GEOMETRIK VA TO‘LQIN OPTIKASI (Yorug'likning tabiati. Geometrik optika qonunlari, Linzalar, Optik asboblar, Yorug'likning dispersiyasi)

Yuklangan vaqt

2024-05-11

Yuklab olishlar soni

2

Sahifalar soni

17

Faytl hajmi

1,5 MB


Ilmiybaza.uz GEOMETRIK VA TO‘LQIN OPTIKASI REJA: 1. Yorug’likning tabiati. Geometrik optika qonunlari. 2. Linzalar. 3. Optik asboblar 4. Yorug’likning dispersiyasi Ilmiybaza.uz GEOMETRIK VA TO‘LQIN OPTIKASI REJA: 1. Yorug’likning tabiati. Geometrik optika qonunlari. 2. Linzalar. 3. Optik asboblar 4. Yorug’likning dispersiyasi Ilmiybaza.uz Tayanch iboralar: yorug’lik; linza; optika;dispersiya; difraksiya; nur; fotonlar; fokus;interfrensiya. 1. Yorug’likning tabiati. Geometrik optika qonunlari. Optika fizika fanining bir bo’limi bo’lib, u yorug’likning tabiati, yorug’lik hodisalarining qonuniyatlari va yorug’likning modda bilan o’zaro ta’sirini o’rganadi. Optika so’zining lug’aviy ma’nosi yunonchadan “ko’raman” degan ma’noni anglatadi. Inson atrof muhit haqidagi ma’lumotlarning katta qismini (90 foizga yaqin) ko’rish tuyg’usi orqali oladi. Uzoq vaqtlar davomida yorug’lik tabiati haqida turli fikrlar hukm surdi. 17-asr oxirida yorug’likning tabiati haqida bir – biriga zid bo’lgan ikkita nazariya vujudga keldi. 1) Nyutonning korpuskulyar nazariyasi. Bu nazariya yorug’likning zarrachalar oqimidan iborat, deb hisoblanadi. 2) Gyugensning to’lqin nazariyasiga muvofiq esa yorug’lik to’lqindan iborat. Yorug’likning interferensiyasi, difraksiyasi singari hodasalar Nyuton nazariyasini rad qilib, Gyugens nazariyasini isbotladi. Ammo keyinchalik ochilgan Kompton hodisasi, fotoeffekt singari hodisalar Nyuton nazariyasining to’g’riligini ko’rsatdi. Hozirgi zamon fani yorug’likni o’zida ham to’lqin, ham zarracha xususiyatini mujassam qilgan murakkab elektromagnit jarayoni deb hisoblaydi. Yorug’likning to’lqin uzunligi 3800-7600 0 A oralig’ida yotadi. Fizo, Fuko, Maykelson va boshqa olimlarning tajribalari yorug’likning elektromagnit nazariyasini isbotladi. Ular tajribada olgan yorug’lik tezligining qiymati Maksvell nazariyasidan chiqarilgan elektromagnit to’lqinlar tezligiga mos tushdi, ya’ni s m С  3108 . Bu yorug’likning vakuumda tarqalish tezligi. Ilmiybaza.uz Tayanch iboralar: yorug’lik; linza; optika;dispersiya; difraksiya; nur; fotonlar; fokus;interfrensiya. 1. Yorug’likning tabiati. Geometrik optika qonunlari. Optika fizika fanining bir bo’limi bo’lib, u yorug’likning tabiati, yorug’lik hodisalarining qonuniyatlari va yorug’likning modda bilan o’zaro ta’sirini o’rganadi. Optika so’zining lug’aviy ma’nosi yunonchadan “ko’raman” degan ma’noni anglatadi. Inson atrof muhit haqidagi ma’lumotlarning katta qismini (90 foizga yaqin) ko’rish tuyg’usi orqali oladi. Uzoq vaqtlar davomida yorug’lik tabiati haqida turli fikrlar hukm surdi. 17-asr oxirida yorug’likning tabiati haqida bir – biriga zid bo’lgan ikkita nazariya vujudga keldi. 1) Nyutonning korpuskulyar nazariyasi. Bu nazariya yorug’likning zarrachalar oqimidan iborat, deb hisoblanadi. 2) Gyugensning to’lqin nazariyasiga muvofiq esa yorug’lik to’lqindan iborat. Yorug’likning interferensiyasi, difraksiyasi singari hodasalar Nyuton nazariyasini rad qilib, Gyugens nazariyasini isbotladi. Ammo keyinchalik ochilgan Kompton hodisasi, fotoeffekt singari hodisalar Nyuton nazariyasining to’g’riligini ko’rsatdi. Hozirgi zamon fani yorug’likni o’zida ham to’lqin, ham zarracha xususiyatini mujassam qilgan murakkab elektromagnit jarayoni deb hisoblaydi. Yorug’likning to’lqin uzunligi 3800-7600 0 A oralig’ida yotadi. Fizo, Fuko, Maykelson va boshqa olimlarning tajribalari yorug’likning elektromagnit nazariyasini isbotladi. Ular tajribada olgan yorug’lik tezligining qiymati Maksvell nazariyasidan chiqarilgan elektromagnit to’lqinlar tezligiga mos tushdi, ya’ni s m С  3108 . Bu yorug’likning vakuumda tarqalish tezligi. Ilmiybaza.uz 1900 yil nemis olimi Plank elektromagnit jarayonlarning kvant nazariyasini, 1905 yil esa Eynshteyn yorug’likning kvant nazariyasini ishlab chiqdi. Bu nazariyaga muvofiq yorug’lik fotonlar deb ataluvchi yorug’lik zarrachalaridan iborat, shuningdek energiyaning nurlanishi, tarqalishi va yutilishi diskret harakterga ega. Yorug’likning tarqalish yo’nalishini ko’rsatadigan to’g’ri chiziqqa nur deyiladi. Yorug’lik nurlari to’plamiga yorug’lik dastasi deyiladi. Optikaning nurlar bilan ishlaydigan qismiga geometrik optika deyiladi. Uning 4 ta asosiy qonuni mavjud. 1) Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonuni. Bir jinsli muhitda yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi. Optik zichligi barcha nuqtalarida bir xil bo’lgan muhitda bir jinsli muhit deyiladi. 2) Yorug’lik dastalarining mustaqillik qonuni: agar ikkita manbadan chiqayotgan nurlar dastasi fazoda bir – birini kesib o’tsa, ular bir – biriga mutlaqo ta’sir qilmaydi. 3) Yorug’likning qaytish qonuni: agar ikki muhit chegarasiga yorug’lik nuri kelib tushsa, uning bir qismi birinchi muhitning o’ziga qaytadi. Qaytish burchagi tushish burchagiga teng. 4) Yorug’likning sinish qonuni. Bu qonunni keyingi mavzuda alohida qarab o’tamiz. Yorug’likning sinish qonuni. Agar yorug’lik nuri ikki muhit chegarasiga kelib tushsa, uning bir qismi birinchi muhitga qaytib ketadi. Yana bir qismi esa sinib, ikkinchi muhitga o’tadi. Ilmiybaza.uz 1900 yil nemis olimi Plank elektromagnit jarayonlarning kvant nazariyasini, 1905 yil esa Eynshteyn yorug’likning kvant nazariyasini ishlab chiqdi. Bu nazariyaga muvofiq yorug’lik fotonlar deb ataluvchi yorug’lik zarrachalaridan iborat, shuningdek energiyaning nurlanishi, tarqalishi va yutilishi diskret harakterga ega. Yorug’likning tarqalish yo’nalishini ko’rsatadigan to’g’ri chiziqqa nur deyiladi. Yorug’lik nurlari to’plamiga yorug’lik dastasi deyiladi. Optikaning nurlar bilan ishlaydigan qismiga geometrik optika deyiladi. Uning 4 ta asosiy qonuni mavjud. 1) Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalish qonuni. Bir jinsli muhitda yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi. Optik zichligi barcha nuqtalarida bir xil bo’lgan muhitda bir jinsli muhit deyiladi. 2) Yorug’lik dastalarining mustaqillik qonuni: agar ikkita manbadan chiqayotgan nurlar dastasi fazoda bir – birini kesib o’tsa, ular bir – biriga mutlaqo ta’sir qilmaydi. 3) Yorug’likning qaytish qonuni: agar ikki muhit chegarasiga yorug’lik nuri kelib tushsa, uning bir qismi birinchi muhitning o’ziga qaytadi. Qaytish burchagi tushish burchagiga teng. 4) Yorug’likning sinish qonuni. Bu qonunni keyingi mavzuda alohida qarab o’tamiz. Yorug’likning sinish qonuni. Agar yorug’lik nuri ikki muhit chegarasiga kelib tushsa, uning bir qismi birinchi muhitga qaytib ketadi. Yana bir qismi esa sinib, ikkinchi muhitga o’tadi. Ilmiybaza.uz 23-rasm Tushgan nur, singan nur va nurning tushish nuqtasidan ikki muhit chegarasiga o’tkazilgan normal bir tekislikda yotadi. Tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga bo’lgan nisbati bu muhitlar uchun o’zgarmas kattalik bo’lib, ikkinchi muhitning birinchi muhitga nisbatan sindirish ko’rsatkichi deyiladi. 1 2 sin sin n   n  (1) Moddaning vakuumga nisbatan olingan sindirish ko’rsatkichiga absolyut sindirish ko’rsatkichi deyiladi. Biror moddaning ikkinchi moddaga nisbatan olingan sindirish ko’rsatkichiga nisbiy sindirish ko’rsatkichi deyiladi. Quyida ayrim moddalarning absolyut sindirish ko’rsatkichlari keltirilgan Agar yorug’lik nuri biror moddaga vakuumdan kelib tushayotgan bo’lsa, sinish qonuni quyidagi ko’rinishga keladi.   n  sin sin (2) Modda n Vakuum 1,000 Havo 1,0003 Suv 1,33 Shisha 1,5 Spirt 1,36 Olmos 2,42 Ilmiybaza.uz 23-rasm Tushgan nur, singan nur va nurning tushish nuqtasidan ikki muhit chegarasiga o’tkazilgan normal bir tekislikda yotadi. Tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga bo’lgan nisbati bu muhitlar uchun o’zgarmas kattalik bo’lib, ikkinchi muhitning birinchi muhitga nisbatan sindirish ko’rsatkichi deyiladi. 1 2 sin sin n   n  (1) Moddaning vakuumga nisbatan olingan sindirish ko’rsatkichiga absolyut sindirish ko’rsatkichi deyiladi. Biror moddaning ikkinchi moddaga nisbatan olingan sindirish ko’rsatkichiga nisbiy sindirish ko’rsatkichi deyiladi. Quyida ayrim moddalarning absolyut sindirish ko’rsatkichlari keltirilgan Agar yorug’lik nuri biror moddaga vakuumdan kelib tushayotgan bo’lsa, sinish qonuni quyidagi ko’rinishga keladi.   n  sin sin (2) Modda n Vakuum 1,000 Havo 1,0003 Suv 1,33 Shisha 1,5 Spirt 1,36 Olmos 2,42 Ilmiybaza.uz Agar yorug’lik biror moddadan vakuumga o’tsa n 1 sin sin    (3) Sindirish ko’rsatkichining fizik ma’nosi: moddaning absolyut sindirish ko’rsatkichi son jihatdan shu moddada yorug’likning tarqalish tezligi vakuumdagi tezligidan necha marta kichik ekanligini ko’rsatuvchi birliksiz kattalikdir v n  c (4) bu yerda C – yorug’likning vakuumdagi tezligi, v – moddadagi tezligi. Har doim C>v. shuning uchun barcha moddalarning sindirish ko’rsatkichi 1 dan katta. Nyuton moddada yorug’likning tarqalish tezligi uning optik zichligiga to’g’ri proporsional, deb hisoblaydi. 2 1 2 1 n n v v  (5) Gyugens esa buning teskarisini e’tirof etdi. 1 2 2 1 n n v v  (6) Tajribalar Gyugensning fikrini isbotladi. To’la ichki qaytish hodisasi. Agar yorug’lik nuri optik zichligi kichik bo’lgan moddadan optik zichligi katta bo’lgan moddaga o’tsa, singan nur normalga yaqinlashadi (24 rasm), agar optik zichligi katta bo’lgan moddadan optik zichligi kichik bo’lgan moddaga o’tsa, singan nur normaldan uzoqlashadi (25 rasm). Ilmiybaza.uz Agar yorug’lik biror moddadan vakuumga o’tsa n 1 sin sin    (3) Sindirish ko’rsatkichining fizik ma’nosi: moddaning absolyut sindirish ko’rsatkichi son jihatdan shu moddada yorug’likning tarqalish tezligi vakuumdagi tezligidan necha marta kichik ekanligini ko’rsatuvchi birliksiz kattalikdir v n  c (4) bu yerda C – yorug’likning vakuumdagi tezligi, v – moddadagi tezligi. Har doim C>v. shuning uchun barcha moddalarning sindirish ko’rsatkichi 1 dan katta. Nyuton moddada yorug’likning tarqalish tezligi uning optik zichligiga to’g’ri proporsional, deb hisoblaydi. 2 1 2 1 n n v v  (5) Gyugens esa buning teskarisini e’tirof etdi. 1 2 2 1 n n v v  (6) Tajribalar Gyugensning fikrini isbotladi. To’la ichki qaytish hodisasi. Agar yorug’lik nuri optik zichligi kichik bo’lgan moddadan optik zichligi katta bo’lgan moddaga o’tsa, singan nur normalga yaqinlashadi (24 rasm), agar optik zichligi katta bo’lgan moddadan optik zichligi kichik bo’lgan moddaga o’tsa, singan nur normaldan uzoqlashadi (25 rasm). Ilmiybaza.uz 24-rasm 25-rasm Birinchi holda α>β, ikkinchi holda esa α<β bo’ladi. Biz ikkinchi holni qarab chiqamiz. Tabiiyki, tushish burchagi α oshirilgani sari sinish burchagi β ham orta boradi. Tushish burchagining biror α0 qiymatida singan nur ikki muhit chegarasi bo’ylab tarqaladi, ya’ni bu hol uchun   900 bo’ladi. Tushish burchagining bu α0 qiymatiga chegaraviy burchak deyiladi. 26-rasm Agar tushish burchagining qiymati yana biroz oshirilsa, nur sinib, ikkinchi muhitga o’tmasdan to’lasicha birinchi muhitga qaytib ketadi. Bunga to’la ichki qaytish deyiladi. Ikkinchi muhit vakuum bo’lgan hol uchun chegaraviy burchakni hisoblaymiz. Ma’lumki bu holda sinish qonuni quyidagicha n 1 sin sin    (1) sinish burchagi β=90 bo’lgani uchun n 1 sin 0  (2) Ilmiybaza.uz 24-rasm 25-rasm Birinchi holda α>β, ikkinchi holda esa α<β bo’ladi. Biz ikkinchi holni qarab chiqamiz. Tabiiyki, tushish burchagi α oshirilgani sari sinish burchagi β ham orta boradi. Tushish burchagining biror α0 qiymatida singan nur ikki muhit chegarasi bo’ylab tarqaladi, ya’ni bu hol uchun   900 bo’ladi. Tushish burchagining bu α0 qiymatiga chegaraviy burchak deyiladi. 26-rasm Agar tushish burchagining qiymati yana biroz oshirilsa, nur sinib, ikkinchi muhitga o’tmasdan to’lasicha birinchi muhitga qaytib ketadi. Bunga to’la ichki qaytish deyiladi. Ikkinchi muhit vakuum bo’lgan hol uchun chegaraviy burchakni hisoblaymiz. Ma’lumki bu holda sinish qonuni quyidagicha n 1 sin sin    (1) sinish burchagi β=90 bo’lgani uchun n 1 sin 0  (2) Ilmiybaza.uz n 1 0  arcsin (3) To’la ichki qaytish sodir bo’lishi uchun quyidagi 2 ta shart bajarilishi kerak: 1. Yorug’lik nuri optik zichligi katta muhitdan optik zichligi kichik bo’lgan muhitga o’tishi; 2. Tushish burchagi chegaraviy burchak α0 dan kattaroq bo’lishi lozim. To’la ichki qaytish hodisasidan amalda keng foydalaniladi. Masalan optik tolalarning ishlash prinsipi shu hodisaga asoslangan. 2. Linzalar. Optik asboblarda linzalar keng ishlatiladi. Ikkita sferik sirt bilan, yoki bitta sferik va bitta yassi sirt bilan chegaralangan shaffof jismga linza deyiladi. Qalinligi egrilik radiusidan juda kichik bo’lgan linzaga yupqa linza deyiladi. Qavariq linza nurni to’playdi, botiq linza esa nurni tarqatadi. Linzani hosil qilgan sferik sirtlarning egrilik markazlarini birlashtiruvchi 001 o’qqa linzaning bosh optik o’qi deyiladi (27 rasm). Bu yerda R1 va R2 linzaning egrilik radiuslari. Ilmiybaza.uz n 1 0  arcsin (3) To’la ichki qaytish sodir bo’lishi uchun quyidagi 2 ta shart bajarilishi kerak: 1. Yorug’lik nuri optik zichligi katta muhitdan optik zichligi kichik bo’lgan muhitga o’tishi; 2. Tushish burchagi chegaraviy burchak α0 dan kattaroq bo’lishi lozim. To’la ichki qaytish hodisasidan amalda keng foydalaniladi. Masalan optik tolalarning ishlash prinsipi shu hodisaga asoslangan. 2. Linzalar. Optik asboblarda linzalar keng ishlatiladi. Ikkita sferik sirt bilan, yoki bitta sferik va bitta yassi sirt bilan chegaralangan shaffof jismga linza deyiladi. Qalinligi egrilik radiusidan juda kichik bo’lgan linzaga yupqa linza deyiladi. Qavariq linza nurni to’playdi, botiq linza esa nurni tarqatadi. Linzani hosil qilgan sferik sirtlarning egrilik markazlarini birlashtiruvchi 001 o’qqa linzaning bosh optik o’qi deyiladi (27 rasm). Bu yerda R1 va R2 linzaning egrilik radiuslari. Ilmiybaza.uz 27-rasm Agar yig’uvchi linzaga uning bosh optik o’qiga parallel bo’lgan parallel nurlar tashlansa, ular linzadan sinib o’tib, bosh optik o’qda joylashgan F nuqtada to’planadi. Bu nuqtaga linzaning fokusi deyiladi. Fokus nuqtadan linza markazigacha bo’lgan f masofaga linzaning fokus masofasi deyiladi. Fokus masofaga teskari bo’lgan D kattalikka linzaning optik kuchi deyiladi. f D  1 (1) Linzaning optik kuchi dioptriyalarda o’lchanadi. 1-dioptriya – fokus masofasi 1m bo’lgan yig’uvchi linzaning optik kuchidir. Botiq linzaning optik kuchi manfiy, deb qabul qilingan. Qavariq linzada biror AB buyumning tasvirini yasaymiz. Buyum fokus masofa tashqarisida joylashgan bo’lsin. Ilmiybaza.uz 27-rasm Agar yig’uvchi linzaga uning bosh optik o’qiga parallel bo’lgan parallel nurlar tashlansa, ular linzadan sinib o’tib, bosh optik o’qda joylashgan F nuqtada to’planadi. Bu nuqtaga linzaning fokusi deyiladi. Fokus nuqtadan linza markazigacha bo’lgan f masofaga linzaning fokus masofasi deyiladi. Fokus masofaga teskari bo’lgan D kattalikka linzaning optik kuchi deyiladi. f D  1 (1) Linzaning optik kuchi dioptriyalarda o’lchanadi. 1-dioptriya – fokus masofasi 1m bo’lgan yig’uvchi linzaning optik kuchidir. Botiq linzaning optik kuchi manfiy, deb qabul qilingan. Qavariq linzada biror AB buyumning tasvirini yasaymiz. Buyum fokus masofa tashqarisida joylashgan bo’lsin. Ilmiybaza.uz 28-rasm Bu holda buyumning haqiqiy, kattalashgan va teskari tasviri hosil bo’ladi. Buyumdan linzagacha bo’lgan α1, linzadan tasvirgacha bo’lgan α2 masofalar va linzaning fokus masofasi f orasida quyidagi bog’lanish mavjud. 2 1 1 1 1 a a f   (2) bunga linzaning umumiy formulasi deyiladi. Linzaning chiziqli kattalashtirishi 1 2 1 1 a a AB A B K   (3) Yupqa linzalar uchun quyidagi formula bajariladi 1 ) 1)( 1 ( 2 1 R R n D l    (4) bu yerda nl – linza materialining sindirish ko’rsatkichi, R1 va R2 linzaning egrilik radiuslari. Agar linza sindirish ko’rsatkichi nm bo’lgan biror moddaga joylashgan bo’lsa 1 ) 1)( 1 ( 2 1 R R n n D m l    (5) Optik asbobolarda linzalar bilan bir qatorda ko’zgular ham ishlatiladi. Sferik ko’zgular ikki xil bo’ladi: botiq va qavariq. Botiq ko’zgu nurni to’playdi. Ilmiybaza.uz 28-rasm Bu holda buyumning haqiqiy, kattalashgan va teskari tasviri hosil bo’ladi. Buyumdan linzagacha bo’lgan α1, linzadan tasvirgacha bo’lgan α2 masofalar va linzaning fokus masofasi f orasida quyidagi bog’lanish mavjud. 2 1 1 1 1 a a f   (2) bunga linzaning umumiy formulasi deyiladi. Linzaning chiziqli kattalashtirishi 1 2 1 1 a a AB A B K   (3) Yupqa linzalar uchun quyidagi formula bajariladi 1 ) 1)( 1 ( 2 1 R R n D l    (4) bu yerda nl – linza materialining sindirish ko’rsatkichi, R1 va R2 linzaning egrilik radiuslari. Agar linza sindirish ko’rsatkichi nm bo’lgan biror moddaga joylashgan bo’lsa 1 ) 1)( 1 ( 2 1 R R n n D m l    (5) Optik asbobolarda linzalar bilan bir qatorda ko’zgular ham ishlatiladi. Sferik ko’zgular ikki xil bo’ladi: botiq va qavariq. Botiq ko’zgu nurni to’playdi. Ilmiybaza.uz 29-rasm Sferik ko’zguda f  R 2 bo’lgani uchun uning formulasi 2 1 1 1 2 a a R   (6) Linzalarning kamchiliklari. Odatda barcha real optik sistemalar, jumladan linzalar ham bir qator kamchiliklarga ega. Linzalarning eng ko’p uchraydigan kamchiliklariga sferik va xromatik aberatsiyalar kiradi. Agar linzaning diametri katta bo’lsa, uning chetki qismlariga tushgan nurlar ko’proq sinadi, markazga yaqinlashgani sari kamroq sinadi (30 rasm). Buning natijasida tasvir buziladi. Masalan S nuqtaning tasviri bir nuqtada emas, balki S1 va S2 nuqtalarda hosil bo’ladi. Bu esa tasvirning aniq bo’lishiga halaqit beradi. Bunga sferik aberratsiya deyiladi. 30-rasm 31-rasm Agar linzaga oq yorug’lik tashlansa, tasvirning chekkalari ayrim hollarda har – xil rangli bo’lib ko’rinadi. Bu yorug’likning dispersiyasi bilan bog’liq bo’lib, unga xromatik abberatsiya deyiladi. Linzalarning bunday Ilmiybaza.uz 29-rasm Sferik ko’zguda f  R 2 bo’lgani uchun uning formulasi 2 1 1 1 2 a a R   (6) Linzalarning kamchiliklari. Odatda barcha real optik sistemalar, jumladan linzalar ham bir qator kamchiliklarga ega. Linzalarning eng ko’p uchraydigan kamchiliklariga sferik va xromatik aberatsiyalar kiradi. Agar linzaning diametri katta bo’lsa, uning chetki qismlariga tushgan nurlar ko’proq sinadi, markazga yaqinlashgani sari kamroq sinadi (30 rasm). Buning natijasida tasvir buziladi. Masalan S nuqtaning tasviri bir nuqtada emas, balki S1 va S2 nuqtalarda hosil bo’ladi. Bu esa tasvirning aniq bo’lishiga halaqit beradi. Bunga sferik aberratsiya deyiladi. 30-rasm 31-rasm Agar linzaga oq yorug’lik tashlansa, tasvirning chekkalari ayrim hollarda har – xil rangli bo’lib ko’rinadi. Bu yorug’likning dispersiyasi bilan bog’liq bo’lib, unga xromatik abberatsiya deyiladi. Linzalarning bunday Ilmiybaza.uz kamchiliklarini bartaraf qilish uchun linzalar sistemasidan, ya’ni axromatik linzalardan foydalaniladi. Shu o’rinda linzalarda tasvir yasash usullarini qisqacha qarab o’tamiz. Avvalgi mavzuda biz qavariq linzada buyum fokusidan tashqari turgan hol uchun tasvir yasash usuli bilan tanishgan edik. Hozir yana ikki holni qarab chiqamiz. 1) Buyum qavariq linza fokusining ichida bo’lgan hol. 32-rasm Tasvir kattalashgan, mavhum va to’g’ri holda hosil bo’ladi. 2) Botiq linzada tasvir yasash. 33-rasm Tasvir mavhum, kichiklashgan va tog’ri holda hosil bo’ladi. 3. Optik asboblar. Ilmiybaza.uz kamchiliklarini bartaraf qilish uchun linzalar sistemasidan, ya’ni axromatik linzalardan foydalaniladi. Shu o’rinda linzalarda tasvir yasash usullarini qisqacha qarab o’tamiz. Avvalgi mavzuda biz qavariq linzada buyum fokusidan tashqari turgan hol uchun tasvir yasash usuli bilan tanishgan edik. Hozir yana ikki holni qarab chiqamiz. 1) Buyum qavariq linza fokusining ichida bo’lgan hol. 32-rasm Tasvir kattalashgan, mavhum va to’g’ri holda hosil bo’ladi. 2) Botiq linzada tasvir yasash. 33-rasm Tasvir mavhum, kichiklashgan va tog’ri holda hosil bo’ladi. 3. Optik asboblar. Ilmiybaza.uz 1)Lupa. Ancha kichik jismlarni ko’rish uchun ishlatiladigan qisqa fokusli qavariq linzaga lupa deyiladi. Lupaning kattalashtirishi f K  D (1) bu yerda f – lupaning fokus masofasi, D-ko’zning aniq ko’rish masofasi. 2)Mikroskop. Kichik jismlarni yetarlicha kattalashtirib ko’rish uchun mikroskoplar ishlatiladi. Mikroskop obyektiv va okulyardan tashkil topgan. Bularning har ikkalasi yig’uvchi linza bo’lib, ular har xil optik kuchiga ega (34 rasm). Obyektivning va okulayrning ichki fokuslari orasidagi l – masofaga mikroskop tubusining uzunligi deyiladi. Aksariyat hollarda l=16sm ga teng. 34-rasm Mikroskopning kattalashtirishi fok f l D N     0 (2) bu yerda l – mikroskop tubusining uzunligi, D – ko’zning aniq ko’rish masofasi, foδ, fok – ob’yektivning va okulayrning fokus masofasi. Mikroskopning ajrata olish qobiliyati quyidagiga teng. ,0 61nsinu    (3) bu yerda λ-yorug’likning to’lqin uzunligi nsinu ga mikroskopning sonli aperturasi deyiladi. ε qancha kichik bo’lsa, mikroskopning ajrata olish qobiliyati shuncha yuqori bo’ladi. Ilmiybaza.uz 1)Lupa. Ancha kichik jismlarni ko’rish uchun ishlatiladigan qisqa fokusli qavariq linzaga lupa deyiladi. Lupaning kattalashtirishi f K  D (1) bu yerda f – lupaning fokus masofasi, D-ko’zning aniq ko’rish masofasi. 2)Mikroskop. Kichik jismlarni yetarlicha kattalashtirib ko’rish uchun mikroskoplar ishlatiladi. Mikroskop obyektiv va okulyardan tashkil topgan. Bularning har ikkalasi yig’uvchi linza bo’lib, ular har xil optik kuchiga ega (34 rasm). Obyektivning va okulayrning ichki fokuslari orasidagi l – masofaga mikroskop tubusining uzunligi deyiladi. Aksariyat hollarda l=16sm ga teng. 34-rasm Mikroskopning kattalashtirishi fok f l D N     0 (2) bu yerda l – mikroskop tubusining uzunligi, D – ko’zning aniq ko’rish masofasi, foδ, fok – ob’yektivning va okulayrning fokus masofasi. Mikroskopning ajrata olish qobiliyati quyidagiga teng. ,0 61nsinu    (3) bu yerda λ-yorug’likning to’lqin uzunligi nsinu ga mikroskopning sonli aperturasi deyiladi. ε qancha kichik bo’lsa, mikroskopning ajrata olish qobiliyati shuncha yuqori bo’ladi. Ilmiybaza.uz 3)Teleskop. Olisdagi jismlarni kuzatish uchun teleskop ishlatiladi. U bir optik o’qqa joylashtirilgan ikkita linzadan iborat bo’lib, uning bittasi okulyar, ikkinchisi obyektiv vazifasini bajaradi. Teleskopda ob’yektiv har doim yig’uvchi linza bo’ladi. Okulyar yig’uvchi (Kepler trubasi) yoki sochuvchi (Galiley trubasi) bo’lishi mumkin. Teleskopda okulyar va ob’yektivning ichki fokuslari ustma – ust tushadi. 35-rasm Teleskopning kattalashtrishi ob’yektiv fokus masofasining okulyar fokus masofasiga bo’lgan nisbatiga teng: ok o f f N   (4) Teleskopning ajrata olish qobiliyati quyidagiga teng. D    ,1 22 (5) bu yerda λ-yorug’likning to’lqin uzunligi, D-teleskop ob’yektivining diametri. φ qancha kichik bo’lsa, ajrata olish kuchi shuncha katta bo’ladi. Ko’z- optik sistema. Ko’z himoyalovchi 1 oqsil pardada o’ralgan murakkab optik sistemadir. Oqsil pardaga 2 tomirli parda va o’lchamlari juda kichik bo’lgan, yorug’likni sezuvchi elementlardan tashkil topgan 3 to’r parda kelib tutashgan. 4 ko’rish nerv tolalari bu elementlarni bosh miya bilan bog’laydi. Ko’zning oldingi Ilmiybaza.uz 3)Teleskop. Olisdagi jismlarni kuzatish uchun teleskop ishlatiladi. U bir optik o’qqa joylashtirilgan ikkita linzadan iborat bo’lib, uning bittasi okulyar, ikkinchisi obyektiv vazifasini bajaradi. Teleskopda ob’yektiv har doim yig’uvchi linza bo’ladi. Okulyar yig’uvchi (Kepler trubasi) yoki sochuvchi (Galiley trubasi) bo’lishi mumkin. Teleskopda okulyar va ob’yektivning ichki fokuslari ustma – ust tushadi. 35-rasm Teleskopning kattalashtrishi ob’yektiv fokus masofasining okulyar fokus masofasiga bo’lgan nisbatiga teng: ok o f f N   (4) Teleskopning ajrata olish qobiliyati quyidagiga teng. D    ,1 22 (5) bu yerda λ-yorug’likning to’lqin uzunligi, D-teleskop ob’yektivining diametri. φ qancha kichik bo’lsa, ajrata olish kuchi shuncha katta bo’ladi. Ko’z- optik sistema. Ko’z himoyalovchi 1 oqsil pardada o’ralgan murakkab optik sistemadir. Oqsil pardaga 2 tomirli parda va o’lchamlari juda kichik bo’lgan, yorug’likni sezuvchi elementlardan tashkil topgan 3 to’r parda kelib tutashgan. 4 ko’rish nerv tolalari bu elementlarni bosh miya bilan bog’laydi. Ko’zning oldingi Ilmiybaza.uz qismida oqsil parda shaffof 5 muguz pardaga aylanadi, tomirli parda esa 6 kamalak pardaga aylanadi. Rasmda 7 ko’z gavhari, 8 ko’z qorachig’i. 36-rasm Kuzatilayotgan buyumning kichiklashgan va to’nkarilgan tasviri normal ko’zning to’r pardasida hosil bo’ladi. Keyin u bosh miyaga beriladi. Ko’z qorachig’i diafragma vazifasini bajaradi. Uning diametri ko’zga tushayotgan yorug’lik miqdoriga qarab o’zgarib turadi. Ko’z gavharining kuzatilayotgan buyumga nisbatan o’z fokusini moslash xusisyatiga akkomodatsiya deyiladi. Ko’zning asosiy nuqsonlari yaqinni ko’rish va uzoqni ko’rish hisoblanadi. Birinchi holda tasvir to’r parda oldida, ikkinchi holda esa tasvir to’r parda orqasida hosil bo’ladi. Bu kamchiliklar ko’zoynaklar yordamida bartaraf qilinadi. Ko’zning ko’ruvchanlik funksiyasi quyidagi formuladan topiladi. Wm W V    (1) bu yerda Vλ – ko’ruvchanlik funksiyasi, Wm – to’lqin uzunligi λm=0,555 mkm bo’lgan monoxromatik nurlanish quvvati, Wλ – to’lqin uzunligi λ bo’lgan monoxromatik nurlanish quvvati Ilmiybaza.uz qismida oqsil parda shaffof 5 muguz pardaga aylanadi, tomirli parda esa 6 kamalak pardaga aylanadi. Rasmda 7 ko’z gavhari, 8 ko’z qorachig’i. 36-rasm Kuzatilayotgan buyumning kichiklashgan va to’nkarilgan tasviri normal ko’zning to’r pardasida hosil bo’ladi. Keyin u bosh miyaga beriladi. Ko’z qorachig’i diafragma vazifasini bajaradi. Uning diametri ko’zga tushayotgan yorug’lik miqdoriga qarab o’zgarib turadi. Ko’z gavharining kuzatilayotgan buyumga nisbatan o’z fokusini moslash xusisyatiga akkomodatsiya deyiladi. Ko’zning asosiy nuqsonlari yaqinni ko’rish va uzoqni ko’rish hisoblanadi. Birinchi holda tasvir to’r parda oldida, ikkinchi holda esa tasvir to’r parda orqasida hosil bo’ladi. Bu kamchiliklar ko’zoynaklar yordamida bartaraf qilinadi. Ko’zning ko’ruvchanlik funksiyasi quyidagi formuladan topiladi. Wm W V    (1) bu yerda Vλ – ko’ruvchanlik funksiyasi, Wm – to’lqin uzunligi λm=0,555 mkm bo’lgan monoxromatik nurlanish quvvati, Wλ – to’lqin uzunligi λ bo’lgan monoxromatik nurlanish quvvati Ilmiybaza.uz 37-rasm Grafikdan ko’rinadiki, inson ko’zining sezgirligi to’lqin uzunligi 0,- 555mkm bo’lgan yashil nur uchun eng katta. 4. Yorug’likning dispersiyasi. Moddaning sindirish ko’rsatkichi asosan shu moddaning xossalari bilan xarakterlanadi. Lekin ma’lum darajada sindirish ko’rsatkichi yorug’likning to’lqin uzunligiga ham bog’liqdir. Ya’ni ayni bir moddaning o’zi har xil rangli yorug’lik nurlarini turlicha sindiradi. Quyida misol tariqasida shishaning har xil to’lqin uzunligidagi yorug’lik uchun sindirish ko’rsatkichini keltiramiz. λ, 0 A rangi n 6563 Qizil 1, 5154 5893 Sariq 1, 5170 4047 Binafsha 1, 5318 Modda sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga bog’liqlik hodisasiga yorug’lik dispersiyasi deyiladi. n  f () (1) Modda dispersiyasi deb, uning sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga qarab o`zgarish tezligini xarakterlaydigan kattalikkka aytiladi. ()    f d I d  dn  (2) Ilmiybaza.uz 37-rasm Grafikdan ko’rinadiki, inson ko’zining sezgirligi to’lqin uzunligi 0,- 555mkm bo’lgan yashil nur uchun eng katta. 4. Yorug’likning dispersiyasi. Moddaning sindirish ko’rsatkichi asosan shu moddaning xossalari bilan xarakterlanadi. Lekin ma’lum darajada sindirish ko’rsatkichi yorug’likning to’lqin uzunligiga ham bog’liqdir. Ya’ni ayni bir moddaning o’zi har xil rangli yorug’lik nurlarini turlicha sindiradi. Quyida misol tariqasida shishaning har xil to’lqin uzunligidagi yorug’lik uchun sindirish ko’rsatkichini keltiramiz. λ, 0 A rangi n 6563 Qizil 1, 5154 5893 Sariq 1, 5170 4047 Binafsha 1, 5318 Modda sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga bog’liqlik hodisasiga yorug’lik dispersiyasi deyiladi. n  f () (1) Modda dispersiyasi deb, uning sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga qarab o`zgarish tezligini xarakterlaydigan kattalikkka aytiladi. ()    f d I d  dn  (2) Ilmiybaza.uz Modda dispersiyasini baholash uchun uning sindirish ko`rsatkichi quyidagi nurlar uchun o`lchanadi: 1) Vodorodning ko`k chizig`i F  4861A0 2) Vodorodning qizil chizig`i C  6563A0 3) Natriyning sariq chizig`i D  5893A0 olingan natijalar asosida hisoblangan. 1  D c F n n n ifodaga moddaning nisbiy dispersiyasi deyiladi. Dispersiya hodisasini tajribada birinchi marta Nyuton (1672) kuzatdi. U quyosh nuri uch burchakli shisha prizma orqali o`tkazilganda, turli ranglarda ajralib ketishini aniqladi. 38-rasm Barcha shaffof moddalarning sindirish ko`rsatkichlari to`lqin uzunligi qisqargani sari monoton ortadi. Bunga normal dispersiya deyiladi. Uning grafigi 39- rasmda ko`rsatilgan. Ilmiybaza.uz Modda dispersiyasini baholash uchun uning sindirish ko`rsatkichi quyidagi nurlar uchun o`lchanadi: 1) Vodorodning ko`k chizig`i F  4861A0 2) Vodorodning qizil chizig`i C  6563A0 3) Natriyning sariq chizig`i D  5893A0 olingan natijalar asosida hisoblangan. 1  D c F n n n ifodaga moddaning nisbiy dispersiyasi deyiladi. Dispersiya hodisasini tajribada birinchi marta Nyuton (1672) kuzatdi. U quyosh nuri uch burchakli shisha prizma orqali o`tkazilganda, turli ranglarda ajralib ketishini aniqladi. 38-rasm Barcha shaffof moddalarning sindirish ko`rsatkichlari to`lqin uzunligi qisqargani sari monoton ortadi. Bunga normal dispersiya deyiladi. Uning grafigi 39- rasmda ko`rsatilgan. Ilmiybaza.uz 39-rasm Nyuton dispersiyasiga oid tajribasida Quyosh yorug`ligidan hosil bo`lgan rangdor yo`llarni spektr deb atadi. Spektrlar 3 xil bo`ladi: 1) Yaxlit spektr- buni qizitilgan qattiq jismlar beradi. 2) Yo`l-yo`l spektr – buni uyg`ongan alohida molekulalar hosil qiladi. 3) Chiziqli spektr – uyg`ongan atomlar hosil qiladi. Turli moddalarning tarkibini ularning spektlariga qarab o`rganish usuliga spektral analiz deyiladi. Spektral analiz ikki xil bo`ladi: sifat analiz va miqdor analizi. Yorug’likning elektromagnit nazariyasiga asosan moddaning sindirish ko’rsatkichi.  n  (3) formula bilan ifodalanadi. Bu yerda ε- moddaning dielektrik singdiruvchanligi, μ- moddaning magnit singdiruvchanligi. Nazorat savollari. 1. Yorug’likning to’la ichki qaytish hodisasini tushuntirib bering? 2. Linzalarning turlarini sanab bering? 3. Botiq linzada tasvir qanday hosil bo’ladi? 4. Optik asboblarni sanab bering? 5. Yorug’likning dispersiyasi qanday hosil bo’ladi? 6. Fotonlar nima? Ilmiybaza.uz 39-rasm Nyuton dispersiyasiga oid tajribasida Quyosh yorug`ligidan hosil bo`lgan rangdor yo`llarni spektr deb atadi. Spektrlar 3 xil bo`ladi: 1) Yaxlit spektr- buni qizitilgan qattiq jismlar beradi. 2) Yo`l-yo`l spektr – buni uyg`ongan alohida molekulalar hosil qiladi. 3) Chiziqli spektr – uyg`ongan atomlar hosil qiladi. Turli moddalarning tarkibini ularning spektlariga qarab o`rganish usuliga spektral analiz deyiladi. Spektral analiz ikki xil bo`ladi: sifat analiz va miqdor analizi. Yorug’likning elektromagnit nazariyasiga asosan moddaning sindirish ko’rsatkichi.  n  (3) formula bilan ifodalanadi. Bu yerda ε- moddaning dielektrik singdiruvchanligi, μ- moddaning magnit singdiruvchanligi. Nazorat savollari. 1. Yorug’likning to’la ichki qaytish hodisasini tushuntirib bering? 2. Linzalarning turlarini sanab bering? 3. Botiq linzada tasvir qanday hosil bo’ladi? 4. Optik asboblarni sanab bering? 5. Yorug’likning dispersiyasi qanday hosil bo’ladi? 6. Fotonlar nima?