1- дәріс. Кіріспе жарықтың табиғаты жайындағы ілімнің дамуы. ХVІІ ғасырдың аяқ кезінде жарықтың табиғаты жайында екі түрлі ғылыми түсінік болды: жарықтың корпускулалық теориясы мен-жарықтың толқындық теориясы
Жоғары шағылдырушы интерференциялық қабаттар
жүктеу/скачать 5,21 Mb.
|
лекция оптика
| Жоғары шағылдырушы интерференциялық қабаттар. Егер линзаның бос бетіне сыну кӛрсеткіші (n> nc,) және оптикалық қалыңдығы nd=0/4 болатын қабыршақты қойса, онда шағылу коэффициенті ұлғаяды. Шындығында, берілген жағдайда жарты толқынның жойылуы қабыршақтың алдыңғы бетінде ғана болады және екі толқын бірін бірі күшейтеді (жол айырымы 0/4+ 0/4+0/2=0 құрады, бұл фаза айырымының 2–ға сәйкес). Егер кӛп қабатты беттер сыну кӛрсеткіштері үлкен және кішкентай ӛзара алмасатын қабаттардан тұрса, ал оптикалық ендері 0/4-ке тең болса, жүйенің шағылу коэффициенті ең үлкен болады.
2-сурет
Кӛп қабатты қаптауларда когерентті жарық шоқтардың үлкен сандары қабаттасқанда кӛпсәулелі интерференция байқалынады. Берілген жағдайда интерференциялық максимумдар екі когерентті жарық шоқтарына қарағанда, едәуір жіңішке және жарық. Амплитудалары бірдей жарық тербелістерінің қорытқы амплитудасы интенсивтіліктің максимумында N есе, ал интенсивтілік N2 есе жеке шоқтан гӛрі үлкен болады (N–интерфе-ренцияланатын шоқтар саны).
2-суретте мысал ретінде кезектелетін мырыш сульфиді (ZnS) және криолиттің (Na3AlF6) мӛлдір қабыршақтарынан тұратын кӛпқабатты қаптау шыныға жағылғаны кӛрсетілген. Қабыршақтардың оптикалық қалыңдықтары бірдей. (nidi=0/4); сыну кӛрсеткіші үлкен диэлектриктің екі қабатының арасында сыну кӛрсеткіші кіші қабат орналасады. Қабыршақтар бӛлігінің шекарасында соның нәтижесінде интерференцияланатын 1, 2, 3, ... сәулелердің үлкен санынан тұратын жүйенің шағылуы пайда болады. Берілген жағдайда барлық шағылған толқындар синфазалы және бірін бірі күшейтеді. Толқын ұзындығының 0-ге жақын кейбір бір облысы үшін (n1d1= n2d2=...=0/4 шартын қанағат-тандыратын) ені кішірейген сайын интерференцияланатын шоқтар саны кӛбейетін максимумдар алынады. Мысалы 0550 нм үшін жеті қабатты жүйенің шағылу коэффициенті 96% жуық болады (ӛткізу коэффициенті 3.5% және жұтылу коэффициенті <0.5%). Интерференция құбылысы интерферометрлердің – оптикалық қондырғылардың құрылысы негізінде жатады, интерферометрлердің кӛмегімен кеңістікте жарық шоғын екі немесе одан да кӛп когерентті шоқтарға бӛлуге және олардың арасына анықталған жол айырымын құруға болады. Осы шоқтар қосылғанда интерференциялық бейне пайда болады. Когерентті шоқтар алу әдістері кӛп, сондықтан интерферометрлердің конструкциялары да кӛп. Интерференцияланатын жарық шоқтарының санына байлнысты интерферометрлер екісәулелі және кӛпсәулеліге бӛлінеді. 3-сурет
Майкельсон интерферометрі - екісәулелі интерферометр. Оның принципиалдық сұлбасы 3-суретте кӛрсетілген. Монохроматты жарық S жарық кӛзінен жазық паралелль Р, плас-тинкасына 450 бұрышпен түседі. S-тен алыстатылған жағы күмістелген және жартылай мӛлдір пластинка сәулені екіге бӛледі: 1-сәуле (күмістелген қабаттан шағылады) және 2-сәуле пластинка арқылы ӛтеді. 1 - сәуле М1 айнадан шағылады және кері қайтып, Р1 плас-
тинка арқылы ӛтеді (1-сәуле). 2-сәуле М2 айнаға барып және кері қайтқанда Р1 пластинкадан шағылады (2/сәуле). Сәулелердің біріншісі Р1 пластинкадан екі рет ӛтетіндіктен, жол айырымын компенсациялау үшін екінші сәуленің жолына Р2 пластинка қойылады (Р1 пластинка сияқты, бірақ күміс қабатпен қапталмаған). 1/ және 2/ когерентті болғандықтан М1 айна мен М2 айнаның М2/ жалған кескінінің арасындағы ауалық қабатындағы интерференцияға сәйкес олардың интерференциясы бақыланады. Шоқтардың оптикалық жол айырымы 2OC OB 2l (l – М1 және М2 арақашықтығы). Егер М2 айнаны М1 және М2/ параллель болатындай етіп орналастырсақ, онда тең кӛлбеу жолақтар бақыланады (центрлес сақиналар), ал егер М1 және М2/ ауа сынасын құраса, онда тең қалыңдықты жолақтар (параллель сызықтар) бақыланады. Егер интерференциялық бейне сәл ығысса, онда айналардың ығысуы жайында мәлімет алуға болады. Сондықтан Майкельсон интерферометрін денелердің ұзындығын, толқын ұзын-дықтарды, температура ӛзгергенде денелердің ұзындығының ӛзгеруін ӛлшеуге пайдалануға болады. Егер Майкельсон интерферометрін микроскоппен біріктірсе оны микроинтерферометр деп атайды. Микроинтерферометр кӛмегімен мысалы, металл бетте-ріндегі микрокедір-бұдырын анықтауға болады. Сонымен қатар интерференциялық рефрактометрлерді мӛлдір денелердің сыну кӛрсеткіштерінің температураға, қысымға және т.б. байланысты ӛзгеруін дәл ӛлшеуге пайдаланады. Кӛпсәулелі интерферометрдің мысалы ретінде Фабри–Перо интерферометрін қарастырамыз (4-сурет). Ол екі шыны немесе Р1 және Р2 кварц пластинкаларынан тұрады. Олардың ішкі беттері жазық, ӛзара параллель және оларға шағылу коэффициенті ӛте жоғары айналық қаптау жағылған (). Сыртқы беттерінен шағылған жарықты жою үшін оларды ішкі беттерімен үлкен бұрыш құрай алмайтындай дайындайды. Пластинкалар біріне бірі қатысты перпендикуляр бағытта жылжи алады. 4-сурет
Жарықтың параллель шоғы (4–суретте кӛрсетілгендей) айнадан кӛп рет шағылу нәтижесінде кӛршілес параллель когеренттік шоқтарды құрайды. Олардың жол айырымы тұрақты 2n h cosr және интенсивтіліктері ӛзгеше. Кӛпсәулелі интерференция нәтижесінде линзаның фокальды жазықтығында интерференциялық бейне пайда болады, ол центрлес сақиналардың орны келесі шарттан анықталады: m . Фабри–Перо интерферометрі күрделі сәулені спектрге жіктейді, сондықтан ажырату қабілеті жоғары спектрлік қондырғы ретінде пайдаланылады.
жүктеу/скачать 5,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|