3.3. Qattiq jismning qo'zg'almas o'q atrofida aylanishi, uning inersiya momenti va kinetik energiyasi.

3.4. Impuls momenti. Burchak momentining saqlanish qonuni. Aylanma harakat dinamikasining ikkinchi qonuni.

Ma’ruza № 4

4.1. Suyuqlik va gaz harakatining tavsifi. Suyuqlik va gazlarning yopishqoqligi.

4.2. Uzluksizlik tenglamasi.

4.3. Bernulli tenglamasi va undan xulosalar

5-sonli ma’ruza

5.1. Garmonik tebranishlar.

5.2. Garmonik tebranishlarni qo'shish.

5.3. Perpendikulyar tebranishlarni qo'shish.

5.4. Tebranishlarning differensial tenglamasi.

5.5. Tebranish jarayonlaridagi energiya munosabatlari.

5.6. Matematik va fizik mayatniklarning tebranishlari

5.7. Majburiy tebranishlar tenglamasi. Rezonans

6-sonli ma’ruza

6.1.Elastik muhitdagi to'lqinlar va ularning turlari. To'lqin old, tekislik va sferik to'lqinlar.

6.2. To'lqin energiyasi

6.3. Qattiq jismdagi elastik to'lqinlar

7-sonli ma’ruza

7.1. MKTning asosiy qoidalari.

Moddaning agregat holatlari

7.2. Eksperimental ideal gaz qonunlari

Avogadro qonuni

7.3. Ideal gaz holati tenglamasi

7.4. Ideal gazning molekulyar-kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi.

7.5. Maksvell qonuni molekulalarning tezlik bo'yicha taqsimlanishi.

7.6. Barometrik formula. Boltsmann taqsimoti

8-sonli ma’ruza

8.2. Ideal gazda molekulalarning to'qnashuvi va transport hodisalari

8.3. Molekulalarning o'rtacha to'qnashuvlar soni va o'rtacha erkin sayohat vaqti

8.4.Molekulalarning o'rtacha erkin yo'li

8.5. Gazlardagi diffuziya

8.6. Gazning yopishqoqligi

8.7. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligi

8.8. Osmos. Osmotik bosim

9-sonli ma’ruza

9.1 Molekulalarning erkinlik darajalari bo'yicha energiya taqsimoti

9.2. Ichki energiya

9.3. Uning kengayishi paytida gazning ishlashi

9.4. Termodinamikaning birinchi qonuni

9.5. Issiqlik quvvati. Mayer tenglamasi

9.6. Adiabatik jarayon

9.7. Politropik jarayon

9.8. Issiqlik dvigatelining ishlash printsipi. Karno sikli va uning samaradorligi.

9.9. Entropiya. Entropiyaning fizik ma'nosi. Entropiya va ehtimollik.

9.10. Termodinamikaning ikkinchi qonuni va uning statistik ma'nosi.

10-sonli ma’ruza

10.1. Haqiqiy gazlar, van der Vaals tenglamasi.

Van-der-Vaals tenglamasi gazning suyultirish paytidagi harakatini sifat jihatidan juda yaxshi tasvirlaydi, lekin qattiqlashuv jarayoni uchun yaroqsiz.

10.2 Agregatsiya va fazaviy o'tish holatlarining asosiy xarakteristikalari va qonuniyatlari.

Ikkinchi tartibli fazali o'tishlar. Suyuq geliy. Haddan tashqari suyuqlik

10.3. Suyuqlikning sirt tarangligi. Laplas bosimi.

10.4. Kapillyar hodisalar

10.5. Qattiq moddalar

Kristallardagi nuqsonlar

Kristallarning issiqlik xossalari

Suyuq kristallar

11-sonli ma’ruza

11.1. Jismlarning elektr xossalari. Elektr zaryadi. Zaryadning saqlanish qonuni

11.2. Coulomb qonuni

11.3. Elektrostatik maydon. Elektr maydon kuchi. Maydon chiziqlari.

11.4. Elektr dipol

11.5. Kuchlanish vektor oqimi. Ostrogradskiy-Gauss teoremasi

11.6. Elektrostatik maydonning ishi zaryadlarni harakatlantirishga majbur qiladi.

11.6. Potentsial. Potensial farq. Nuqtaviy zaryad, dipol, sharning potensiali.

11.7. Elektr maydon kuchi va potentsial o'rtasidagi bog'liqlik

11.8. Dielektriklarning turlari. Dielektriklarning qutblanishi.

11.9. Dielektrikdagi maydon uchun Ostrogradskiy-Gauss teoremasi. Vektorlar o'rtasidagi munosabat - siljish, - kuchlanish va - qutblanish

11.10. Elektrostatik maydondagi o'tkazgichlar

11.11. Tashqi elektrostatik maydondagi o'tkazgich. Elektr quvvati

11.12. Zaryadlangan o'tkazgich, o'tkazgich tizimi va kondansatör energiyasi

12-sonli ma’ruza

12.1. Elektr toki. Hozirgi kuch va zichlik.

12.3. Zanjirning bir jinsli kesimi uchun Om qonuni. Supero'tkazuvchilar qarshiligi.

12.4. Elektr zanjirining bir xil bo'lmagan kesimi uchun Om qonuni

12.5. Joule-Lenz qonuni. Ish va joriy quvvat.

12.6. Kirchhoff qoidalari

13-sonli ma’ruza

13.1. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining klassik nazariyasi

13.2. Termion emissiyasi. Vakuumdagi elektr toki.

13.3. Gazlardagi elektr toki. Gaz chiqarish turlari.

O'z-o'zidan gaz chiqarish va uning turlari

14-sonli ma’ruza

14.1. Magnit maydon. Oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni. Magnit induksiya vektori.

14.2. Bio-Savart-Laplas qonuni. To'g'ri chiziqli va dumaloq oqimlarning magnit maydoni.

14.3. Magnit induksiya vektorining aylanishi. Solenoid va toroid maydoni

14.4. Magnit oqimi. Gauss teoremasi

14.5. O'tkazgich va ramkani magnit maydonda oqim bilan harakatlantirish ishi

14.6. Magnit maydonning harakatlanuvchi zaryadga ta'siri. Lorents kuchi

14.7. Moddadagi magnit maydon. Magnitlanish va magnit maydon kuchi.

14.8. Materiyadagi magnit maydon uchun umumiy joriy qonun

14.9. Magnit turlari

15-ma'ruza

15.1. Elektromagnit induksiya hodisasi.

15.2. O'z-o'zini induktsiya hodisasi

15.3. Magnit maydon energiyasi

15.4. Maksvellning elektromagnit nazariyasi.

1) Maksvellning birinchi tenglamasi

2) Aralash oqimi. Maksvellning ikkinchi tenglamasi

3) Maksvellning uchinchi va to‘rtinchi tenglamalari

4) Maksvell tenglamalarining differensial ko'rinishdagi to'liq tizimi

15.5. AC

16-sonli ma’ruza

16.1. Geometrik optikaning asosiy qonunlari. Yorug'likning to'liq ichki aks etishi.

16.2. Sferik sirtda yorug'likning aks etishi va sinishi. Linzalar.

16.3. Asosiy fotometrik kattaliklar va ularning birliklari

17.1 Yorug'likning interferentsiyasi. Yorug'lik to'lqinlarining kogerentligi va monoxromatikligi. Nurlarning optik yo'l uzunligi va optik yo'l farqi.

17.2. Interferentsiya naqshlarini olish usullari.

17.3. Yupqa plyonkalarda aralashuv.

17.4. Optik qoplama

17.5. Yorug'likning diffraksiyasi va uni kuzatish shartlari. Gyuygens-Frenel printsipi. Difraksion panjara. Fazoviy panjara orqali diffraktsiya. Vulf-Bragg formulasi

17.6. Eng oddiy to'siqlardan Fresnel diffraktsiyasi.

17.7. Parallel nurlardagi diffraktsiya (Fraungofer diffraktsiyasi)

17.8. Fazoviy panjaralar orqali diffraktsiya. Vulf-Bragg formulasi.

17.9. Yorug'likning polarizatsiyasi. Tabiiy va qutblangan yorug'lik.

17.10. Yorug'likning aks ettirish va sinishi paytida qutblanishi. Brewster qonuni.

17.11. Ikki marta sinishi paytida qutblanish.

17.12. Polarizatsiya tekisligining aylanishi.

17.13. Nurning tarqalishi. Nurning yutilishi (yutilishi).

18-sonli ma’ruza

18.1. Radiatsiyaning kvant tabiati. Issiqlik nurlanishi va uning xususiyatlari. Kirchhoff qonuni. Stefan-Boltzman va Vena qonunlari.

18.2.Fotoeffektning turlari. Tashqi fotoeffekt qonunlari. Fotoelektrik effekt uchun Eynshteyn tenglamasi.

18.3. Foton massasi va impulsi. Yengil bosim. Kompton effekti.

19-sonli ma’ruza

19.2 Vodorod atomining chiziqli spektri.

19.3. Bor postulatlari. Frank va Gertsning tajribalari.

20-sonli ma’ruza

20.1.Atom yadrosi.

20.2.Yadro kuchlari.

20.3 Yadro bog'lanish energiyasi. Ommaviy nuqson.

20.4 Yadroning parchalanish reaksiyalari.

2.5.Termoyadro sintezi.

20.6.Radioaktivlik. Radioaktiv parchalanish qonuni.

Mustaqil ish tartibi

Laboratoriya va amaliy mashg'ulotlar jadvali

Mexanika kollokviumiga tayyorgarlik ko'rish uchun savollar ro'yxati

Formulalar

Ta'riflar

Imtihon uchun savollar

Laboratoriya ishi qoidalari va namunasi

17.2. Interferentsiya naqshlarini olish usullari.

Interferentsiya naqshlarini olishning bir qancha usullari mavjud: Yang usuli, Frenel nometalllari, Frenel biprizmasi va hokazo. Keling, Jung usulini batafsil ko'rib chiqaylik.

To'plamning manbai yorqin yoritilgan bo'shliqdir S(17.3-rasm), undan yorug'lik to'lqini teng masofadagi ikkita tor tirqishga tushadi va , parallel yoriqlar S. Shunday qilib, tirqishlar izchil manbalar rolini o'ynaydi. Ekranda interferentsiya namunasi kuzatiladi ( E), tirqishlardan bir oz masofada joylashgan Va . Ushbu formulada Jung interferensiyaning birinchi kuzatuvini amalga oshirdi.

17.3. Yupqa plyonkalarda aralashuv.

Doimiy qalinlikdagi plastinka. Yorug'lik to'lqini yupqa shaffof plastinka (yoki plyonka) ustiga tushganda, plastinkaning har ikki yuzasidan aks ettirish sodir bo'ladi. Natijada ikkita yorug'lik to'lqini paydo bo'ladi, ular ma'lum sharoitlarda xalaqit berishi mumkin.

Shaffof tekislik-parallel plastinkaga tekis yorug'lik to'lqini (parallel yorug'lik nuri) tushsin (17.4-rasm). Plitaning sirtlaridan aks ettirish natijasida yorug'likning bir qismi asl muhitga qaytadi.

Ikki nur manba bilan plastinkaning bir tomonida joylashgan har qanday P nuqtaga keladi. Bu nurlar interferentsion naqsh hosil qiladi.

Chiziqlar turini aniqlash uchun siz nurlarning virtual tasvirlardan chiqishini tasavvur qilishingiz mumkin S 1 va S 2 manba S, plastinkaning sirtlari tomonidan yaratilgan. Plitaga parallel joylashgan masofaviy ekranda interferentsiya chekkalari manbadan o'tadigan plastinkaga perpendikulyar markazlarga ega bo'lgan konsentrik halqalar shakliga ega. S. Ushbu tajriba manba hajmiga nisbatan kamroq qattiq talablarni qo'yadi S yuqorida muhokama qilingan tajribalarga qaraganda. Shuning uchun bu kabi mumkin S muhim yorug'lik oqimini ta'minlaydigan kichik teshikka ega yordamchi ekransiz simob chiroqni ishlating. Slyuda varag'idan (qalinligi 0,03 - 0,05 mm) foydalanib, siz to'g'ridan-to'g'ri auditoriyaning shiftiga va devorlariga yorqin interferentsiya naqshini olishingiz mumkin. Plastinka qanchalik nozik bo'lsa, interferentsiya naqshining shkalasi shunchalik katta bo'ladi, ya'ni. chiziqlar orasidagi masofa kattaroq.

Nishablari teng bo'lgan chiziqlar. Kuzatuv nuqtasi bo'lganda, tekislik-parallel plastinkaning ikki yuzasida aks ettirilgan yorug'likning interferentsiyasining alohida holati ayniqsa muhimdir. P cheksizlikda, ya'ni. kuzatish cheksizlikka moslashtirilgan ko'z bilan yoki yig'uvchi linzaning fokus tekisligida joylashgan ekranda amalga oshiriladi (17.5-rasm).

Bunday holda, ikkala nur ham keladi S Kimga P, bitta tushuvchi nur tomonidan hosil qilingan va plitaning old va orqa yuzalaridan ko'zgudan keyin bir-biriga parallel. Bir nuqtada ular orasidagi optik yo'l farqi P liniyada bo'lgani kabi DC:

Bu yerga n- plastinka materialining sinishi ko'rsatkichi. Plastinka ustidagi havo borligi taxmin qilinadi, ya'ni. . Chunki
,
(h- plastinka qalinligi, Va – yuzning yuqori qismidagi tushish va sinish burchaklari;
), keyin yo'l farqi uchun biz qo'lga kiritamiz

Shuni ham hisobga olish kerakki, to'lqin plitaning yuqori yuzasidan aks etganda, Fresnel formulalariga muvofiq, uning fazasi p ga o'zgaradi. Shuning uchun nuqtadagi buklangan to'lqinlarning fazalar farqi d P teng:

,

Qayerda - vakuumdagi to'lqin uzunligi.

Oxirgi formulaga ko'ra, yorug'lik chiziqlari qaysi joylarda joylashgan
, Qayerda m – aralashuv tartibi. Ushbu interferentsiya tartibiga mos keladigan tarmoqli plastinkaga juda aniq a burchak ostida tushgan yorug'lik tufayli yuzaga keladi. Shuning uchun bunday chiziqlar chaqiriladi aralashuvteng qiyalik chiziqlari. Agar linzalar o'qi plastinkaga perpendikulyar joylashgan bo'lsa, qirralarning markazi markazda joylashgan konsentrik halqalar shakliga ega va rasmning markazida interferentsiya tartibi maksimal bo'ladi.

Teng moyillikdagi chiziqlar nafaqat aks ettirilgan yorug'likda, balki plastinka orqali o'tadigan yorug'likda ham olinishi mumkin. Bunday holda, nurlardan biri to'g'ridan-to'g'ri, ikkinchisi esa plastinkaning ichki qismidagi ikkita ko'zgudan keyin o'tadi. Biroq, chiziqlar ko'rinishi past.

Teng moyillikdagi chiziqlarni kuzatish uchun tekislik-parallel plastinka o'rniga foydalanish qulay Mishelson interferometri (17.6-rasm). Mishelson interferometrining sxemasini ko'rib chiqamiz: z1 va z2 oynadir. Shaffof oyna kumushrang va nurni ikki qismga ajratadi - 1 va 2-chi nur. Plitalar bir xil o'lchamda, ular ikkinchi nurning yo'lidagi farqni qoplash uchun o'rnatiladi. Nurlar kogerent va interferentsiyaga ega.

Bir xil qalinlikdagi chiziqlar (xanjardan shovqin). Biz interferentsiya tajribalarini ko'rib chiqdik, bunda yorug'lik to'lqini amplitudasining manbadan bo'linishi tekislik-parallel plastinkaning sirtlarida qisman aks etishi natijasida sodir bo'ladi. Kengaytirilgan manbaga ega bo'lgan mahalliylashtirilgan chiziqlar boshqa sharoitlarda ham kuzatilishi mumkin. Aniqlanishicha, etarlicha yupqa plastinka yoki plyonka uchun (ularning sirtlari parallel va umuman tekis bo'lishi shart emas) aks ettiruvchi sirt yaqinida lokalizatsiya qilingan interferentsiya naqshini kuzatish mumkin. Bunday sharoitlarda paydo bo'lgan bantlar deyiladi bir xil qalinlikdagi chiziqlar . Oq yorug'likda interferentsiya chekkalari rangli bo'ladi. Shuning uchun bu hodisa deyiladi yupqa plyonkalarning ranglari. Sovun pufakchalarida, suv yuzasida suzuvchi neft yoki benzinning yupqa plyonkalarida, qattiqlashganda metallar yuzasida paydo bo'ladigan oksidlar plyonkalarida va hokazolarda kuzatish oson.

Keling, o'zgaruvchan qalinlikdagi plitalardan (xanjardan) olingan interferentsiya naqshini ko'rib chiqaylik.

Takozning yuqori va pastki chegaralaridan aks ettirilgan yorug'lik to'lqinining tarqalish yo'nalishlari bir-biriga to'g'ri kelmaydi (17.7-rasm). Aks ettirilgan va singan nurlar bir-biriga to'g'ri keladi, shuning uchun takozdan aks ettirilgan interferentsiya naqshini linzadan foydalanmasdan kuzatish mumkin, agar ekran nurlarning kesishish nuqtalari tekisligiga joylashtirilsa (ko'zning linzalari kerakli tekislikka joylashtirilsa). .

Interferentsiya faqat xanjarning 2-mintaqasida kuzatiladi, chunki 1-mintaqada optik yo'l farqi kogerentlik uzunligidan kattaroq bo'ladi.

Nuqtalardagi aralashuv natijasi ekran esa taniqli formula bilan aniqlanadi ,uning ichiga plyonkaning qalinligini nurning tushish nuqtasiga qo'yish ( yoki ). Nur parallel bo'lishi kerak (): agar ikkita parametr bir vaqtning o'zida o'zgarsa b va a bo'lsa, unda barqaror interferentsiya naqsh bo'lmaydi.

Takozning turli qismlaridan aks ettirilgan nurlar yo'lidagi farq teng bo'lmaganligi sababli, ekranning yoritilishi notekis bo'ladi, ekranda qorong'u va och rangli chiziqlar paydo bo'ladi (yoki oq yorug'lik bilan yoritilganda rangli bo'ladi, ko'rsatilgandek). 17.8-rasmda). Ushbu chiziqlarning har biri bir xil qalinlikdagi xanjar qismlarini aks ettirish natijasida paydo bo'ladi, shuning uchun ular deyiladi. bir xil qalinlikdagi chiziqlar .

Nyuton halqalari. 17.9-rasmda ikkita shisha plastinka qisilgan ramka ko'rsatilgan. Ulardan biri biroz konveksdir, shuning uchun plitalar bir nuqtada bir-biriga tegadi. Va bu vaqtda g'alati narsa kuzatiladi: uning atrofida halqalar paydo bo'ladi. Markazda ular deyarli rangsiz, biroz uzoqroqda ular kamalakning barcha ranglari bilan porlaydilar va chekka tomonda ular rangning to'yinganligini yo'qotadi, so'nadi va yo'qoladi.

XVII asrda zamonaviy optikaga asos solgan tajriba shunday ko'rinishga ega. Nyuton bu hodisani batafsil o'rganib chiqdi, halqalarning joylashishi va rangidagi naqshlarni topdi, shuningdek ularni yorug'likning korpuskulyar nazariyasi asosida tushuntirdi.

Ringbir xil qalinlikdagi chiziqlar , kichik egrilikdagi linzaning qavariq sharsimon yuzasi bilan aloqada bo'lgan tekis shisha yuzasi orasidagi havo bo'shlig'ida kuzatiladi.Nyuton halqalari .

Halqalarning umumiy markazi aloqa nuqtasida joylashgan. Yoritilgan yorug'likda markaz qorong'i bo'ladi, chunki havo bo'shlig'ining qalinligi to'lqin uzunligidan ancha kichik bo'lsa, interferentsiya qiluvchi to'lqinlarning fazalar farqi ikki sirtdagi aks ettirish sharoitlarining farqiga bog'liq va p ga yaqin bo'ladi. . Qalinligi h havo bo'shlig'i masofa bilan bog'liq r teginish nuqtasiga:

.

Bu erda qo'llaniladigan shart
. Oddiy bo'ylab kuzatilganda, qorong'u chiziqlar, yuqorida aytib o'tilganidek, qalinlikka mos keladi
, shuning uchun radius uchun m biz qorong'u halqani olamiz

(m = 0, 1, 2, …).

Agar linza asta-sekin shisha yuzasidan uzoqlashtirilsa, interferentsiya halqalari markazga qarab tortiladi. Masofa oshgani sayin, rasm bir xil shaklga ega bo'ladi, chunki har bir halqaning o'rnini keyingi tartibdagi halqa egallaydi. Yang tajribasida bo'lgani kabi Nyuton halqalaridan foydalanib, nisbatan oddiy vositalar yordamida yorug'likning to'lqin uzunligini taxminan aniqlash mumkin.

Shunday qilib, teng qiyalik chiziqlari doimiy qalinlikdagi plastinkani yoritish orqali olingan tarqalgan yorug'lik, turli yo'nalishdagi nurlarni o'z ichiga oladi. Bir xil qalinlikdagi chiziqlar o'zgaruvchan qalinlikdagi plastinkani yoritganda kuzatiladi(xanjar) parallel yorug'lik nurlari. Plastinka yaqinida teng qalinlikdagi chiziqlar lokalize qilinadi.

"

ARZUVLAR TARQISI

ARZUVLAR TARQISI

Yuqori maydonlarni muntazam ravishda almashtirish va pastga. kogerent yorug'lik nurlarining superpozitsiyasidan kelib chiqadigan yorug'lik intensivligi, ya'ni ular orasidagi doimiy (yoki muntazam o'zgaruvchan) fazalar farqi sharoitida (yorug'lik shovqiniga qarang). Sferik uchun Maks. intensivlik yarim to'lqinlarning juft soniga teng bo'lgan fazalar farqida, minimal intensivlik esa yarim to'lqinlarning toq soniga teng bo'lgan fazalar farqida kuzatiladi. (Teng qalinlikdagi chiziqlarga qarang).

Jismoniy ensiklopedik lug'at. - M.: Sovet Entsiklopediyasi. Bosh muharrir A. M. Proxorov. 1983 .

Boshqa lug'atlarda "INTERFERENCE PICTURE" nima ekanligini ko'ring:

interferentsiya shakli- Interferentsiya natijasida paydo bo'ladigan yorug'lik intensivligini u kuzatilayotgan joyda taqsimlash. [Tavsiya etilgan shartlar toʻplami. 79-son. Fizikaviy optika. SSSR Fanlar akademiyasi. Ilmiy-texnik terminologiya qo'mitasi. 1970] Mavzular……

interferentsiya shakli- interferencinis vaizdas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. chekka naqsh; interferentsial raqam; interferentsial tasvir vok. Interferenzbild, n rus. interferentsiya shakli, f pranc. tasvir d'aralashuvlar, f; image interferentielle, f … Fizikos terminų žodynas

difraksion naqsh- optik notekislik bilan tarqaladigan yorug'likning interferensiyasidan kelib chiqadigan interferentsiya sxemasi. [Tavsiya etilgan shartlar toʻplami. 79-son. Fizik optika. SSSR Fanlar akademiyasi. Ilmiy-texnik terminologiya qo'mitasi. 1970]…… Texnik tarjimon uchun qo'llanma

- (yunoncha hólos all, to'liq va...grafiyadan) to'lqin interferensiyasiga asoslangan ob'ektning uch o'lchovli tasvirini olish usuli. G.ning g'oyasi birinchi marta D. Gabor (Buyuk Britaniya, 1948) tomonidan ifodalangan, ammo usulning texnik amalga oshirilishi ... ...

To'lqin shovqinidan foydalanadigan o'lchash moslamasi. Ovoz va elektromagnit to'lqinlar uchun signallar mavjud: optik (ultrabinafsha, ko'rinadigan va infraqizil hududlar spektr) va turli uzunlikdagi radioto'lqinlar. I. ishlatiladi...... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

Yorug'likning interferensiyasi Yang tajribasi Yorug'likning interferentsiyasi - bir nechta kogerent yorug'lik to'lqinlarining superpozitsiyasi (superpozitsiyasi) natijasida yorug'lik intensivligini qayta taqsimlash. Bu hodisa muqobil ma... Vikipediya bilan birga keladi

"Aviatsiya" entsiklopediyasi

aralashuvni o'rganish usuli- Guruch. 1. O'rnatishning sxematik diagrammasi. Interferentsiyani tadqiqot usuli oqimlarni o'rganishning asosiy optik usullaridan biridir. Xususiyatlari I.M.I.: a) interferension qurilmalarda ikkita kogerent ... ... foydalanish "Aviatsiya" entsiklopediyasi

Fizikaning yorugʻlik bilan bogʻliq barcha hodisalar, jumladan, infraqizil va ultrabinafsha nurlanish bilan shugʻullanuvchi boʻlimi (yana q. FOTOMETRIYA; ELEKTROMAGNET NURLARI). GEOMETRIK OPTIKA Geometrik optika... ...ga asoslanadi. Collier ensiklopediyasi

Bu fizikaga aralashuv haqida maqola. Shuningdek qarang: Interferentsiya va yorug'likning shovqini Interferentsiya naqsh katta miqdor aylana kogerent to'lqinlar, to'lqin uzunligi va manbalar orasidagi masofaga qarab To'lqinlarning aralashuvi o'zaro ... Vikipediya

Keling, garmonik to'lqinlar uchun interferentsiya naqshini ko'rib chiqamiz va tavsiflaymiz.

S t va S 2 manbalari kogerent bo'lsin va sanab o'tilgan usullardan biri bilan olinadi.

S t va S 2 manbalaridan chiqadigan ikkita silindrik kogerent yorug'lik to'lqinlarini ko'rib chiqamiz, ular parallel yupqa nurli iplar yoki tor tirqishlar shakliga ega (5.4-rasm). Ushbu to'lqinlar bir-birining ustiga chiqadigan hudud interferentsiya maydoni deb ataladi. Bu butun maydon bo'ylab yorug'likning maksimal va minimal intensivligi bilan almashinadigan joylar mavjud. Agar interferentsiya maydoniga ekran qo'yilgan bo'lsa, unda interferentsiya naqshlari ko'rinadi, u o'zgaruvchan yorug'lik va quyuq chiziqlar ko'rinishiga ega. Ekran S 1 va S 2 manbalardan o'tuvchi tekislikka parallel bo'lgan degan faraz ostida bu chiziqlar kengligini hisoblaylik. Ekrandagi nuqtaning holati S 1 va S 2 chiziqlariga perpendikulyar yo'nalishda o'lchanadigan x koordinatasi bilan tavsiflanadi. simmetrik joylashgan. Biz manbalarni bir xil fazada tebranishini ko'rib chiqamiz. Rasmdan. 5.4 aniq

Demak,

Quyida tushunarli interferentsiya naqshini olish uchun d manbalari orasidagi masofa l ekrangacha bo'lgan masofadan sezilarli darajada kam bo'lishi kerakligi aniqlangan. Interferentsiya chekkalari hosil bo'ladigan masofa x ham l dan sezilarli darajada kichikdir. Bu shartlar ostida biz qo'yish mumkin , keyin

s 2 -s 1 ni n muhitning sindirish ko'rsatkichiga ko'paytirsak, biz optik yo'l farqini olamiz.

Ushbu yo'l farqi qiymatini maksimal shartga almashtirish

ga teng bo'lgan x qiymatlarida intensivlik maksimallari kuzatiladi

Mana manbalar va ekran orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan muhitdagi to'lqin uzunligi.

(5.1) qiymatni shartga almashtirish

intensivlik minimal koordinatalarini olamiz:

Ikki qo'shni intensivlik maksimali orasidagi masofani interferentsiya chegaralari orasidagi masofa va qo'shni intensivlik minimal orasidagi masofani interferentsiya chegarasining kengligi deb ataymiz. (5.2) va (5.3) formulalardan kelib chiqadiki, chiziqlar orasidagi masofa va chiziqning kengligi bir xil qiymatga ega, ya'ni

Formula (5.4) ga ko'ra, chiziqlar orasidagi masofa d manbalari orasidagi masofa kamayishi bilan ortadi. d bilan l bilan solishtirish mumkin bo'lsa, chiziqlar orasidagi masofa l bilan bir xil tartibda bo'ladi, ya'ni mikronning bir necha o'ndan bir qismi bo'ladi. Bunday holda, alohida chiziqlar butunlay farqlanmaydi. Interferentsiya sxemasi aniq bo'lishi uchun yuqorida ko'rsatilgan shart bajarilishi kerak: d<

Agar bir manbadan chiqadigan yorug'lik ma'lum bir tarzda, masalan, ikkita nurga bo'linib, keyin bir-birining ustiga qo'yilsa, u holda nurlarning superpozitsiyasi hududidagi intensivlik bir nuqtadan ikkinchisiga o'zgaradi. Bunday holda, ba'zi nuqtalarda maksimal intensivlikka erishiladi, bu ikki nurning intensivligi yig'indisidan kattaroqdir va intensivlik nolga teng bo'lgan minimal. Bu hodisa yorug'lik interferensiyasi deb ataladi. Agar o'rmalovchi yorug'lik nurlari qat'iy monoxromatik bo'lsa, u holda interferentsiya har doim sodir bo'ladi. Bu, albatta, haqiqiy yorug'lik manbalariga taalluqli emas, chunki ular qat'iy monoxromatik emas. Tabiiy yorug'lik manbasining amplitudasi va fazasi doimiy tebranishlarga duchor bo'ladi va ular juda tez sodir bo'ladi, shuning uchun inson ko'zi yoki ibtidoiy jismoniy detektor bu o'zgarishlarni aniqlay olmaydi. Turli manbalardan keladigan yorug'lik nurlarida tebranishlar mutlaqo mustaqil bo'ladi, bunday nurlar o'zaro bog'liq emas; Bunday interferentsiya manbalari bir-birining ustiga qo'yilganda, umumiy intensivlik alohida yorug'lik nurlarining intensivligi yig'indisiga teng bo'lmaydi;

Interferentsiya qiluvchi yorug'lik nurlarini ishlab chiqarish usullari

Xalaqit beradigan yorug'lik nurlarini ishlab chiqarishning ikkita umumiy usuli mavjud. Ushbu usullar interferometriyada ishlatiladigan asboblarni tasniflash uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Ulardan birinchisida bir-biriga yaqin joylashgan teshiklardan o'tayotganda yorug'lik nurlari bo'linadi. Bu usul to'lqin frontiga bo'linish usuli deb ataladi. Bu faqat kichik yorug'lik manbalaridan foydalansangiz qo'llaniladi.

Yorug'likning interferensiyasini ko'rsatadigan birinchi eksperimental qurilma Young tomonidan yaratilgan. Uning tajribasida monoxromatik nuqta manbasidan yorug'lik yorug'lik manbasidan teng masofada bir-biriga yaqin joylashgan shaffof bo'lmagan ekrandagi ikkita kichik teshikka tushdi. Ekrandagi bu teshiklar ikkinchi darajali yorug'lik manbalariga aylandi, ulardan chiqadigan yorug'lik nurlarini kogerent deb hisoblash mumkin. Ushbu ikkilamchi manbalarning yorug'lik nurlari bir-birining ustiga chiqadi va ularning bir-biriga yopishgan hududida interferentsiya naqshlari kuzatiladi. Interferentsiya naqshlari yorug'lik va qorong'i chiziqlar to'plamidan iborat bo'lib, ular interferentsiya chekkalari deb ataladi. Ular bir-biridan teng masofada joylashgan va ikkilamchi yorug'lik manbalarini bog'laydigan chiziqqa to'g'ri burchak ostida yo'naltirilgan. Interferentsiya chekkalari ikkilamchi manbalardan ajralib chiqadigan nurlarning bir-birining ustiga chiqishi mintaqasining istalgan tekisligida kuzatilishi mumkin. Bunday interferentsiya chekkalari mahalliylashtirilmagan deb ataladi.

Ikkinchi usulda yorug'lik nuri qisman aks ettiruvchi va qisman nurni uzatuvchi bir yoki bir nechta sirt yordamida bo'linadi. Ushbu usul amplituda bo'linish usuli deb ataladi. U kengaytirilgan manbalar uchun ishlatilishi mumkin. Uning afzalligi shundaki, uning yordami bilan oldingi bo'linish usulidan ko'ra ko'proq intensivlikka erishiladi.

Amplitudani bo'lish yo'li bilan olinadigan interferentsiya naqshini, agar shaffof materialning tekis-parallel plitasi kvazimonoxromatik yorug'likning nuqta manbasidan yorug'lik bilan yoritilsa, olinishi mumkin. Bunday holda, ikkita nur yorug'lik manbai bilan bir tomonda joylashgan har qanday nuqtaga keladi. Ulardan ba'zilari plastinkaning yuqori yuzasidan, ikkinchisi esa pastki yuzasidan aks ettirilgan. Yoritilgan nurlar interferensiya qilib, interferentsiya naqshini hosil qiladi. Bunday holda, plastinkaga parallel bo'lgan tekisliklardagi chiziqlar halqalar shakliga ega bo'lib, o'qi plastinka uchun normaldir. Bunday halqalarning ko'rinishi yorug'lik manbasining kattaligi oshishi bilan kamayadi. Agar kuzatish nuqtasi cheksizlikda bo'lsa, u holda kuzatish cheksizlikka moslashtirilgan ko'z bilan yoki teleskop linzalarining fokus tekisligida amalga oshiriladi. Plastinaning yuqori va pastki yuzalaridan aks ettirilgan nurlar parallel. Plyonkaga bir xil burchak ostida tushayotgan nurlarning interferensiyasi natijasida hosil bo'lgan chiziqlar teng nishabli chiziqlar deb ataladi. (Teklik-parallel plastinkadagi interferensiya haqida ko'proq ma'lumot olish uchun "Yupqa plyonkalardagi shovqin" bo'limiga qarang)

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

Mashq qilish	Yang tajribasida ikkinchi yorqin chiziq qanday holatda, agar tirqishlar orasidagi masofa b bo'lsa, tirqishlardan ekrangacha bo'lgan masofa l ga teng. Yoriqlar to'lqin uzunligi teng bo'lgan monoxromatik yorug'lik bilan yoritilgan.
Yechim	Teshiklardan ( va ) ekranga yorug'lik o'tish holatini Yang tajribasida tasvirlaymiz (1-rasm). Ekran teshiklar joylashgan tekislikka parallel. 1-rasm asosida nurlar yo'lidagi farqni topamiz: Yorug'lik nurlarining shovqini uchun maksimal shart ("Yorug'lik shovqini" bo'limiga qarang): Muammoning shartlariga ko'ra, bizni ikkinchi interferentsiya chegarasining o'rni qiziqtiradi, shuning uchun: . (1.1) va (1.2) iboralarni qo'llash orqali biz quyidagilarni olamiz: (1.3) formuladan ifodalaymiz:
Javob	m

2-MISA

Mashq qilish	Yang tajribasida ikkilamchi manbadan chiqadigan nurlardan birining yoʻliga shu nurga perpendikulyar sindirish koʻrsatkichi n boʻlgan yupqa shisha plastinka qoʻyilgan. Bunday holda, markaziy maksimal m maksimal soni ilgari egallagan pozitsiyasiga o'tadi. Yorug'likning to'lqin uzunligi bo'lsa, plastinkaning qalinligi qanday bo'ladi?
Yechim	Plastinka mavjudligida nurlar yo'lidagi farqni, nurning plastinkaga normal bo'ylab tushishini hisobga olib, biz quyidagicha yozamiz:

Har bir nuqtada kosmosda tarqaladigan ikkita to'lqin ularning tebranishlarining geometrik yig'indisini beradi. Ushbu printsip to'lqin superpozitsiyasi deb ataladi. Bu qonun aql bovar qilmaydigan aniqlik bilan kuzatiladi. Biroq, kamdan-kam hollarda buni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Bu to'lqinlar murakkab muhitda tarqaladigan, ularning intensivligi (amplitudasi) juda katta bo'lgan holatlarga taalluqlidir. Bu tamoyil ma'lum bir muhitda tarqaladigan elektromagnit to'lqinlarning ma'lum soniga muhitning o'zi juda o'ziga xos tarzda javob berishini anglatadi - u faqat bitta to'lqinga reaksiyaga kirishadi, go'yo yaqin atrofda boshqalar yo'q. Matematik jihatdan bu tanlangan muhitning istalgan nuqtasida elektromagnit maydonning kuchi va induksiyasi barcha birlashtirilgan maydonlarning magnit induksiyalari va intensivliklarining vektor yig'indisiga teng bo'lishini anglatadi. Elektromagnit to'lqinlarning superpozitsiyasi printsipi tufayli yorug'likning diffraktsiyasi va interferensiyasi kabi hodisalar paydo bo'ladi. Ular jismoniy nuqtai nazardan qiziqarli, bundan tashqari, ular o'zlarining go'zalligi bilan hayratda qolishadi.

Interferentsiya nima?

Bu hodisa faqat maxsus sharoitlarda ko'rib chiqilishi mumkin. Yorug'lik aralashuvi - bu bir-biri bilan almashinadigan zaiflash va kuchayish bantlarining shakllanishi. Muhim shartlardan biri elektromagnit to'lqinlarning (yorug'lik nurlarining) bir-biriga superpozitsiyasi bo'lib, ularning soni ikki yoki undan ortiq bo'lishi kerak. Turuvchi to'lqin - bu alohida holat. Shuni ta'kidlash kerakki, interferensiya nafaqat yorug'lik uchun qo'llaniladigan sof to'lqin effektidir. Aks ettirilgan yoki tushayotgan to'lqinda superpozitsiya natijasida hosil bo'lgan doimiy to'lqinda intensivlik maksimallari (antinodlar) va bir-biri bilan almashinadigan minimal (tugunlar) kuzatiladi.

Asosiy shartlar

To'lqinlarning interferensiyasi ularning kogerentligi bilan bog'liq. Bu atama nimani anglatadi? Kogerentlik - to'lqinlarning fazadagi izchilligi. Agar turli manbalardan kelgan ikkita to'lqin bir-birining ustiga qo'yilsa, ularning fazalari tasodifiy o'zgaradi. Yorug'lik to'lqinlari atomlarning nurlanishining natijasidir, shuning uchun ularning har biri juda ko'p sonli tarkibiy qismlarning superpozitsiyasi natijasidir.

Minimallar va maksimallar

Kosmosdagi umumiy to'lqinlarning "to'g'ri" kuchayishi va zaiflashuvi paydo bo'lishi uchun qo'shilgan komponentlar tanlangan nuqtada bir-birini bekor qilishlari kerak. Ya'ni, fazalar farqi doimo bir xil bo'lib qolishi uchun uzoq vaqt davomida elektromagnit to'lqinlar antifazada bo'lishi kerak edi. Maksimal ko'rsatkich komponent to'lqinlari bir xil fazada bo'lganda, ya'ni ular kuchaytirilganda paydo bo'ladi. Yorug'likning interferensiyasi ma'lum bir nuqtada doimiy fazalar farqi sharoitida kuzatiladi. Va bunday to'lqinlar kogerent deb ataladi.

Tabiiy manbalar

Yorug'lik interferensiyasi kabi hodisani qachon kuzatish mumkin? Tabiiy manbalardan chiqadigan elektromagnit to'lqinlar bir-biriga mos kelmaydi, chunki ular turli atomlar tomonidan tasodifiy ravishda yaratilgan, odatda bir-biri bilan mutlaqo mos kelmaydi. Atom tomonidan chiqarilgan har bir alohida to'lqin sinus to'lqinining segmenti bo'lib, o'zi bilan mutlaqo mos keladi. Shunday qilib, manbadan keladigan bir yorug'lik oqimini ikki yoki undan ortiq nurlarga bo'lish va keyin hosil bo'lgan nurlarni bir-birining ustiga qo'yish kerak. Bunday holda biz yorug'lik interferensiyasi kabi hodisaning minimal va maksimallarini kuzatishimiz mumkin bo'ladi.

To'lqinlarning bir-biriga mos kelishini kuzatish

Yuqorida aytib o'tilganidek, yorug'lik interferensiyasi juda keng tushuncha bo'lib, unda yorug'lik nurlarini qo'shish natijasi individual nurlarning intensivligiga teng bo'lmaydi. Ushbu hodisa natijasida fazoda energiyaning qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi - o'sha minimal va maksimallar hosil bo'ladi. Shuning uchun interferentsiya naqshlari shunchaki quyuq va engil chiziqlar almashinishidir. Agar siz oq yorug'likdan foydalansangiz, chiziqlar turli xil ranglarda bo'yalgan bo'ladi. Ammo kundalik hayotda yorug'lik aralashuviga qachon duch kelamiz? Bu juda tez-tez sodir bo'ladi. Uning namoyon bo'lishiga asfaltdagi yog 'dog'lari, sovun pufakchalari, ularning nurli tuslari, qotib qolgan metall yuzasida yorug'lik o'ynashi va ninachi qanotlaridagi naqshlar kiradi. Bularning barchasi nozik plyonkalarda yorug'likning aralashuvidir. Aslida, bu ta'sirni kuzatish ko'rinadigan darajada oson emas. Agar ikkita butunlay bir xil chiroq yonayotgan bo'lsa, unda ularning intensivligi qo'shiladi. Lekin nima uchun hech qanday shovqin ta'siri yo'q? Bu savolga javob eng muhim shart - to'lqin kogerentligining bunday superpozitsiyasining yo'qligidadir.

Frenel biprizmasi

Interferentsiya naqshini olish uchun biz manbani olamiz, bu biprizmaning chetiga parallel ravishda o'rnatilgan tor yoritilgan tirqishdir. Undan kelayotgan to'lqin biprizmaning yarmida sinishi tufayli ikkiga bo'linadi va ekranga ikki xil yo'l bilan etib boradi, ya'ni yo'l farqiga ega bo'ladi. Ekranda, uning biprizma yarmining yorug'lik nurlari bir-biriga yopishgan qismida, o'zgaruvchan qorong'u va yorug'lik chiziqlari paydo bo'ladi. Qon tomir farqi ba'zi sabablarga ko'ra cheklangan. Har bir nurlanish aktida atom o'zining sinusoidalligini saqlab, fazoda va vaqt ichida tarqaladigan to'lqin poezdini (elektromagnit to'lqinlar tizimi) chiqaradi. Bu poezdning davomiyligi atomdagi zarrachaning (elektronning) tabiiy tebranishlarini susaytirishi va bu atomning boshqalar bilan to'qnashuvi bilan chegaralanadi. Agar siz oq yorug'likni biprizma orqali o'tkazsangiz, nozik plyonkalarda bo'lgani kabi ranglarning interferentsiyasini ko'rishingiz mumkin. Agar yorug'lik monoxromatik bo'lsa (ba'zi gazlardagi yoy zaryadidan), u holda interferentsiya shakli oddiygina yorug'lik va quyuq chiziqlar bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, turli rangdagi to'lqin uzunliklari har xil, ya'ni yorug'lik turli xil rangda bo'lib, to'lqin uzunliklarining farqi bilan tavsiflanadi.

Ustlangan to'lqinlarni olish

Ideal yorug'lik manbai lazer (kvant generatori) bo'lib, u o'z tabiatiga ko'ra rag'batlantirilgan nurlanishning izchil manbai hisoblanadi. Kogerent lazer poyezdining uzunligi minglab kilometrga yetishi mumkin. Aynan kvant generatorlari tufayli olimlar zamonaviy optikaning butun bir sohasini yaratdilar, ular kogerent deb atadilar. Fizikaning ushbu sohasi texnik va nazariy yutuqlar nuqtai nazaridan nihoyatda istiqbolli.

Effektni qo'llash sohalari

Keng ma'noda "yorug'lik aralashuvi" tushunchasi energiya oqimining fazodagi modulyatsiyasi va bir nechta elektromagnit to'lqinlarning (ikki yoki undan ko'p) kesishishi sohasida uning nurlanish holati (polyarizatsiya) dir. Ammo bu effekt qayerda qo'llaniladi? Yorug'lik shovqinidan foydalanish turli xil texnologik va sanoat sohalarida mumkin. Masalan, bu hodisa qayta ishlangan mahsulotlarning sirtlarini, shuningdek, qismlardagi mexanik va issiqlik kuchlanishlarini aniq nazorat qilish va turli ob'ektlarning hajmlarini o'lchash uchun ishlatiladi. Yorug'lik shovqini mikroskopiya, infraqizil va optik spektroskopiyada ham qo'llanilgan. Bu hodisa zamonaviy uch o'lchamli golografiya va faol Raman spektroskopiyasi asosida yotadi. Interferensiya, misollardan ko'rinib turibdiki, asosan yuqori aniqlikdagi o'lchovlar va turli muhitlarda sinishi ko'rsatkichlarini hisoblash uchun ishlatiladi.