Оқу білім кешені оптика пәні бойынша
S=EH. (12) Умов-Пойнтинг векторының бағыты E мен Н векторларына перпендикуляр, сондықтан (12) өрнекті векторлық формада жазуға болады: S
жүктеу/скачать 1,93 Mb.
|
e8882c031a67573584e3f4e6456c4514f9028060
- Бұл бет үшін навигация:
- Когерент толқындар туралы.
| S=EH. (12)
Умов-Пойнтинг векторының бағыты E мен Н векторларына перпендикуляр, сондықтан (12) өрнекті векторлық формада жазуға болады: S=E H. ( 13) Умов-Пойнтинг векторының бағыты электромагниттік толқын жылдамдығы бағытына дәл келеді де, энергия таралатын бағытты көрсетеді. Жарық электромагниттік толкындардың бір түрі болғандықтан жарық толқыны тасымалдайтын энергия ағыны Умов-Пойнтинг векторымен өрнектеледі. Умов-Пойнтинг векторының орташа мәні (s) электромагниттік толқын интенсивтігі деп аталады. Егер жазық монохромат толқын өрісінің кернеулігі (8) формула арқылы өрнектелсе, (7) өрнекті еске ала отырып (12) формула бойынша мәнін табуға болады, сонда (14) мұндағы — электр өрісі кернеулігінің амплитудасы. Сөйтіп, электромагниттік толқын интенсивтігі электр өрісі кернеулігінің амплитудасының квадратына тура пропорционал болады. Бұл анықтама жарық толқыны интенсивтігіне де қолданылады. Когерент толқындар туралы. Жарықтың, толкындық табиғаты интерференция құбылысынан айқын білінеді. Бұл құбылысты табиғи жағдайда да жиі байқауға болады. Мысалы, суға тамған май мен мұнай кілегейлеріне, сабын көпіршігне және слюданың жұка қабыршағына күн сәулесі түскенде, олардың беттері қызыл-жасыл болып кұлпырып тұрады. Мұнда жолақтардың түрлі түсті болуы көпіршік пен сүйыққа ақ жарық түскендіктен болады. Егер сабын көпіршігіне түсетін ақ жарықтың жолына, мысалы, жасыл шыны қойылса, онда көпіршіктің бетінде тек аралықтары қара-қоңыр жасыл жолақтар байқалады. Басқаша айтқанда жұқа пленканың бетіне бір түсті (монохромат) жарық түсірілсе, сонда аралары қара-қоңыр жолақпен бөлінген бір түсті жолақтар байқалады, бірақ олардың жарықталынуы бірдей болмайды. Осындай жарық және қара-қоңыр жолақтардың пайда болуы — жұқа пленка беттерінен шағылған жарық толқындары бірімен-бірі қосылысқанда олардың бірін-бірі күшейту немесе әлсірету себебінен болады. Бұл құбылыс жарықтың интерференциясы деп аталады. Интерференция құбылысы тек жарық толкындарына ғана тән емес, мысалы, су бетімен таралған толқындар да, дыбыс толқындары да интерференцияланады. Осындай механикалық толқындардың интерференциясы жалпы толқындар теориясында қарастырылады. Бұл жөнінде біз тек мынаны еске саламыз. Егер бір система толқындарының өркештері мен сайлары екінші система толқындарының өркештері мен сайларына дәл келсе (фазалары бірдей болca), онда толқындар системасы бірін-бірі күшейтеді, ал керісінше, біреулерінің өркештері екіншілерінің сайларына дәл келсе (фазалары қарама-қарсы болса), онда толқындар бірін-бірі әлсіретеді. Осындай интерференциялық бейнелер (картиналар) байқалу үшін кеңстіктің әрбір нүктесінде қосылатын толқындар фазаларынын айырмасы бақылау кезінде өзгермеуі, яғни тұрақты болуы тиіс. Осындай фазаларының айырмасы уакытқа байланыса өзгермейтін толқындар когерент толқындар деп аталады. Осыған сай когерент толқындар шығаратын толқын көздері когерент көздер делінеді. Механикалық толқындар таралтатын тербеліс кездерін өзара когерент етіп алуға болады. Бірақ кәдуілгі екі жарық көзі когерент бола алмайды. Оның жайы мынадай. Жарық толқындарын белгілі бір процесс болғанда заттың атомдары немесе молекулалары шығарады. Зерттеу нәтижелеріне қарағанда әрбір атом (не молекула) өте аз уақыт, шамамен секундтай ғана, үздіксіз жарық шығарып тұрады, одан соң оның жарық беруі тоқталады. Бірақ ондай атомдар біраз уақыт өткен соң тағы да жарық бере бастауы мүмкін, сонда бұл жаңа шыққан жарық толқындары мен алғашқы жарық толқындарының фазаларының ешбір байланысы болмайды. Сонымен бақылау нүктесіне фазалары әрқилы, тәртіпсіз өзгеретін толқындар түседі де біраз уақыт қортқы тербеліс амплитудасы өте үлкен болып, одан соң кеми келе ақыры нольге айналып кетуі мүмкін. Осының нәтижесінде ол нүктенің жарықталынуы өзгеріп тұрады. Жарық толқындарының фазалары өте шапшаң өзгеретіндіктен алынған нүктедегі жарықтың осылай лезде өзгеруін бақылап болмайды, оның тек орташа мәні ғана байқалынады. Егер берілген нүктеге жетіп қосылысқан жарық толқындарының фазаларының айырмасы бақылау кезінде өзгермей, тұрақты болса, яғни толқындар когерент болса, сонда алынған нүктедегі күрделі тербеліс амплитудасы өзгермейді, оның мәні үлкен болса — жарықталыну зор, кіші болса — жарықталыну нашар болады, басқаша айтқанда тиянақты интерференциялық бейне байқалады. Сөйтіп когерент жарық толқындар ғана интерференциялана алады. Сөйтіп жеке атомдардан таралатын жарық толқындарының фазалары тәртіпсіз өзгеріп отыратыи болғандықтан, тіпті нүктедей кішкене екі жарық көзі де өзара когерент болмайды. Алайда когерент жарық толқындары табиғатта кездесіп отырады, сондай когерент толқындар бір қосақ жарық толқынының «екі айрылуы» нәтижесінде пайда болады. Тәжірибе жасап интерференция кұбылысын бақылағанда осы жағдай пайдаланылады. Бір ескеретін нәрсе: жарықтың интерференция және дифракция кұбылыстарының негізгі қасиеттерін жарықты тек толқындық процесс деп қарап, оның электромагниттік тербеліс екендігін айтпай-ақ, ұғынуға болады. жүктеу/скачать 1,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|