Білім беру бағдарламасының атауы мен шифры 6B07105-Химиялық инжиниринг, 6В07106 Электроэнергетика

Энергетикалық жарықтылық шамасы - жарық шығарушы бет әлементінің жарық күшінің осы әлементтің жазықтыққа проекциясының ауданына қатынасы арқылы анықталады, бұл жағдайда жазықтық бақылау бағытына перпендикуляр орналасқан. Жарықтылықтыңөлшем бірлігі- ватт бөлінген стерадиан метрдің шаршысы (Вт/ср·м²).

Энергетикалық жарықталу шамасы - жарық ағынының бірлік ауданға түсуі арқылы сипатталатын шама. Жарықталудыңөлшем бірлігі - ватт бөлінген метрдің шаршысы (Вт/м²).

Оптикалық өлшеулерде пайдаланылатын әр түрлі қабылдағыштардың таңдау (сұрыптау, ажырату) қабілеті бар. Олардың әрқайсысы түрлі толқын ұзындықтарының әнергиясын сезу қисығымен сипатталады.

Жарық өлшеулері субъективті және объективті әнергетикалық өлшеулерден өзгеше болғандықтан, олар үшін тек көрінетін жарықты сипаттауға арналған жарық бірліктері енгізіледі.

Халықаралық бірліктер (СИ) жүйесіндеIжарық күшінегізгі бірлік болып табылады. Оның өлшем бірлігі кандела (кд) – жиілігі 540·10¹² герц монохромат жарық шығаратын жарық көзінің берілген бағытындағы жарық күші. Ал оның осы бағыттағы әнергетикалық жарық күші 1/683 Вт/ср.

Жарық ағыныныңФ (оптикалық жарықтың қуаты) өлшем бірлігі – люмен (лм): 1лм дегеніміз – 1 ср денелік бұрыштың ішінде жатқан жарық күші 1 кд-ға тең нүктелік жарық көзінен шыққан жарық ағыны (1лм=1кд·ср).

Жарқырау шамасыR – ауданы S жарық бетінен шығатын толық жарық ағыны. Жарқырау шамасыныңөлшем бірлігі – люмен бөлінген метрдің шаршысы (лм/м²).

Жарық көзінің Вжарықтылығы деп жарық көзінен берілген бағытта денелік бұрыш ішінде таралған жарық ағынының сол бұрышқа және жарық көзінің көрінер бетіне қатынасы айтылады.Жарықтылық шамасыныңөлшем бірлігі - канделла бөлінген метрдің шаршысы (кд/м²).

Жарықталу шамасы E деп жарық түскен S беттің бірлік ауданына келетін жарық ағынын айтады. Жарықталу шамасының өлшем бірлігі – люкс (лк): 1лк – бетінің ауданы бір шаршы метрге түсетін 1лм жарық ағыны (1лк=1лм/м²).

1. 
   Ерсейітов Ү.Е. Жалпы физика. Оқу құралы. -Алматы: Эверо, 2014.
   
2. 
   Дуаметұлы Б. Жалпы физика курсының негіздері. Оқу құралы. -Алматы: ҚазҰТУ, 2012.
   
3. 
   Нуркасымова С.Н. Физика. Оқу құралы. - Алматы : CyberSmith, 2017.
   
4. 
   Грабовский Р.И. Курс физики. -СПб: Лань, 2016.
   

Толқын пакеті. Топтық жылдамдық. Жарық толқындарының интерференциясы. Когеренттілік. Ньютон сақинасы. Гюйгенс-Френель принципі. Френель аймақтары әдісі. Френель дифракциясы. Фраунгофер дифракциясы. Бір саңылаудағы және көп саңылаудағы дифракция. Толқын пакеті. Топтық жылдамдық. Жарық толқындарының интерференциясы. Когеренттілік. Ньютон сақинасы. Гюйгенс-Френель принципі. Френель аймақтары әдісі. Френель дифракциясы. Фраунгофер дифракциясы. Бір саңылаудағы және көп саңылаудағы дифракция.

1. 
   Жарық толқындарының интерференциясы. Когеренттілік
   

Гюйгенс принципін пайдалана отырып, жарықтың шағылу және сыну заңдары қорытып шығаруға болады.

Айталық, екі ортаның бөліну шекарасына I бойымен бағытталған жазық толқын түссін (АВ – жазық толқын). (t - уақытында) жарық фронты ВС қашықтығын жүрсе, екінші ретті толқындардың фронты А нүктесінен АD қашықтығын жүреді. Жарық шағылғанда: , сәйкесінше .

Жарық сынғанда: t – уақытында түскен толқынның фронты ВС=v₁t жол жүреді, ал сынған толқынның фронты - AD=v₂ t.

Бірнеше тербелмелі немесе толқындық үрдістердің уақыт және кеңістік бойынша үйлесімді (өзара байланысты) өтуі когеренттілік деп аталады.

Жиілігі белгілі бір мәнге тең және тұрақты болатын толқындар монохромат толқындар деп аталады. Монохромат толқындар – когерентті толқындар болып табылады.

Табиғи жарық көздері монохромат жарық шығармайды, сондықтан кез келген бір-бірінен тәуелсіз жарық көздері шығаратын толқындар әрқашан когерентті бола бермейді. Жарық көзінде атомдар жарық шығарады, ал олардың әрқайсысы өте аз ≈10^-8с уақыт аралығында жарық шығарады.

Тек осы уақыт аралығында ғана атом шығаратын толқындардың амплитудасы мен тербелу фазасы тұрақты болады.

Монохромат емес жарық көзін атомдар шығаратын бір - бірін алмастыратын қысқа гормониялық импулсьтердің жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Осы жиынтық толқындық цуг деп аталады.

Бір цугтың орташа жалғасу уақыты когеренттілік уақыты деп аталады.

Егер толқын бір текті ортада таралатын болса, онда тербелу фазасы кеңістіктің белгілі бір нүктесінде тек когеренттілік уақытында ғана сақталады. Бұл уақыт аралығында толқын вакуумда жол жүреді, осы жүрген жол когеренттілік ұзындығы (немесе цугтың ұзындығы) деп аталады. Сол себепті жарық интерференциясын, пайдаланып отырған жарық көзі үшін, тек когеренттілік ұзындығынан аз оптикалық жол айырымдарда бақылау мүмкін.

Уақыттық когеренттілік - толқынның монохроматтық дәрежесімен анықталатын тербелістердің когеренттілігі. Осы тербелістер кеңістіктің белгілі бір нүктесінде орын алады. Уақыттық когеренттілік тек толқынның фазалық айырмасы берілген нүктеде π-ге тең болғанша жалғасады.

Когерентілік ұзындығы - когеренттілік уақыт аралығында толқынның жүріп өткен жолы.

Толқынның цугы таралу бағытына перпендикуляр жазықтықта екі нүктенің арасындағы фазалық айырымның кездейсоқ өзгерісі осы нүктелердің арақашықтығының өсуімен бірге өседі.

Кеңістіктік когеренттілік - тербелістердің бір уақыт мезетіндегі, бірақ осындай жазықтықтың әр түрлі нүктелеріндегі когеренттілік.Егер осы нүктелерде фазалардың айырмасы π -ге тең болса,кеңістіктік когеренттілік жоғалады.

Кеңістіктік когеренттіліктің ұзындығы (когеренттілік радиусы):

мұндағы λ - толқын ұзындығы, –фазалар айырмасы.

Жарық интерфренциясын бақылау үшін жарық көздері шығаратын толқындар кеңістіктік когерентті болу керек.Екі немесе одан да көп когерентті жарық толқындарының кеңістікте қабаттасуынан пайда болатын құбылыс жарық интерференциясы деп аталады. Жарық толқындарының кеңістікте қабаттасуының нәтижесінде кеңістіктің әр түрлі нүктелерінде қорытқы толқынның амплитудасы күшейеді немесе әлсірейді.

Айталық, берілген M нүктесінде циклдік жиілігі екі монохромат толқын екі тербеліс тудырсын және М нүктесіне дейін бір толқын сыну көрсеткіші n₁ ортадан фазалық жылдамдықпен s₁ жол жүрсін, ал екінші толқын n₂ ортадан фазалық жылдамдықпен s₂ жолын жүрсін:

Қорытқы тербелістің амплитудасы:

Қорытқы толқынның интенсивтілігі :

М нүктесінде пайда болған тербелістердің фазаларының айырмасы төмендегі өрнекпен анықталады:

(мұндағы; - толқынның вакуумдағы ұзындығы).

Жарық толқынының берілген ортадағы s жолының геометриялық ұзындығының осы ортаның n сыну көрсеткішіне көбейтіндісі жолдың оптикалық ұзындығы деп аталады:

Толқындардың жүрген жолдарының оптикалық ұзындықтарының айырмасы жолдың оптикалық айырмасы деп аталады.

Интерференцияның максимум шарты: егер оптикалық жол айырмасы вакуумдағы толқын ұзындықтарының бүтін санына тең болса (жарты толқынның жұп санына):

Онда және М нүктесінде пайда болған тербелістер бірдей фазада таралады.