Тербелістер мен толқындардың когеренттілігі

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қ. А. Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті

Жаратылыстану факультеті

Физика кафедрасы

Тақырыбы: Тербелістер мен толқындардың когеренттілігі

Қабылдаған: Шалбаев Б.
Орындаған: Маханова А.
Тобы: ЖФЗ-811

Түрістан 2010.

Жоспары:

1. Когеренттілік туралы түсінік.

2. Когерент толқындар туралы.

3. Жарық толқындарының когеренттік шарты.

Когеренттілік

3.6- суреттегі екі саңылау екі жарық шығарғыш көз тәрізді әсер етеді.
Мұндай көздерді когерентті көздер деп атайды, себебі олар шығаратын
толқындардың фазаларының арасындағы ығысу өзгеріссіз қалады. Егер екі
саңылауды екі кішкентай лампалармен алмастырсақ, немесе әрбір саңылауды
жеке лампалармен жарықтандыратын болсақ онда интерференцилық суреттеме
болмайды, бір лампаның жарығының фазасы екінші лампаның жарығының фазасына
қатысты кездейсоқ ығысуда болады да, экран біркелкі дерлік жарықтанып
тұратан болады. Мұндай екі көздер когеренттік емес көздер деп аталады.
Когеренттік- күрделі мәселе, біз бұл жерде оған қысқаша ғана тоқталып
кетеміз.
Интерференциялық суреттеме пайда болу үшін екі жарық сәулелері
шоғының фаза жағынан бірдей болуы міндетті емес. Мысалы 3.6- суреттегі
төменгі саңылаудың алдына шыны пластинканы қойдық делік. Оның қалыңдығы,
оны жарық сәулелері шоғы кесіп өткен кезде, жоғарғы саңылау арқылы өткен
жарық сәулелері шоғына қарағанда жарты толқын ұзындығына қалыс қалатындай
етіліп алынған болсын. Жоғарғы және төменгі шоқтардың арасындағы фазалар
айырымы өнебойы болады, бірақ осыған қарамай, экранда интерференциялық
суреттеме бақыланатын болады. Екі жарық шоғы, олардың арасында фазалар
айырымы болатын кезде де, болмайтын кезде де, когерентті болады, ең бастысы-
фазалар айырымының уақыт бойынша тұрақтылығы.
Басқа толқындармен салыстырғанда жарық толқындарының
көгеренттілік көздерін алу өте қиын. Көрінетін жарық көздері ретінде
атомдардағы электр зарядтарының тербелістерін (немесе үдеуін) пайдалануға
тура келеді. Мысалы, қыздырғыш лампының талшығының атомдары қыздыру арқылы
қоздырылады да, бас артық энергия жарық толқындарының“будақтары” түрінде
шығарылады, олардың әрбіреуі шамалас уақытқа созылады. Көрінетін жарық
дегеніміз фазалар ығысуы кездейсоқ мәндерде болып келетін осындай толқын
будақтарының үлкен санынан тұрады. Сондықтан екі қыздыру лампысы жарықтың
когерентті емес көздері болып табылады да, интерференция болмайды. Егер
жарық көзі ретінде бір ғана лампыны алатын болсақ, онда екі саңылауда
талшықтың бір жерінен шыққан жарықпен жарықталынатын болса ғана, қажетті
нәтижеге(интерференцияға) жетеміз, осы кезде ғана екі саңылау арқылы өтіп
жатқан жарық толқындарының аиплитудалары бірдей, ал фазалар ығысуы тұрақты
болады. Егер саңылаулар арқылы өтіп жатқан толқындар талшықтыңтүрліше
жерлерінен шығатын болса, онда олардың фазалар ығысуы уақыт бойынша өзгеріп
отырады, интерференциялық суреттеме жуылып шайылып кетеді. Нағыз
когеренттік аспап – лазер- тек ×× ғасырдың 50-жылдарында ғана жасалды.
Когерентті толқындар. Орнықты интерференциялық көрініс шығарып алу
үшін, толқын көздерінің жиіліктері бірдей болуы қажет және олардың тербеліс
фазалары дәл келуі керек, немесе айырмашылығы тұрақты( уақытқа тәуелсіз)
бір шамаға тең болуы тиіс.
Осы шарттарды қанағаттандыратын көздер көгерентті көздер деп аталады.
Олар туғызатын толқындарды да көгерентті деп атайды. Көгерентті толқындар
қосылғанда ғана орнықты интерференциялық көрініс пайда болады.
Егер көздердің тербеліс фазаларының айырмасы тұрақты болып тұрмаса,
онда ортаның кез келген нүктесінде екі толқын қоздырған тербелістердің
фазалар айырмасы өзгеріп тұрады. Сондықтан қорытқы тербелістер амплитудасы
уақыт өтуімен ілесе өзгереді. Нәтижесінде максимумдар мен минимумдар
кеңістікте орын ауыстырады да, интерференциялық көрініс бұзылады.
Интерференция табиғаты кезкелген толқындық процестердің бәріне тән. Атап
айтқанда, дыбыс толқындарының интерференциясын бақылауға болады.
Интерференцияның маңызының зор екндігі мынада, егер қандай да бір
процестерді зерттегенде интерференция бар екені аңғарылса, онда бұл-
толқындық қозғалыс екенінің даусыз дәлелі болады.
Жарықтың толқындық табиғаты интерференция құбылысынан табиғи жағдайда да
жиі байқауға болады. Мысалы, суға тамған ьай мен мұнай кілегейлеріне,
сабынкөпіршігіне және слюданың жұқа қабыршағына күн сәулесі түсекнде,
олардың беттері қызыл-жасыл болып құлпырып тұрады. Мұнда жолақтардың түрлі
түсті болуы көпіршік пен сұйыққа ақ жарық түскендіктен болады. Егер сабын
көпіршігіне түсетін ақ жарықтың жолына, мысалы, жасыл шыны қойылса, онда
көпіршіктің бетінде тек аралықтары қара- қоңыр жасыл жолақтары байқалады.
Басқаша айтқанда жұқа пленканың бетіне бір түсті(монохромат)жарық
түсірілсе, сонда аралары қара- қоңыр жолақпен бөлінген бір түсті жолақтар
байқалады, бірақ жарықталынуы бірдей болмайды. Осындай жарық жарық және
қара- қоңыр жолақтың пайда болуы- жұқа пленка беттеріне шағылған жарық
толқындары бір- бірімен қосылысқанда олардың бірін-бірі күшейтуі немесе
әлсірету себебінен болады. Бұл құбылыс жарықтың интерференциясы деп
аталады. Интерференция құбылысы тек жарық толқындарына ғана емес, мысалы,су
бетімен таралған толқындар да, дыбыс толқындары да интерференцияланады.
Осындай механикалық толқындардың интерференциясы жалпы толқындар
теориясында қарастырылады.Бұл жөнінде біз тек мынаны еске аламыз. Егер бір
система толқындарының өркештері мен сайлары екінші система толқындарының
өркештері мен сайларынадәл келсе( фазалары бірдей болса), онда толқындар
системасы бірін- бірі күшейтеді, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.