3. Бақылау сұрақтары

3.1. Егер интерференцияны бірдей қашықтықта орналасқан үш саңылаудан байқайтын болсақ, монитордан қандай бейне көрінеді?

3.2. Толқын ұзындықтары 0.5 мкм тең ультра дыбыс толқындары интерференцияланатын болса интерференциялық бейне қалай өзгереді?

3.3. Егер 1) жарықтандырғыштың интенсивтігін ұлғайтса; 2) бір саңылаудың ені екінші саңылаудікінен артық болса; 3) бір саңылаудың мөлдірлігі екінші саңылаудікінен аз болса интерференциялық максимумдердің арасындағы қашықтық өзгереді ме?

№ 7 лабораториялық жұмыс

Малюс заңын тексеру

Жұмыстың мақсаты: Малюс заңын зерттеу

1. Қысқаша теориялық мәліметтер

Х1Х ғасырдың басында Т.Юнг пен О. Френель жарықтың толқындық теориясын дамытып жатқан кезде жарық толқындарының табиғатты белгіссіз болатын. Бірінші кезде жарықты эфир атты гипотетикалық ортада таралатын бойлық толқындар деп есептеген. Интерференция мен дифракция құбылыстарын зерттеген кезде жарық толқындарының бойлық немесе көлденең болатыны турал сұрақ маңызды болған жоқ. Ол кезде жарық толқындарының көлденең болуы мүмкін емес сияқты болатын, өйткені механикалық толқындар сияқты эфирді қатты дене деуге тура келетін еді (көлденең механикалық толқындар газда немесе сұйықта таралуы мүмкін емес).

Бірақ бірте-бірте жарық толқындарының көлденеңдігі туралы эксперименттік фактілер жиналып жатты. 1809 ж француз әскери инженері Э.Малюс өзінің атымен атталған заңды ашты. Малюс тәжірибесінде жарық кезегімен екі бірдей турмалин (жасыл түсті мөлдір кристалдық зат) пластинкаларынан өтеді. Пластинкалар бір біріне қатысты  бұрышына айналады (1 сурет).

1 Сурет. Малюс заңын бейнелеу.

Өткен жарықтың интенсивтігі cos² φ пропорционал болды:

I ~cos²

2 Сурет. Резина арқанындағы көлденең толқын. Бөлшектер y осі бойымен тербеледі. S саңылауын айналдырса толқын өшеді.

Көлденең толқында (мысалы резина арқанындағы толқында) тербеліс бағыты мен оған перпендикуляр бағыты бірдей емес (2 сурет).

Сонымен көлденең толқынның бойлық толқыннан айырмашылығы болып сәулеге қатысты асимметриясы табылады. ХІХ ғасырдың 60-шы жылдарының ортасында Максвелл жарықтың электромагнит толқындары болатыны туралы қорытынды жасады. Жарықтың электромагниттік теориясында толқындардың ерекше ортада – эфирде таралады деген болжамға байланысты қиыншылықтардың барлығы жойылады.

Электромагниттік толқында Ē мен В векторлары бір біріне перпендикуляр болады және толқынның таралу бағытына перпендикуляр жазықтықта жатады. (3 сурет). Жарықтың затпен әсерлесу процестерінде негізгі рольді атқаратын Ē электрлік векторы болады, сондықтан оны жарық векторы деп атайды. Егер электромагниттік толқын таралған кезде жарық векторы өзінің бағытын сақтайтын болса, ондай толқын жазық-поляризацияланған деп аталады (толқындардың поляризациясы деген терминді Малюс көлденең механикалық толқындар үшін енгізген). Ē жарық векторы тербелетін жазықтық тербелістер жазықтығы немесе поляризация жазықтығы деп аталады.

3 Сурет.

Синустық электромагниттік толқын. Ē , В, және ύ векторлары өзара перпендикуляр.

Лазердің шығаратын жарығы жазықполяризацияланған болады. Жарық шағылғанда немесе шашырағында поляризациялануы мүмкін. Мысалы аспанның көгілдір жарығы жарым-жартылай немесе толығымен поляризацияланған. Бірақ кәдімгі жарық көздерінен шығатын жарық (күн жарығы, қыздыру лампаларының жарығы және т.б.) поляризацияланбаған болады. Олардың жарығы әр уақыт мезетінде тәуелсіз жарық шығаратын көптеген атомдардың үлестерінен қосылады және әртүрлі атомдардың жарық векторларының бағыттары әртүрлі болады. Сол себептен қорытқы толқында Ē векторының бағыты ретсіз өзгереді және тербелістердің барлық бағыттары тең болып қалады. Поляризацияланбаған жарықты табиғи жарық деп атайды. Әр уақыт мезетінде Ē векторын екі перпендикуляр оське проекциялауға болады (4 сурет).