Оптика пәнінен дәрістік конспектлер

Жарық толқыны өте қысқа электромагниттік толқын болғандықтан , толқын фронтының ені де өте тар болуы мүмкін. Мұндай ені тар толқын фронтының екі шетіндегі сәулелері практикалық жағдайда өзара қосылып бір ғана сызық болып байқалады. Сондықтан ені өте тар жарық толқындарының таралуы жарық сәулесі делінеді.

Электромагниттік толқындар радиотолқындарға, инфрақызыл сәулелерге, көрінетін сәулелерге, ультракүлгін сәулелерге, рентген сәулелеріне және γ-сәулелерге бөлінеді. Бұлар өзінің физикалық табиғаты ғана емес, электромагниттік сәуленің шығару және тіркеу амалдары бойынша да бір-бірінен өзгеше болады. Сондықтан бұлардың арасында шұғыл ауысулар болмайды, бөліктер өзара қабаттасып жатады, ал бұлардың арасындағы шекаралар шартты түрде болады.

Радиотолқындар деп ұзындығы 0,1 мм-ден артық электромагниттік толқындарды айтамыз. Оларды: өте ұзын толқындар (λ›10-1 км, ν‹30 кГц); ұзын толқындар (λ=10-1 км, ν=30-300 кГц); орташа толқындар (λ=1 км-100м, ν=300 кГц-3 МГц); қысқа толқындар (λ=100-10 м, ν=3-30 МГц); өте қысқа толқындар (ультрақысқа) (λ‹10 м, ν›30 МГц) толқындарға бөледі. Толқын ұзындығы λ‹1 м, жиілігі ν›300 МГц толқындарды микротолқындар немесе аса жоғары жиіліктегі толқындар деп атаймыз. Инфрақызыл, көрінетін және ультракүлгін сәулелер оптикалық сәуле деп аталады, бұл сәулелер спектрдің оптикалық аймағын құрайды. Аймақтың осылай бөлінуіне спектрдің тиісті бөліктерінің жақындығы ғана емес бұларды зерттеу үшін қолданылатын аспаптардың ұқсастығына да байланымты. Оптикалық спектр аймағы инфрақызыл сәуленің шартты шекарасынан (λ=2 мм, ν=1,5 ∙10^-11 Гц) бастап ультаркүлгін сәуленің шартты шекарасына дейінгі (λ=10^-6 см, ν=3 ∙10¹⁰ Гц) дейінгі аралықты алып жатады.

Инфрақызыл сәуле деп толқын ұзындығы шамамен λ=1 мм – 0,76 мкм аралығында жататын электромагниттік сәулені айтады. Олар шыныдан, кварйтан, флюориттен, тастұздан өте алады. Олардың мөлдірліктері әртүрлі. Инфрақызыл сәулелерді ағылшын астрономы В. Гершель (1800ж) Күн жарығы спектрінің түрлі бөліктерінің әсерін зерттей келіп ашқан. Бұл сәулелердің λ=0,76 мкм-1,3 мкм аралығын ғана суретке түсіріп алуға болады., олардан ұзын жағын бақылау үшін жарықтың жылулық әсерін пайдаланатын құралдарды қолданады.

Көрінетін сәулелер электромагниттік толқындар шкаласының λ=760 нм – 400 нм авралығында жатады. Ең алғаг (1666ж) Күннің жарығын шыны призмадан өткізіп жіктеген Ньютон болды. Зертханаларда көрінетін ақ жарықты спектрлерге жіктеу үшін үш жақты призма немесе дифракциялық тор қолданылады. Көрінетін сәулелер мынадай 7 түстерден тұрады:

Қызыл λ=(760– 640) нм;

Қызғылт сары λ=(640 – 595) нм;

Сары λ=(595 – 565) нм;

Жасыл λ=(565 – 492) нм;

Көгілдір λ=(492 – 455) нм;

Көк λ=(455 – 424) нм;

Күлгін λ=(424 – 400) нм.

Бұлар шыныдан өте алады. Бұларды көзбен көріп бақылаумен қатар, оның фотосуретін түсіріп алуға да болады.

Ультракүлгін сәулелер деп толқые ұзындығы λ0,4 мкм-1 нм аралығында жататын электромагниттік сәулелерді айтады. Ультракүлгін сәулелер шыныдан өтпейді, кврцтан, флюориттен және тастұздан өте алады. Олар көзге көрінбейді. Ультаркүлгін сәулелерді неміс физигі Риттер (1801ж) олардың AgCl –ға ететін әсерін зерттеу арқылы ашқан Бұл спектрді фотоға түсіріп алуға болады.

Рентген сәулелері жылдам зарядталған бөлшектердің тежелуінен пайда болады, сондай-ақ атомдардың электрондық қабықшаларының ішінде болатын процесстердің әсерінен болады. Толқын ұзындықтары λ=50∙10^-3 нм.

Γ-сәулелер элементар бөлшектердің айналуынан болады.