Оптикалық талшықта механикалық әсер еткендегі пайда болған комбинациялық шашырауды өлшеу



Дата30.04.2020
өлшемі33,5 Kb.

Оптикалық талшықта механикалық әсер еткендегі пайда болған комбинациялық шашырауды өлшеу

Оптикалық талшықтағы таратылатын сигналдың қуаты артқан сайын әртүрлі бейсызықтық құбылыстар байқалады: еріксіз комбинациялық шашырау, фазалық өздік модуляция және фазалық кросс модуляциясы, МандельштамБриллюэн еріксіз шашырауы және т.б.



Жарықтың комбинациялық шашырауы дегеніміз белгілі бір затқа түскен жарықтың сол заттан толқын ұзындығы өзгере отырып шашырауы. Егер түскен сәуленің спектрі сызықты өзгерсе, онда жарықтың комбинациялық шашырауы кезінде шашыраған сәуленің спектрінде қосымша сызықтар пайда болады. Бұл өз кезегінде заттың молекулалық құрылымына тәуелді құбылыс. Пайда болған жарықтың жаңа сызықтары жиіліктерінің комбинацияы түскен сәуленің жиілігін құрайды.

Еріксіз комбинациялық шашырау – төрт толқынды араластыру. Еріксіз комбинациялық шашырау кеңжолақты оптикалық сәулені пайдалану кезінде байқалады.

Жарықтың комбинациялық  шашырауы — белгілі бір затқа түскен жарықтың сол заттан толқын ұзындығы өзгере отырып шашырауы. Бұл құбылысты 1928 жылы ресейлік физиктер Г.С. Ландсберг пен Л.И. Мандельштам (кварц кристалдары үшін) және үнді физиктері Ч.В. Раман мен К.С. Кришнан (сұйықтықтар үшін) әрқайсысы бір-біріне тәуелсіз өз беттерінше ашқан. Соңғы екі ғалымның еңбектері дүниежүз. әдебиетте бұрынырақ жарық көргендіктен, шет елде бұл құбылысты раман эффектісі деп атайды. Жарықтың комбинациялық шашырауы арнаулы қондырғының көмегімен бақыланады. Зерттелетін нысанға қондырғы арқылы жарықтың қарқынды шоғы бағытталады. Қоздырушы жарық көзі ретінде сынапты шамдар, кейінгі кезде лазерлер пайдаланылады. Нысаннан шашыраған жарық әуелі фокусталып, одан кейін фотографиялық не фотоэлектрлік әдіспен тіркеледі. Жарықтың комбинациялық шашырауын анық бақылау үшін жарық мейлінше монохроматты болуы керек, былайша айтқанда, денеге түсірілген толқынның құрамында бір не бірнеше толқын ғана болуға тиіс.

Жарықтың комбинациялық  шашырау теориясы

Жарықтың комбинациялық шашырауы кванттық теория тұрғысынан оңай түсіндіріледі. Жарықтың шашырауы — жарық кванттары мен зат молекулаларының бір-біріне әсер етуі нәтижесінде болатын құбылыс. Кванттық теория бойынша жиілігі n0 фотонның энергиясы һn0-ге тең (мұндағы һ — Планк тұрақтысы). Егер молекуланың меншікті тербеліс жиілігі nі болса, онда оны қоздыру үшін һnі энергия керек. Жарық фотоны зат молекуласымен әсерлесіп, өзінің энергиясын азайтады. Сонда шашыраған фотонның энергиясы былай анықталады: һn¢=һn0–һnі немесе n¢=n0–nі (мұндағы n¢ — шашыраған жарықтың жиілігі). Бұл жағдайда шашыраған жарық жиілігі бастапқы қоздырушы жарық жиілігінен кем. Сонда бұл сызық Жарықтың комбинациялық шашырауы спектріндегі “қызыл” серік сызық болып табылады. Ал егер фотон алдын ала қозған молекулаға түсірілсе, онда фотон молекуламен әсерлесу кезінде молекуланың қозу энергиясын өзіне қосып алады. Бұл жағдайда шашыраған фотонның энергиясы: һn²=һn0+һnі немесе n²=n0+nі болады. Сонымен шашыраған жарық жиілігі бастапқы жарық жиілігінен артық. Бұл сызық “күлгін” серік сызық болып есептеледі. Қалыпты жағдайда қозған күйдегі молекулалардың саны негізгі күйдегі молекулалардың санынан әлдеқайда аз. Тәжірибеде “күлгін” серіктер өте-мөте әлсіз болады да, көбінесе көрінбейді, тек “қызыл” серіктер ғана байқалады. Концентрациясы аз заттарда кейбір жағдайда резонанстық Жарықтың комбинациялық шашырауын байқауға болады. Жарықтың комбинациялық шашырауы сызықтары кейде көп не кейде аз дәрежеде полярланады. Қоздырушы жарық көзі ретінде лазерлерді пайдалану Жарықтың комбинациялық шашырауы әдісімен зерттелетін нысандардың ауқымын кеңейтті. Жарықтың комбинациялық шашырауы құбылысы күрделі молекулалар мен түрліше күрделі кристалл денелердің құрылысын анықтауда кеңінен қолданылады.

Достарыңызбен бөлісу:




©engime.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет