Dərs 26. Dalğa optikası. İşığın difraksiya və interferensiyası.

Dispersiya

Sındırma əmsalının işığın rəqs tezliyindən və ya dalğa uzunluğundan olan asılılığına Dispersiya deyilir.

İşığın dispersiyası normal və anormal (və ya anomal) olmaqla iki yerə bölünür:

Tezliyin artması ilə sındırma əmsalı artarsa, və ya dalğa uzunluğunun artması ilə sındırma əmsalı azalarsa, bu normal dispersiyadır.
Tezliyin artması ilə sındırma əmsalı azalarsa, və ya dalğa uzunluğunun artması ilə sındırma əmsalı artarsa, bu anormal dispersiyadır.

Üçbucaqlı prizmadan keçən ağ işıq

Ağ işıq dəstəsi üçbucaqlı prizmadan keçərkən müxtəlif rənglərə ayrılır. (Qırmızı, Narıncı, Sarı, Yaşıl, Mavi, Göy, Bənövşəyi)

Bənövşəyi işıq və qırmızı işıq

Bənövşəyi işıq

Ən çox meyl edəndir (sındırma əmsalı ən çox olandır)
Dalğa uzunluğu kiçikdir
Dalğa tezliyi böyükdür
Sürəti ən kiçik olur

Qırmızı işıq

Ən az meyl edəndir (sındırma əmsalı ən az olandır)
Dalğa uzunluğu böyükdür
Dalğa tezliyi kiçikdir
Sürəti ən böyük olur

Qeyd

Sındırma əmsalı tezliklə düz, dalğa uzunluğu ilə tərs mütənasibdir.
Vakkumda müxtəlif rəngli şüaların sürəti eynidir.

Rənglər cismlərinin xassələri

Təbiətdəki rəngarənglik ağ işığın mürəkkəb quruluşa malik olması ilə izah edilir.

Üzərinə düşən bütün şüaları qaytaran cism ağ, bütün şüaları udan cism qara cismdir.

Qırmızı cism bütün şüaları udur, qırmızını əks etdirir.

Cism ağ işığın tərkibindəki hansi rəngli işığı qaytarırsa, həmin rəng də görünür. Məsələn: Qırmızı şüşədən baxdıqda yaşıl yarpaq qara görünür.

İşıq dalğasının yayılma sürəti

İşıq dalğasının vakkumda yayılma sürəti aşağıdakı kimidir:

Koherent dalğalar

Eyni dalğa uzunluğuna və sabit fazalar fərqinə malik olan işıq dalğalarına Koherent dalğalar adlanır.

Dalğaların interferensiyası

Koherent dalğalar görüşərkən bir - birini gücləndirməsi və ya zəiflətməsi hadisəsinə Dalğaların interferensiyası deyilir.

Koherent dalğalar o zaman bir - birini gücləndirir ki, dalğaların yollar fərqi dalğa uzunluğunun tam mislinə bərabər olsun və ya yarımdalğa uzunluğunun cüt mislinə bərabər olsun:

Koherent dalğalar o zaman bir - birini zəiflədir ki, dalğaların yollar fərqi yarımdalğa uzunluğunun tək mislinə bərabər olsun:

İnterferensiyadan Səthlərin cilalanma keyfiyyətinin yoxlanılmasında və Optik şüşələrin şəffaflaşdırılmasında istifadə olunur.

Optik şüşələri şəffaflaşdırmaq üçün onun səthinə sındırma əmsalı şüşənin sındırma əmsalıdan az olan maddədən təbəqə çəkilir. Təbəqənin qalınlığı belə hesablanır:

() - Sındırma əmsalı

İşığın difraksiyası

İşıq dalğalarının dar yarıqdan keçərkən düz xətt üzrə yayılması qanunundan kənara çıxması və ya maneədən əyilərək onun arxasına keçməsi hadisəsinə İşığın difraksiyası deyilir.
Difraksiya qəfəsi - Bir - birindən bərabər məsafələrdə yerləşmiş və arxalarında qeyri - şəffaf zolaqlar olan küllü miqdarda eyni ölçülü dar yarıqlar çoxluğundan ibarətdir.

Difraksiya qəfəsi ağ işığı spektrə ayırır və işığın dalğa uzunluğunu ölçməyə imkan verir.

Onun iş prinsipi İşığın difraksiyasına və Dalğanın interferensiyasına əsaslanır.

Şəffaf zolağın eni , qeyri - şəffaf zolağın eni olarsa, qəfəsin periodu aşağıdakı kimi hesablanır:

() - Qəfəsin periodu və ya sabiti (vahidi metrdir)
() - Qəfəsin ümumi eni
() - Şəffaf zolaqların sayı

Dİfraksiya qəfəsində ən çox meyl edən Qırmızı, ən az meyl edən Bənövşəyi işıqdır.

Qəfəsin köməyi ilə alınan spektrin difraksiya maksimumlarının istiqamətini təyin edən bucağının qiymətləri belə təyin olunur:

Difraksiya qəfəsində maksimumların ən böyük tərtibi olduqda müşahidə olunur:

Difraksiya hadisəsi maneədən məsafəsində o zaman müşahidə olunar ki, aşağıdakı şərt ödənilsin:

İşıqların xassələri

İnterferensiya və Difraksiya hadisələri işığın Dalğa təbiətli olduğunu göstərir.

İşıq dalğaları Eninə dalğalardır. Turmolin kristalı ilə aparılan təcrübələr bunu təsdiq etmişdir.

Turmolin kristalından keçən işıq Polyarlaşmış işıqdır.

Kristal oxları paralel olduqda sistemdən işıq keçir, perpendikulyar olduqda isə keçmir.

İnterferessiya və difraksiya hadisələri həm Eninə, həm də Uzununa dalğalarda baş verir. Lakin Polyarlaşma hadisəsi ancaq Eninə dalğalarda baş verir.

Polyarlaşmış dalğalar

Əgər eninə dalğalarda rəqslər bir müstəvi üzrə baş verirsə, belə dalğalar Polyarlaşmış dalğalar adlanır.

Elektromaqnit dalğalarının növləri

Elektromaqnit dalğaların tezliyinə və dalğa uzunluğuna görə müxtəlif növləri vardır: Radiodalğalar, İnfra - qırmızı şüalar, Görünən şüalar, Ultrabənövşəyi şüalar, Rentgen şüalar və Qamma () şüalar.

Radiodalğalar ən böyük dalğa uzunluğuna, ən kiçik tezliyə malikdir.

şüaları isə ən kiçik dalğa uzunluğuna, ən böyük tezliyə malikdir.

Rentgen şüaları rentgen borularında olur. Katodun buraxdığı elektronlar anod gərginliyinin yaratdığı elektrik sahəsində sürətləndirilir. Elektronlar anoda dəyərək tormozlanır, təcil alır və rentgen şüalanması yaranır:

Nisbət cütdür, mənzərə dəyişmir, interferensiya işığın intensivliyi dəyişmir.

Nisbət təkdir, maximum və minimum biri digərilə yerini dəyişir. Yəni maximum alınan yerdə minimum, minimum alınan yerdə maximum olur.

Nisbət nə təkdir, nə də cütdür, maximumun interferensiya intensivliyi azalır, minimumun interferensiya intensivliyi isə artır.