hallarda elektron spektr elektron vibrasiya sistemlərini təmsil edir. zolaqlar və yüksək ayırdetmə spektral avadanlıqla onların fırlanması aşkar edilir. strukturu. M.-də xətlərin və zolaqların intensivliyi. müvafiq kvant keçidinin ehtimalı ilə müəyyən edilir. Naib. intensiv xətlər seçim qaydaları ilə icazə verilən keçidə uyğundur.M. s. həmçinin Auger spektrləri və rentgen spektrləri daxildir. molekulyar spektrlər(məqalədə nəzərdə tutulmayıb; bax Auger effekti, Auger spektroskopiyası, rentgen spektrləri, rentgen spektroskopiyası).

Kristalların spektrləri(optik) quruluşuna görə müxtəlifdir. Dar xətlərlə yanaşı, onlar geniş zolaqları (n tezliyinin işıq sürətinə nisbəti) ehtiva edir ilə fraksiyalardan bir neçə minə qədər. sm -1) və on minlərlə kilometrdən çox uzanan spektrin davamlı bölgələri. sm -1(santimetr. Optik spektrlər). Absorbsiya spektrlərinin infraqırmızı bölgəsində elektrik dipol momentinin dəyişməsi ilə müşayiət olunan kristal hissəciklərin vibrasiya hərəkətləri nəticəsində yaranan enerji səviyyələri arasında kvant keçidləri ilə əlaqəli zolaqlar müşahidə olunur: foton udulur və kvant yaranır. kristal qəfəsin titrəmələri - fonon. Bir neçə fononun istehsalı ilə müşayiət olunan proseslər müşahidə olunan spektri “qarışdırır” və çətinləşdirir. Həqiqi kristalda adətən struktur qüsurları olur (bax Şəkil 1). Kristallarda qüsurlar), onların yaxınlığında yerli vibrasiyalar baş verə bilər, məsələn, çirkli molekulun daxili vibrasiyası. Bu halda, spektrdə yerli vibrasiyaların qəfəs titrəyişləri ilə əlaqəsi nəticəsində yaranan mümkün “peykləri” olan əlavə xətlər yaranır. IN yarımkeçiricilər bəzi çirklər elektronların hidrogen kimi orbitlərdə hərəkət etdiyi mərkəzləri əmələ gətirir. Onlar infraqırmızı bölgədə davamlı udma zolağında (çirkli ionlaşma) bitən bir sıra xətlərdən ibarət olan udma spektri verirlər. Yarımkeçiricilərdə keçirici elektronlar və deşiklər tərəfindən işığın udulması və metallar infraqırmızı bölgədə də başlayır (bax Metal optika). Maqnetik nizamlı kristalların spektrlərində maqnonlar fononlara bənzər şəkildə özünü göstərir (bax. Fırlanma dalğaları).

Səpələnmiş işığın spektrində, işığın qəfəs titrəyişləri ilə qarşılıqlı təsiri səbəbindən, kristalın qütbləşmə qabiliyyəti dəyişdikdə, ilkin tezlik n o xətti ilə birlikdə onun hər iki tərəfində qəfəs titrəyişlərinin tezliyi ilə yerdəyişən xətlər görünür. fononların yaranmasına və ya udulmasına uyğundur (bax. Raman işığın səpilməsi, düyü. 1 ). Akustik qəfəs titrəyişləri ona gətirib çıxarır ki, işıq istilik dalğalanmalarına səpələndikdə, yayılan sıxlıq dalğalanmalarına səpilmə səbəbindən yan peyklər də mərkəzi (yeri dəyişdirilməmiş) Rayleigh xəttinin yaxınlığında görünür (bax. İşıq səpilməsi).

İnfraqırmızı bölgədən kənarda olan qeyri-metal kristalların əksəriyyəti müəyyən bir tezlik diapazonunda şəffafdır. Foton enerjisi elektronların yuxarı doldurulmuş valentlik zolağından kristalın keçiricilik zolağının aşağı hissəsinə keçməsinə səbəb olacaq qədər yüksək olduqda udma yenidən baş verir. İşığın bu intensiv öz-özünə udulmasının spektri kristalın elektron enerji zolaqlarının strukturunu əks etdirir və digər enerji zolaqları arasında keçidlər "açıldığından" görünən diapazona qədər uzanır. Özünü udma kənarının mövqeyi ideal kristalın rəngini təyin edir (qüsursuz). Yarımkeçiricilər üçün daxili udma bölgəsinin uzun dalğa sərhədi yaxın infraqırmızı bölgədə yerləşir. ion kristalları - yaxın ultrabənövşəyi bölgədə. Elektronların birbaşa keçidləri ilə yanaşı, dolayı keçidlər də bir kristalın daxili udulmasına kömək edir, bu müddət ərzində fononlar əlavə olaraq yaradılır və ya udulur. Elektronların keçiricilik zolağından valentlik zolağına keçidi rekombinasiya şüalanması ilə müşayiət oluna bilər.

Elektrostatik cazibə səbəbiylə keçirici elektron və bir çuxur bağlı bir vəziyyət yarada bilər - eksiton. Eksitonların spektri hidrogen kimi seriyalardan geniş zolaqlara qədər dəyişə bilər. Eksitonun udulma xətləri kristalın öz udulmasının uzun dalğa sərhədində yerləşir.Eksitonlar molekulyar kristalların elektron udma spektrlərinə cavabdehdirlər. Eksiton da məlumdur lüminesans.

Qüsur mərkəzlərinin yerli səviyyələri arasında elektron keçidlərin enerjiləri adətən ideal kristalın şəffaflıq bölgəsinə düşür, buna görə də onlar tez-tez kristalın rəngini təyin edirlər. Məsələn, qələvi halid kristallarında anionda lokallaşdırılmış elektronun həyəcanlanması vakansiyalar(F-rəng mərkəzi), kristalın xarakterik rənginə gətirib çıxarır. Müxtəlif çirkli ionlar (məsələn, KCl-də Tl) lüminesans mərkəzləri əmələ gətirir. kristallofosfor. Onlar elektron vibrasiya (vibronik) spektrlər verirlər. Qüsur mərkəzində elektron-fonon (vibronik) qarşılıqlı əlaqə zəifdirsə, spektrdə intensiv dar sıfır fonon xətti görünür (xəttin optik analoqu). Mössbauer effekti ), yanında çirkli kristalın dinamikasını əks etdirən strukturu olan "fonon qanad" yerləşir ( düyü. 3 ). Vibronik qarşılıqlı təsir artdıqca sıfır fonon xəttinin intensivliyi azalır. Güclü vibronik birləşmə geniş, struktursuz bantlarla nəticələnir. Radiasiyadan əvvəl vibrasiya relaksasiyası prosesində həyəcan enerjisinin bir hissəsi kristalın qalan hissəsində dağıldığı üçün lüminesans zolağının maksimumu udma zolağının uzun dalğalı tərəfində yerləşir (Stokes qaydası). Bəzən, işıq kvantının buraxıldığı vaxta qədər mərkəzdə vibrasiya alt səviyyələri arasında tarazlıq paylanması hələ qurulmamışdır və "isti" lüminesans mümkündür.

Kristalda çirklər kimi atomlar və ya keçid ionları və ya nadir torpaq elementləri varsa, tamamlanmamış f- və ya d-qabıqlar, onda kristaldaxili elektrik sahəsi ilə atom səviyyələrinin parçalanması nəticəsində yaranan alt səviyyələr arasında keçidlərə uyğun olan diskret spektral xətləri müşahidə etmək olar.

SPEKTROMETRIYA elektromaqnit spektrlərinin ölçülməsi üçün metodlar və nəzəriyyələr toplusudur. şüalanma və optika elmində maddələrin və cisimlərin spektral xassələrinin öyrənilməsi. dalğa uzunluğu diapazonu (~1 nm - 1 mm). S.-də ölçmələr istifadə edərək həyata keçirilir spektral cihazlar.