Интерференцияны колдонуу, жука пленка интерференциясы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Бүгүн биз илимге жана күнүмдүк жашоого кийлигишүүнү колдонуу жөнүндө сөз кылабыз, бул кубулуштун физикалык маанисин ачып, анын ачылыш тарыхын айтабыз.

Аныктамалар жана бөлүштүрүүлөр

Жаратылыштагы жана технологиядагы кубулуштун мааниси жөнүндө айтуудан мурун, адегенде аныктама берүү керек. Бүгүн биз мектеп окуучулары физика сабагында окуп жаткан көрүнүштү карап жатабыз. Ошондуктан, интерференциянын практикалык колдонулушун сүрөттөөдөн мурун, келгиле, окуу китебине кайрылалы.

Баштоо үчүн, бул кубулуш толкундардын бардык түрлөрүнө тиешелүү экенин белгилей кетүү керек: суунун бетинде же изилдөө учурунда пайда болгон. Демек, интерференция - бул эки же андан көп когеренттүү толкундардын амплитудасынын көбөйүшү же азайышы, эгерде алар мейкиндиктин бир чекитинде кездешсе. Бул учурда максимумдар антиноддор, ал эми минимумдар түйүндөр деп аталат. Бул аныктама термелүү процесстеринин кээ бир касиеттерин камтыйт, аларды биз бир аздан кийин ачып беребиз.

Толкундарды бири-биринин үстүнө коюунун натыйжасында пайда болгон сүрөт (жана алар көп болушу мүмкүн) термелүүлөр мейкиндикте бир чекитке келген фазалардын айырмасынан көз каранды.

Жарык да толкун

Окумуштуулар мындай жыйынтыкка XVI кылымда келишкен. Илим катары оптиканын пайдубалын дүйнөгө белгилүү англис окумуштуусу Исаак Ньютон салган. Жарык белгилүү бир элементтерден тураарын, анын түсүн анын өлчөмү аныктай турганын ал биринчи жолу түшүнгөн. Окумуштуу дисперсия жана сынуу кубулушун ачкан. Ал эми линзалардагы жарыктын интерференциясын биринчилерден болуп байкаган. Ньютон нурлардын түрдүү чөйрөлөрдөгү сынуу бурчу, кош сынуу, поляризация сыяктуу касиеттерин изилдеген. Ал адамзаттын жыргалчылыгы үчүн толкун интерференциясын биринчи жолу колдонгон деп эсептелет. Жана Ньютон эгер жарык термелүү болбосо, бул өзгөчөлүктөрдүн баарын көрсөтпөй турганын түшүнгөн.

Жарык касиеттери

Жарыктын толкун касиеттерине төмөнкүлөр кирет:

1. Толкун узундугу. Бул бир селкинчектин эки чектеш бийиктиктеринин ортосундагы аралык. Бул көзгө көрүнгөн нурлануунун түсүн жана энергиясын аныктоочу толкун узундугу.
2. Жыштык. Бул бир секундада пайда боло турган толук толкундардын саны. Маани Герц менен көрсөтүлөт жана толкун узундугуна тескери пропорционал.
3. Амплитуда. Бул термелүүнүн "бийиктиги" же "тереңдиги". Эки термелүү кийлигишкенде маани түз өзгөрөт. Амплитуда бул өзгөчө толкунду пайда кылуу үчүн электромагниттик талаа канчалык күчтүү бузулганын көрсөтөт. Ал ошондой эле талаанын күчүн белгилейт.
4. Толкун фазасы. Бул термелүүнүн белгилүү бир убакта жеткен бөлүгү. Эгерде интерференция учурунда эки толкун бир чекитте кездешсе, анда алардын фазалык айырмасы π бирдиктеринде көрсөтүлөт.
5. Когеренттүү электромагниттик нурлануу менен деп аталатошол эле мүнөздөмөлөр. Эки толкундун когеренттүүлүгү алардын фазалар айырмасынын туруктуулугун билдирет. Мындай нурлануунун табигый булактары жок, алар жасалма жол менен гана жаралат.

Биринчи колдонмо илимий

Сэр Исхак жарыктын касиеттери боюнча талыкпай эмгектенген. Ал нурлар шооласы призмага, цилиндрге, пластинкага жана ар кандай сынуу тунук чөйрөлөрдөн линзага жолукканда өзүн кандай алып барарын так байкаган. Бир жолу Ньютон томпок айнек линзаны ийри бети ылдый кылып айнек пластинкага коюп, түзүлүшкө параллель нурлардын агымын багыттаган. Натыйжада, радиалдык жаркыраган жана караңгы шакекчелер линзанын борборунан бөлүнөт. Окумуштуу мындай кубулушту жарыкта кандайдыр бир мезгилдик касиет болгондо гана байкоого болорун дароо боолголоп, кандайдыр бир жерде шооланы өчүрүп, ал эми кайсы бир жерде, тескерисинче, аны күчөтөт. Шакектердин ортосундагы аралык линзанын ийрилигине көз каранды болгондуктан, Ньютон термелүүнүн толкун узундугун болжолдуу эсептей алган. Ошентип, англиялык окумуштуу биринчи жолу интерференция феноменинин конкреттүү колдонулушун тапты.

Жарык кийлигишүү

Жарыктын касиеттерин изилдөө үчүн жаңы эксперименттерди түзүү жана өткөрүү талап кылынат. Биринчиден, окумуштуулар гетерогендүү булактардан когеренттүү нурларды түзүүнү үйрөнүштү. Бул үчүн, чырактан, шамдан же күндүн агымы оптикалык приборлордун жардамы менен экиге бөлүнгөн. Мисалы, нур 45 градус бурчта айнек табакка тийгенде, анын бир бөлүгүсынат жана өтүп кетет, ал эми бөлүгү чагылат. Бул агымдар линзалардын жана призмалардын жардамы менен параллелдүү жасалса, алардагы фазалар айырмасы туруктуу болот. Жана эксперименттерде жарык чекиттүү булактан желдеткич сыяктуу чыкпаш үчүн, нур жакын фокустуу линзанын жардамы менен параллелдүү жасалган.

Окумуштуулар жарык менен бул манипуляциялардын баарын үйрөнүшкөндө, алар ар кандай тешиктерге, анын ичинде кууш тешикке же бир катар тешиктерге болгон интерференция кубулушун изилдей башташты.

Интерференция жана дифракция

Жогоруда сүрөттөлгөн тажрыйба жарыктын дагы бир касиетинин - дифракциянын аркасында мүмкүн болду. Толкун узундугу менен салыштыра турган кичинекей тоскоолдукту жеңип, термелүү анын таралуу багытын өзгөртө алат. Ушундан улам кууш тешиктен кийин нурдун бир бөлүгү таралуу багытын өзгөртүп, жантаюу бурчу өзгөрбөгөн нурлар менен өз ара аракеттенет. Демек, интерференция менен дифракциянын колдонмолорун бири-биринен ажыратууга болбойт.

Модельдер жана чындык

Ушул учурга чейин биз бардык жарык нурлары бири-бирине параллель жана когеренттүү болгон идеалдуу дүйнөнүн моделин колдондук. Ошондой эле, интерференциянын эң жөнөкөй сүрөттөлүшүндө бирдей толкун узундуктагы нурлануулар дайыма кездешет деп айтылат. Бирок, чындыгында, баары андай эмес: жарык көбүнчө ак, ал Күн камсыз кылган бардык электромагниттик термелүүлөрдөн турат. Бул кийлигишүү татаалыраак мыйзамдарга ылайык болот дегенди билдирет.

Жука тасмалар

Мындай түрдөгү эң ачык мисалжарыктын өз ара аракеттенүүсү – жарык шооласынын жука пленкага түшүүсү. Шаардын көлчүгүндө бир тамчы бензин болгондо, үстү асан-үсөндүн бардык түстөрүнө жылтыратат. Бул так кийлигишүүнүн натыйжасы.

Жарык пленканын бетине түшүп, сынат, бензин менен суунун чегине түшүп, чагылышып, кайра сынат. Натыйжада толкун чыга турган жерден жолугуп калат. Ошентип, бир шарт аткарылгандан башка бардык толкундар басылган: пленканын калыңдыгы жарым бүтүн толкун узундугуна эселенген. Андан кийин чыгууда термелүү эки максимум менен жолугушат. Эгерде каптаманын калыңдыгы бүт толкун узундугуна барабар болсо, анда чыгаруу максималдуу минимумга үстөмдүк кылат жана нурлануу өзү өчөт.

Мындан, пленка канчалык калың болсо, андан жоготуусуз чыга турган толкун узундугу ошончолук чоң болушу керек деген жыйынтык чыгат. Чынында, жука пленка бардык спектрден айрым түстөрдү бөлүп көрсөтүүгө жардам берет жана технологияда колдонулушу мүмкүн.

Сүрөткө тартуу жана гаджеттер

Кызык жери, кээ бир кийлигишүү колдонмолору дүйнө жүзүндөгү бардык модачыларга тааныш.

Сулуу айым моделдин негизги иши – камералардын алдында жакшы көрүнүү. Аялдарды фотосессияга бүтүндөй команда даярдайт: стилист, визажист, мода жана интерьер дизайнери, журналдын редактору. Тажатма папараццилер моделди көчөдө, үйдө, күлкүлүү кийинип, күлкүлүү поза менен күтүшүп, анан сүрөттөрүн коомчулуктун көргөзмөсүнө коюшу мүмкүн. Бирок бардык фотографтар үчүн жакшы жабдык зарыл. Кээ бир аппараттардын баасы бир нече миң доллар болушу мүмкүн. арасындаМындай жабдуулардын негизги мүнөздөмөлөрү сөзсүз түрдө оптиканын агартуусу болот. Ал эми мындай аппараттан сүрөттөр абдан жогорку сапатта болот. Демек, даярдыксыз тартылган жылдыз да анчалык жагымдуу көрүнбөйт.

Көз айнек, микроскоптор, жылдыздар

Бул көрүнүштүн негизи жука пленкалардагы интерференция болуп саналат. Бул кызыктуу жана жалпы көрүнүш. Жана кээ бир адамдар күн сайын колдоруна кармап турган техникада жарык кийлигишүү колдонмолорун табат.

Адамдын көзү жашыл түстү эң жакшы кабылдайт. Ошондуктан, сулуу кыздардын сүрөттөрү спектрдин бул аймакта каталарды камтыбашы керек. Эгерде камеранын бетине белгилүү бир калыңдыгы бар пленка колдонулса, анда мындай жабдуулар жашыл чагылууларга ээ болбойт. Эгерде кунт коюп окурман мындай майда-чүйдөсүнө чейин байкаган болсо, анда ал жалаң кызыл жана кызгылт көк түстөгү чагылуулардын болушуна таң калышы керек болчу. Ошол эле пленка көз айнектерге колдонулат.

Бирок сөз адамдын көзү жөнүндө эмес, кумарсыз түзүлүш жөнүндө болсо? Мисалы, микроскоп инфракызыл спектрди каттоого тийиш, ал эми телескоп жылдыздардын ультрафиолет компоненттерин изилдөөгө тийиш. Андан кийин башка калыңдыктагы чагылууга каршы пленка колдонулат.