10. Интерференциялық жолақтардың ені

Юнг әдісі. Жарықтың интерференция құбылысын бірінші бақылаған және түсіндірген – Юнг. Юнг тәжірибесінде жарық көзі жарықтандырылған S саңылауы бұдан шыққан жарық толқынының әртүрлі бөліктері жіңішке саңылауларына түсіп, оларды жарықтандырады. Жарық кіші саңылаулардан өтіп , дифракция әсерінен, нәтижесінде бастапқы бағытынан ауытқиды. Сондықтан толқынның 2 бөлігі қабаттасады да интерференция құбылысы пайда болады. Юнг тәжірибесінде интерференцияны бақылау үшін саңылаулар ені өте кішкене болуы тиіс. жарық көздері мен экран орналасқан ортаның сыну көрсеткіші n болса, онда жарық толқындарының оптикалық жол айырымы:

n=

P нүктесіндегі жарықталудың максимумдық шарты , мұндағы (m=0,1,2,..)

P нүктесіндегі жарықталудың минимумдық шарты , мұндағы (m=0,1,2,..)

Максимум және минимум координаталарының анықталуы

Көршілес 2 максимум немесе минимумдардың арақашықтығы . Интерференциялық жолақтардың ені осы формуламен анықталады.

11. Интерференциялық аспаптар. Ньютон сақиналары.

Интерферометрлер - жарықтың интерференция құбылысы мөлдір орталардың сынукөрсеткіштерін, спектрлік сызықтардың толқын ұзындықтарын, бұрыштарды және т.т. дәл өлшеулер үшінқолданылатын оптикалық құрылғылар. Интерферометрдің өлшеу дәлдігін арттыру үшін жүріс айырымын едәуір өсіру керек болады. Осындай жағдайларда сәуленің жоғары монохроматтығы және оптикалық жүйенің юстировкасына аса жоғары талаптар қажет.Барлық белгілі интерференциялық аспаптарды негізінен екі топқа бөлуге болады: екісәулелік және көп сәулелік.

Майкельсон интерферометрі.Бұл интерферометр ғылым мен техниканың дамуында іргелі роль атқарды. Оның көмегімен жарық толқынының ұзындығы алғаш өлшенді, спектрлік сызықтардың нәзік түзілісіне бірінші жүйелі зерттеулер жүргізілді, спектрлік сызықтардың толқын ұзындықтарын эталондық метрмен тікелей салыстыру бірінші орындалды.

Ньютон сақиналары:Егер жұқа пластинканың беттері бір-біріне параллель болмаса, онда бұларды аумақты жарық көзімен жарықтандырған кезде тұрақты оптикалық қалыңдық жолақтары, немесе бірдей қалыңдықжолақтары пайда болады. Бірдей қалыңдық жолақтарын қалқаға (экранға) пластина бетінің кескіні проекцияланған жағдайда бақылауға болады.Егер пластинка сына пішіндес болса, онда бірдей қалыңдық жолақтар сына қырына параллель интерференциялық жолақтар қатары түрінде болады. Пленканың осындай пішінін тік орналастырылған сым шеңберге керілген сабын пленкасы (қабыршығы) көмегімен алуға болады.

Ньютон сақиналары қисықтығы аз линзаның дөңес беті шыны пластинаның жазық бетімен қайсыбір

1-сурет

нүктеде түйіскен жағдайда, бұлардың араларындағы түйісу нүктесінен шеттеріне қарай біртіндеп өсетін, сына пішіндес ауа қабатында пайда болады (1-сурет). Линзаға монохроматты жарық ағыны тік түсетін болсын. Сонда жарық толқындарының ауа қабатының үстіңгі және астыңғы шекараларынан шағылуы нәтижесінде интерференция байқалады. Шағылған жарықта бақылағанда түйісу нүктесінде қараңғы дақ болады да, ал оны ені кеміп отыратын жарық және қараңғы концентрлік сақиналар жүйесі қоршап тұрады. Орталық қараңғы дақ геометриялық жүріс айырымы нөлге тең болатындықтан және жазық шыны пластина бетінен шағылған кезде жарты толқынның жоғалуы нәтижесінде пайда болады.

Ауа қабатының m -і сақинаға сәйкес келетін қалыңдығы осы сақинаның радиусы және линзаның R қисықтық радиусымен мына қатынаспен байланысқан: (1) формуладағы

cosβ =1 (жарық тік түседі) және n =1 (линза мен пластинка арасында ауа) деп алып, m -і қараңғы сақинаның түзілу шартын табамыз (2)

(2) формулаға мәнін қойып, сақина (шеңбер) радиусы үшін өрнекті аламыз: (3)

(3) формуладан m = 0 және болғанда, яғни центрде, қараңғы дақ болатындығы келіп шығады. Интерференция реті неғұрлым үлкен болса, сақиналар жиірек орналасатын болады.