Optika 1-Laboratoriya ishi yorug’likning qaytish va sinish qonunlarini o’rganish

O’Z-O’ZINI SINASH UCHUH SAVOLLAR
1. Optik truba qanday qismlardan tashkil topgan?
2. Linzalarda tasvir yasang va ularda nurning sini­shini tushuntiring.
3. Optik kattalashtirsh nima va u necha xil bo’ladi?
4. Optik trubalar qanday maqsadlarda ishlatiladi?

4 - laboratoriya ishi


MIKROSKOPNING KATTALASHTIRI­SHINI VA KRISTALLARNING O’SISH TEZLIGINI ANIQLASH
[15. 329-33, 498-528, 20. 392-399]


Ishning maqsadi: talabalarni mikroskopning kattalashtirishi va kristallarning o’sish tezligini aniqlash usulla­ri bilan tanishtirish.


ISH TO’G’RISIDA NAZARIY TUSHUNCHA


Mexanik moslamalar yordamida ma’lum vaziyatda o’rna­tilgan ko’zgular, linzalar, prizmalar va boshqalardan tashkil topgan sistemalar optik asboblar hisoblanadi. Odatda, optik asboblardan nurni boshqarish orqali turli buyumlar tasvirini hosil qilishda foydalaniladi.Amaliy optikaning u yoki bu masalalarini hal qilish uchun qo’llaniladigan juda ko’p sonli turli xil asboblar mav­jud. Juda mayda buyumlarni ko’rish uchun lupa yordami bi­lan erishib bo’lmaydigan kuchli kattalashtirishlar kerak. Bu maqsadni amalga oshirish uchun ancha murakkab bo’lgan optik asboblardan foydalaniladi. Bunday asbob vazifasi­ni mikroskop bajaradi. Mikroskop tuzilishining sxemasi 11-rasmda tasvirlangan.

11-rasm
Chizmada L₁ qisqa fokusli linza - ob’ektiv, ikkinchi L₂ qisqa fokusli linza esa okulyar vazifasini o’taydi. AB buyum ob’ektivning old tomoniga, uning old fokus ma­sofasidan bir oz nariga joylashtiriladi, buning natija­sida ob’ektiv buyumning haqiqiy, kuchli kattalashtirilgan A₁B₁ tasvirini beradi, ob’ektiv beradigan kattalashtirish quyidagicha aniqlanadi:
(4.1)
bu yerda, F₁-ob’ektivning old fokus masofasi, Δ–ob’ektivdan tasvirgacha bo’lgan masofa, (1) formuladan
A₁B₁ = AB (4.2)
L₂ okulyar lupa vazifasini o’tab, kattalashgan A₂B₂ mavxum tasvirni beradi. L₂ okulyar kattalashtirishini K_ok deb belgilasak:
(4.3)
bu yerda F₂ okulyarning old fokus masofasidir.
(3) formuladan
A₂B₂ = A₁B₁ (4.4)
Yuqoridagi (4.2) va (4.3) formulalardan mikroskopning kattalashtirishi K uchun quyidagi ifodaga ega bo’lamiz:
(4.5)
Shunday qilib, mikroskop trubasining uzunligi qancha katta, ob’ektiv va okulyarning fokus masofasi qancha kichik bo’lsa, mikroskopning kattalashtirishi shuncha katta bo’ladi. Mikroskopdan foydalanib, oddiy molekulyar kri­stallarining o’sish tezligini aniqlash mumkin.
Kristall muxitning shisha yoki suvga o’xshagan muxitdan asosiy farqi, ularning nurni ikkiga ajratib sindirishi­dir. Bu hodisa o’zaro perpendikulyar tekislikda qutblangan ikki yorug’lik to’lqinining kristallda tarqalish tezligi farq qilgani tufayli yuz beradi. Yorug’likning kristallar­da turli yo’nalishlarda turlicha tezlik bilan tarqalishi, ya’ni kristall muxitning optik anizotropiyasi ham mana shu hodisaga bog’liq. Odatda, muhit biror xossasiga nis­batan anizotrop bo’lsa, u boshqa ba’zi fizik xossalari jihatidan ham anizotrop bo’ladi, biroq shunday hollar ham bo’ladiki, muxit bir turkumdagi hodisalarga nisba­tan izotrop bo’lgani holda boshqa hodisalarga nisbatan anizotrop ham bo’lishi mumkin. Masalan, osh tuzi, optik xossalari jihatidan izotrop bo’lib, uning qirrasi va dia­gonali bo’yicha mexanik xossalari turlicha bo’ladi. Kri­stallda biror yo’nalishda yorug’lik tarqalishini hamda te­gishli ( yoki ) vektorlar tebranishining yo’nalishlari­ni xarakterlovchi ikki tezlikni ( yoki ) oddiy qoidalar yordamida topish mumkin. Bu qoidalarni, shuning­dek yorug’likning kristallarda tarqalishi to’g’risidagi masa­laning butun yechimini birinchi bo’lib Frenel ko’rsatib bergan. Kristallarda yoki tezlikni topish uchun Fre­nel ellipsoidi deb ataladigan yordamchi sirtdan foydala­namiz. Frenel ellipsoidi
(4.6)
tenglama bilan ifodalanadi. Bu yerda, _x, _y, _z – dielektrik singdiruvchanlikning koordinata bosh yo’nalishlaridagi qiymatlari bo’lib, ellipsoid tenglamasi bosh o’qlarga nis­batan yozilgan.
Frenel ellipsoidi kristalldagi har qanday yo’nalish­da va nur tezliklarni quyidagi chizma yordamida aniqlashga imkon beradi (12-rasm).

12-rasm. va ni Frenel ellipsoidi yordamida topish
Aniqlanishicha, kvarts yoki island shpatiga o’xshagan kri­stallarda nurning ikkiga ajralib sinishi yuz bermaydigan yo’nalishlar ikkita bo’ladi va shuning uchun ular ikki o’qli kristallar deyiladi.
Kristall bir o’qli bo’lgan holda optik o’qlar orasidagi burchak nolga aylanadi, ustma-ust tushgan ikki o’q shunday bir yo’nalishni aniqlaydiki, bu yo’nalish bo’ylab kristall­da faqat bir tezlik bilan to’lqin tarqaladi. Shuning uchun bir o’qli kristallarda to’lqin sirtining shakli ikki o’qli kristallardagiga nisbatan ancha oddiy bo’lib, bir­biriga urinuvchi ikki sirtdan iborat bo’ladi. Bu ishda kristallarning o’sish tezligi mm/s larda k =Δl/Δt ifo­dadan aniqlanadi. Bu yerda Δl – kristallning o’sishi, Δt – vaqt.