CC BY
56INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
YORUG'LIKNING QUTBLANISHIGA DOIR MASALALAR YECHISH METODIKASI
Tolegenova Madina Tolegenovna
Nizomiy nomidagi TDPU "Fizika va uni o'qitish metodikasi" kafedrasi o'qituvchisi
Po'latova Sayyora Abdulakimova Gulira'no Abdulakimova Umida
Nizomiy nomidagi TDPU talabalari https://doi.org/10.5281/zenodo.7199922 Annotatsiya. Mazkur maqolada Yorug'likning qutblanishiga doir masalalar yechish metodikasi haqida so'z boradi. Maqola davomida mavzuga doir turli masalalar va ularning yechimlari berib o'tilgan. Maqola so'nggida mavzu fikr-mulohaza va xulosalar bilan asoslangan.
Kalit so'zlar: to'lqinlar, tebranishlar, qutblangan yorug'lik, metodika, dielektrik muhit. МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ, СВЯЗАННЫХ С ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ СВЕТА Аннотация. В статье рассматривается метод решения задач, связанных с поляризацией света. В ходе статьи были приведены различные вопросы, связанные с темой, и пути их решения. В конце статьи тема построена на мнениях и выводах.
Ключевые слова: волны, колебания, поляризованный свет, методология, диэлектрическая среда.
METHODOLOGY FOR SOLVING PROBLEMS RELATED TO POLARIZATION OF LIGHT Abstract. This article deals with the method of solving problems related to the polarization of light. During the article, various issues related to the topic and their solutions were given. At the end of the article, the topic is based on opinions and conclusions.
Key words: waves, vibrations, polarized light, methodology, dielectric medium.
KIRISH
Tabiatda shunday to'lqinlar (yorug'lik to'lqinlari) mavjudki, ularda turli yo'nalishda tebranishlar yuz berayotgan bo'lib, ularning barchasi to'lqinning tarqalish yo'nalishiga tik bo'ladi. Masalan, hatto, juda kichik o'lchamga ega bo'lgan yorug'lik manbalarida atomlarning nurlanish jarayonida mikroskopik vibrator (atom)larning «o'qi» turlicha (xaotik) oriyentatsiyalangan bo'ladi. Agar to'lqinda barcha ko'ndalang tebranish amplitudalari bir xil bo'lsa, bunday to'lqin tabiiy (qutblanmagan) deyiladi (7.2- rasmga q.). Tabiiy yorug'lik to'lqini
tabiiy yorug'lik manbalari (Quyosh, yoritish manbalari va h.k. lar)dan tarqaladi. Qutblangan yorug'likni tabiiy yorug'likdan sun'iy yo'l bilan (kristallar, qutblagich asboblaridan o'tkazib) hosil qilinadi.
Tabiiy yorug'likdan qutblangan yorug'lik hosil qilish hodisasigayorug'likning qutblanish hodisasi deb atash qabul qilingan.
Qutblangan yorug'likni hosil qilish usullaridan quyida ikkita (keng tarqalgan) turi bilan tanishib o'tamiz. 7 2 - rasm 1 Qutblangan yorug'likni kristallar (masalan,
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
turmalin)dan o'tkazib hosil qilish.
2. Qutblangan yorug'likni ikki dielektrik muhit chegarasidan qaytarib va o'tkazib hosil qilish. Bu holda to'liq qutblangan yorug'lik yuzaga kelmaydi. Bunday vaqtda qisman qutblangan yorug'lik haqida gap boradi.
Yuqorida aytilganlardan ko'rinadiki, yorug'lik turli sharoitlarda turli darajada qutblanadi.
Yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang ekanligi va qutblangan yorug'liklarning mavjudligi yorug'likning elektromagnit nazariyasi yuzaga kelguniga qadar ma'lum edi. Lekin faqat yorug'likning elektromagnit nazariyasi yuzaga kelgandan keyin tebranish ikkita o'zaro perpendikular tekislikda yuz berishi, bu ikkala tekislikda ikki xil E va H vektorlarining tebranishlari ma'lum bo'ldi (7.1 rasmga q.)
Rasmda yassi-qutblangan yorug'lik to'lqinining sxematik ko'rinishi tasvirlangan.
Quyida shu mavzuga doir masalalar yechish metodikasini ko'rsatib o'tamiz 1- masala. Island shpatidan yarim to'lqin uzunlikli plastinka yasalgan bo'lib uning qalinligi 1,25 • 10"4 sm. Ko'k rangdagi o va e nurlari {X = 0,46 • 10"4 sm) uchun sindirish ko'rsatkichlarining .farqi (n0 — na) ni toping.
Berilgan:
A = 0,46 ■ 10
-4
sm
10-4 sm
1= 1,25
Yechilishi. Yorug'lik nurlari dastasining bir o'qli kristallga normal tushib, uning optik o'qi sindiruvchi sirtga parallel bo'lganda odatdagi (o) va odatdagi bo'lmagan (e) nurlar bitta yo'nalishda, lekin turli tezlikda ketadilar.
TT
Agar, shunday plastinkaga qutblanish tekisligi plastinkaning bosh kesimi bilan 0 va 7 dan
farqli burchak ostida yassi qutblangan yorug'lik tushayotgan bo'lsa, plastinkada ikkala o va e nurlari yuzaga keladi, ular kogerent bo'ladilar. Plastinkada ularning yuzaga kelish momentida ular orasidagi fazalar farqi nolga teng bo'ladi, lekin u nurlarni plastinkaga kirib borishi bilan orta boradi. Bu fazalar farqini hisoblab chiqamiz. Har bir nur l qalinlikdagi plastinkadan o'tganida
2nl
o'z fazasi bo'yicha — kattalikka orqada qolib boradi, bu yerda k - berilgan nurning kristallardagi to'lqin uzunligi. Odatdagi nur uchun to'lqin uzunligi X„= , bu yerda vD — O nurning kristallda tarqalish tezligi, v - tebranish chastotasi. vQ = ^-bo'lgani uchun, A0 = bo'ladi, bu yerda no - O nurining sindirish ko'rsatkichi. Xuddi shunga o'xshash
kristalldan o'tayotgan e nur uchun:
bo'ladi, bu yerda ne - odatda bo'lmagan nurning sindirish koeffitsiyenti. Ikkala nur orasidagi fazalar farqi:
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Shunday qilib, (no - ne) hamda kristall qalinligi l lar qancha katta bo'lsa, ikkala nur orasidagi fazalar farqi ham shunchalik katta bo'ladi.
Agar plastinka qalinligini A= k n bo'ladigan qilib tanlab olinsa (bu yerda k - butun son) ikkala nur plastinkadan chiqib yana yassi-qutblangan nur hosil qiladi. k - juft bo'lganda plastinkadan chiqqan nurning qutblanish tekisligi plastinkaga tushgan nurning qutblanish tekisligi bilan bir xil bo'ladi (o'zaro mos tushadi), k - toq bo'lganda plastinkadan chiqqan nurning qutblanish tekisligi plastinkaga tushgan nurning tekisligiga nisbatan ga burilgan bo'ladi.
Plastinkaning eng kichik qalinligi (uni «yarim to'lqin uzunlik» plastinkasi deb ataladi) plastinkaga tushgan yassi-qutblangan yorug'likni qutblanish tekisligini 7ga burilgan yassi qutblangan yorug'likka aylantirib berishi:
tenglikdan topiladi. Bundan:
("o - 11J =
21
kelib chiqadi. Son qiymatlami o'miga qo'ysak:
- nJ =
0,46 ■ 10"4 sm 0,46
2 ■ 1,25 ■ 10-4 sm 2,5
= 0,184
Javob: (na — ng) — 0,184bo'ladi.
2-masala. Agar polyarizator va analizatordan o'tgan yorug'lik intensivligi sakkiz marta kamaygan bo'lsa, polyarizator va analizator bosh tekisliklari orasidagi burchakni toping. Yorug'likning yutilishini hisobga olmang.
Berilgcm: /2//Q= 0,125
Yechilishi. Polyarizator va analizatordan o'tgan yorug'lik intensivligi Malyus qonuni:
I2 — I1 cos~q) — 0,5/(j cos2ip
(1)
bo'yicha o'zgaradi. Masalaning shartiga ko'ra: f = 0,125 ya'ni:
bu yerdan: cos2<p — 0,25, costp = J^ = Javob: tfj = 6013
<p = 60°
Xidosa. Malyus qonuni (I2 = Ii cos <p) dan ko'rinadiki, polyarizator va analizator o'qlari orasidagi burchak tp = 90° bo'lsa yorug'lik bunday sistemadan o'tmaydi, ya'ni [2 = 0 bo'ladi.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME I ISSUE б UIF-2022: 8.2 I ISSN: 2I8I-3337
3- masala. Shisha plastinkaga to'liq qutblanish burchagi ostida tushayotgan tabiiy yorug'likning qaytish koeffitsiyentini aniqlang. Shishaning sindirish ko'rsatkichi :■=:';: Plastinkaga o'tgan yorug'likning qutblanish darajasini toping. Yorug'likning yutilishini hisobga olmang.
Berilgan:
a. = яг
Yechilishi. Masalaning shartiga ko'ra yorug'lik to'liq qutblanish burchagi ostida tushgani uchun Bryuster qonuniga asosan:
bundan: я0=57
To'liq qutblanish burchagi:
shartidan aniqlangani uchun:
TT
п
bo'ladi. Bu yerdan: я0 - ß = 57 - 33 = 24 .
Shuning uchun, to'liq qutblanish burchagi ostida qaytgan yorug'likda:
_1 tgz(a-ß)_l tg2 24° _ h = 2 Io tg-(a-ß) = 2Iq = ° ;
1 sin2 24°
I = - J„ ---- = 0,083 I0
2 0 sm290° 0
Tebranish faqat yorug'likning tushish tekisligiga perpendiular yo'nalishda sodir bo'ladi, ya'ni:
yorug'likning qaytish koeffitsiyenti:
Jcivob: R = 0,033. Demak, shishaga tushayotgan tabiiy yorug'likning faqat 8,3% qaytar ekan.
Masalaning javobidan ko'rinadiki, 8,3% qaytgan yorug'lik E vektorining tebranish yo'nalishi tushish tekisligiga perpendikular bo'lganlari, shuning uchun shisha plastinkaga yorug'lik energiyasining 41,7% o'tadi, Evektorining tebranish yo'nalishi yorug'likning tushish tekisligida yotganlari uchun yorug'lik energiyasi barcha tushgan energiyaning 50% ini tashkil
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME I ISSUE б UIF-2022: 8.2 I ISSN: 2I8I-3337
etadi. Bularning hammasi turlicha plastinkaga o'tadi, chunki bular uchun R = 0. Demak, plastinkaga o'tgan yorug'lik nurlarining intensivligi:
bundan, plastinkaga o'tgan nurlarning qutblanish darajasi.
ga teng.
Javob: P = 9,I%.
4- masala. Tabiiy yorug'lik muz sirtiga normal tushmoqda. Agar muzning sindirish ko'rsatkichi n = 1,31 bo'lsa, muzning qaytarish koeffitsiyentini aniqlang.
Berilgan: n — 1,31
Yechilishi. Qaytgan yorug'likda elektr (shuningdek magnit) vektorining tebranishlari mavjud bo'lib, ular yorug'likning tushish tekisligiga ham perpendikular, ham parallel bo'ladilar, biroq bu tebranishlarning /_va /, intensivliklari qaytgan yomg'likda turli xil bo'lib, Frenel formulalari:
(I)
bo'yicha aniqlanadi, bu yerda: tabiiy yorug'lik intensivligi; (a - yorug'likning tushish burchagi; ß - sinish burchagi.
Nurning sirtga tik tushganda tushish tekisligiga perpendikular va parallel yo'nalishlar orasida farq bo'lmaydi, chunki tekislikning o'zining holati bu holda noaniq.
Bu noaniqlikni bilish uchun Frenelning (1) formulalarida burchaklar kichik bo'lganda ularning sinuslari va tangenslarining qiymatlarini burchaklarning o'zlari bilan almashtirish mumkinligidan foydalanamiz:
~ tgn-(.«+ß) ~ ~ (7+I)3
sinish qonunidan:
Shuning uchun:
(3)
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Yorug'likning qaytish koeffitsitenti R ga berilgan ta'rifga ko'ra:
Javob: R = 1,3%
5- masala. Yorug'lik nuri sirtga normal tushib, sindirish ko'rsatkichlari n = 1,5 bo'lgan uchta linzadan o'tadi. O'tgan yorug'lik intensivligini toping. Yorug'likning linzalarda yutilishini hisobga olmang.
Berilgan: a = 0C
Yechilishi. Qaytish koeffitsiyentiga beriladigan ta'rifga ko'ra:
Yorug'lik sirtga normal tushganda:
(1)
(2)
bo'ladi. Agar sirtga tushayotgan yorug'lik intensivligini qaytgan yorug'lik intensivligini l- deb belgilasak, birinchi sirtdan qaytgan yorug'lik intensivligi = ?.!■_ , o'tgan yorug'lik intensivligi esa IP quyidagicha aniqlanadi:
(3)
ikkinchi sirtdan:
// = /„(i - R),
(4)
yorug'lik intensivligi qaytadi. Ikkinchi sirtdan o'tgan yorug'lik intensivligi esa:
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
bo'ladi va h.k. Demak, oltita sirtdan o'tgandan so'ng yorug'lik intensivligi:
bu yerda:
Javob: Ip = 0,73 %.
Xulosa: sirtdan ko'p marta yorug'lik qaytganda yorug'lik intensivligi ancha susayishi mumkin. Bu masalada sirtga tushayotgan yorug'likning 22% qaytishga sarflanadi, 78 % i esa sistemadan o'tadi.
REFERENCES
1. Tolegenova M. T., Urazkulova D. M., Umarov L. A. The importance of modern pedagogical technologies in laboratory classes in optics //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. - 2022. - T. 12. - №. 5. - C. 1152-1158.
2. Tolegenova M. T., Ergashova M., O'razqulova D. M. JISM MASSASI VA UNI O'LCHASHDA YO'L QO'YILADIGAN XATOLAR //Science and innovation. - 2022. - T. 1. - №. A2. - C. 80-82.
3. Tolegenova M. T., Ramozonova D., Sh S. YORUG 'LIK TO 'LQININING FIZIK MOHIYATI VA XOSSALARI //Science and innovation. - 2022. - T. 1. - №. A2. - C. 83-85
