ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін

1. 
   Гюйгенс-Френель принципі.
   
2. 
   Френельдің зоналық әдісі.
   
3. 
   Френель дифракциясы.
   
4. 
   Фраунгофер дифракциясы.
   
5. 
   Бір саңылаудағы және көп саңылаудағы дифракция.
   
6. 
   Спектрлік жіктелу. Голография.
   

Дифракция деп толқындардың жолындағы бөгеттерді орай өтуін немесе толқынның түзу сызықты таралуынан кедергінің маңында кез-келген ауытқуын айтады. Бұл құбылыс дыбыс толқындарында жақсы байқалады. Мысалы, дыбыс үй сыртында да естіледі, себебі дыбыс толқыны үй бұрышын айналып өтеді. Жарық та электромагниттік толқын, сол себепті жарық үшін дифракция құбылысы орын алады.

Дифракция құбылысы Гюйгенс принципімен түсіндіріледі. Гюйгенс принціпі бойынша мезеттегі толқын майданы белгілі болса, келесі () мезеттегі толқын майданын анықтауға болады. Өйткені толқын майданының әрбір нүктесі толқын көзі болып табылады. Бұл екінші реттік толқындарды ораушы жаңа толқын майданы болып табылады. Толқын майданы бөгетке келгенде оның әрбір нүктесі екінші толқын көзі болып шығады. Осы толқындардың ораушысы саңылаудан өткен толқынның майданы болып табылады. Гюйгенс принціпі толқындық майданның таралу бағытын анықтауға мүмкіндік береді, ал амплитудасы, оған сәйкес әр түрлі бағыттағы таралатын толқын интенсивтілігі анықталмайды. Себебі толқын амплитудасының квадраты жарық интенсивтілігін береді. Гюйгенс принципін толықтыратын Френельдің ұсынған тәсілі бұл кемістікті жояды.

Френельдің -ші зонасының ауданы Бұл формула -ға байланыссыз болғандықтан зоналардың аудандары бірдей болады. Зоналардың саны артқан сайын зоналардың нүктесінен қашықтығы арта береді. Олай болса зоналардан келетін жарықтың интенсивтілігі кеми береді және зоналардың саны артқан сайын бұрышы үлкейе береді де нүктесіне әсері азая береді. Осы жағдайда

Жуықтап алғанда -ші зонаның амплитудасы

-ші зонаның радиусын

Сонымен Гюйгенс-Френель принціпі біртекті ортада жарықтың түзу сызықты таралуын да түсіндіре алады.

Жазық жарық толқындардың немесе параллель сәулелердің дифракциясын Фраунгофер дифракциясы дейді. Бұл жарық көзі мен бақылау нүктесі дифракцияция тудырушы бөгеттен шексіз алыс орналасқан жағдайда орын алады. Ол үшін нүктелік көзді жинағыш линзаның фокусына орналастыру қажет те, дифракциялық бейнені бөгеттің арғы орналастырылған екінші жинағыш линзаның фокальдық жазықтығында қарастыру керек.

Сонымен, егер Френель зоналарының саны жұп болса

нүктесінде дифракциялық минимум болады, ал егер Френель зоналарының саны тақ болса

максимум болады.

Дифракциялық тор деп өте дәл құралдың көмегімен ара қашықтықтары бірдей параллель сызықтар (жолақтар) жүргізілеген мөлдір пластинаны айтады.

Бас максимум шарты

Бас минимум шарты

және Вульф-Бреггтер шарты деп атайды. (

Рентген сәулелерінің дифракциясы негізгі екі бағытта қолданылады:

1. Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы белгілі болғанда және өлшей отырып кристалдардың жазықтық аралық қашықтығын (), яғни заттың құрылымын анықтауға болады анықтауға болады. Осы әдіс рентгено-құрылымдық сараптау делінеді.Вульф-Брегг формуласы электрондар мен нейтрондардың дифракциясы үшін де дұрыс болады.

2. Кристалдық тордың тұрақтысы белгілі болғанда және -ді өлшей отырып түскен рентген сәулесінің толқын ұзындығын () анықтауға болады. Бұл тәсілді рентген-спектроскопия дейді.

Бақылау сұрақтары:

1. 
   Гюйгенс-Френель принципі.
   
2. 
   Френельдің зоналық әдісі.
   
3. 
   Френель дифракциясы.
   
4. 
   Фраунгофер дифракциясы.
   
5. 
   Бір саңылаудағы және көп саңылаудағы дифракция.
   
6. 
   Спектрлік жіктелу. Голография.
   

1. 
   Савельев И.В. Жалпы физика курсы. т. 1,2,3, Алматы, Мектеп, 1977
   
2. 
   Трофимова Т.И. Курс физики, М.,Высшая школа, 1985ж.
   
3. 
   Зисман Г.А. Тодес О.М. Курс общей физики. Т.3.- М: Наука, 1970
   
4. 
   Яворский Б.М. и другие. Курс физики. Т-3.- М: Высшая школа. 1964-1973
   
5. 
   Детлав А.А., Яровский В.М., Милковская Л.В. Курс физики. т. 2,3. М., Высшая школа, 1877
   

1. 
   Заттағы жарықтың таралуы.
   
2. 
   Жарық дисперсиясы.
   
3. 
   Жарықтың жұтылуы.
   
4. 
   Жарықтың поляризациясы.
   
5. 
   Поляризацияланған жарықты алу әдістері.
   

Ортаның сыну көрсеткішінің толқын ұзындығына байланыстылығы жарық дисперсиясы делінеді . Жарықтың призмадан өткенде түрлі түсті спектрге ажырауы дисперсия салдарынан болады.

Монохроматты жарық сәулесінің призмадан өтуін қарастырайық. Сыну көрсеткіші призмаға сәуле бұрышымен түссін. Призманың екі қырынан шағылған сәуле өзінің бастапқы бағытынан бұрышқа ауытқиды.

Сәуленің өзінің алғашқы бағытынан ауытқу бұрышы ортаның сыну көрсеткішіне байланысты. Ортаның сыну көрсеткіші толқын ұзындығына байланысты. Осыдан ауытқу бұрышының толқын ұзындығына байланыстылығы шығады. Әртүрлі ұзындықты толқындар әртүрлі ауытқитындықтан призмадан ақ жарық өткенде түрлі түсті спектрге ажырайды. Бұл құбылысты алғаш рет Ньютон бақылаған. Призманың көмегімен де, дифракциялық торды қолданғандай, жарықты спектрге ажырата отырып оның спектральдық құрамын анықтауға болады.

Дифракциялық тор көмегімен толқын ұзындығын төменгі формуладан анықтауға болады

– дифракциялық тор тұрақтысы белгілі, ауытқу бұрышын өлшей отырып толқын ұзындығын анықтауға болады. Бұдан үлкен болған сайын бұрышының да үлкен болатындығы көрінеді.

Призмада ақ сәуле ортаның сыну көрсеткіші бойынша спектрге ажырайды. Толқын ұзындығы үлкейген сайын кеми береді.

Сыну көрсеткіші күлгін сәулелерге қарағанда аз болатын қызыл сәулелер призмада азырақ ауытқиды.

Максвеллдің электромагниттік теориясы бойынша ортаның абсолюттік сыні көрсеткіші

- заттың магниттік өтімділігі, - ортаның диэлектрлік өтімділігі, көптеген заттар үшін , олай болса

Осы формула арқылы анықталған сыну көрсеткішінің мәні тәжірибе нәтижелерімен сәйкес келмейді.

Лоренц теориясы бойынша жарық дисперсиясы - электромагниттік толқын мен ортаның зарядталған бөлшектерінің әсерлесуінің нәтижесі: ортаның сыну көрсеткіші жарық толқындарының жиілігі -ге байланысты шама болсын. мен арасындағы байластылық

мұнда -диелектрлік қабілеттілік, – электрлік тұрақты, - поляризация векторы.

Электромагниттік теория тұрғысынан жарық көлденең толқындарға жатады. Толқындардың электрлік және магниттік кернеулік векторлары бір-біріне және толқынның таралу бағытына перпендикуляр бағытта тербеледі.

Әдетте жарық векторына электр өрісінің векторы алынады. Сондықтан векторы тербелетін жазықтық поляризация жазықтығы делінеді. Жарық көптеген атомдардың электромагниттік сәуле шығаруларының жиынтығы болып табылады.

Атомдар бір-біріне тәуелсіз кез-келген бағытта тербеліс жасайды, сондықтан заттардың шығаратын сәулелік толқындары жарық векторының кез-келген бағыттағы тербелістерімен сипатталады. векторы (соған сәйкес) кез-келген бағытта тербеліс жасаса жарық табиғи жарық делінеді векторы сәулеге перпендикуляр бір жазықтықта ғана тербеліс жасаса оны жазық поляризацияланған жарық дейді.

Табиғи жарықты поляризаторлардан өткізіп поляризациялауға болады. Поляризатор деп тек бір ғана бағыттағы тербелістерді өткізетін құралды айтады. Поляризатор ретінде кристалдарды, мысалы, табиғи кристалл турмалинді алуға болады.

Малюс заңы бойынша анықталады



Бақылау сұрақтары:

1. 
   Заттағы жарықтың таралуы.
   
2. 
   Жарық дисперсиясы.
   
3. 
   Жарықтың жұтылуы.
   
4. 
   Жарықтың поляризациясы.
   
5. 
   Поляризацияланған жарықты алу әдістері.
   

1. 
   Савельев И.В. Жалпы физика курсы. т. 1,2,3, Алматы, Мектеп, 1977
   
2. 
   Трофимова Т.И. Курс физики, М.,Высшая школа, 1985ж.
   
3. 
   Зисман Г.А. Тодес О.М. Курс общей физики. Т.3.- М: Наука, 1970
   
4. 
   Яворский Б.М. и другие. Курс физики. Т-3.- М: Высшая школа. 1964-1973
   
5. 
   Детлав А.А., Яровский В.М., Милковская Л.В. Курс физики. т. 2,3. М., Высшая школа, 1877