12.Табиғи жарық пен жазық поляризацияланған жарықтар айырмашылығы неде?

Электромагниттік толқындардың,демек,жарық толқыны ның да, көлденең толқындар екені белгілі:жарық толқыны электр ж/е магнит өрістерінің Е,Н кернеуліктері өзара перпендикуля,әрі жарық сәулесі бағытына перпендикуляр жазықтықта тербеліс жасайды.Жарықтың поляризациясы деп осы атаудың кең мағынасында жарық толқындарының көлденеңдігі қалайда білінетін толқындық оптика құбылыстарының жиынтығын айтады.Поляризацияланған жарық деп Е жарық векторының тербелісі белгілі бір бағытта реттелген жарық толқынын айтады.Табиғи жарықта-жарық векторының тербелістері ортаның кез келген нүктесінде барлық мүмкін болатын бағыттарда,бірін бірі тез,әрә бейберекет алмастырып отырып жасалады.Толқынның Е электр векторының тербелістері қалайда бір жолмен реттелген болса,онда мұндай толқын поляризацияланған д.а.Көлденең толқында (мысалы резина арқанындағы толқында) тербеліс бағыты мен оған перпендикуляр бағыты бірдей емес ( сурет).

Сонымен көлденең толқынның бойлық толқыннан айырмашылығы болып сəулеге 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 жəне толқынның таралу бағытына перпендикуляр жазықтықта жатады. (3 сурет). Жарықтың затпен əсерлесу 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. Лазердің шығаратын жарығы жазықполяризацияланған болады. Жарық шағылғанда немесе шашырағында поляризациялануы мүмкін. Мысалы аспанның көгілдір жарығы жарым-жартылай немесе толығымен поляризацияланған. Бірақ кəдімгі жарық көздерінен шығатын жарық (күн жарығы, қыздыру лампаларының жарығы жəне т.б.) поляризацияланбаған болады. Олардың жарығы əр уақыт мезетінде тəуелсіз жарық шығаратын көптеген атомдардың үлестерінен қосылады жəне əртүрлі атомдардың жарық векторларының бағыттары əртүрлі болады. Сол себептен қорытқы толқында Ē векторының бағыты ретсіз өзгереді жəне тербелістердің барлық бағыттары тең болып қалады. Поляризацияланбаған жарықты табиғи жарық деп атайды. Əр уақыт мезетінде Ē векторын екі перпендикуляр оське проекциялауға болады Олай болса қандай да болсын толқынды (поляризацияланған жəне поляризацияланбаған) екі өзара перпендикуляр бағыттарда поляризацияланған толқындардың суперпозициясы деп қарастыруға болады: Ē(t)= Ēx(t)+ Ēy(t). Бірақ поляризацияланған жарықта екі құраушысы Ex(t) жəне Ey(t) когерентті, ал поляризацияланбаған жарықта когерентті емес болады, б.а. бірінші жағдайда Ex(t) жəне Ey(t) арасындағы фазалар айырымы тұрақты, ал екінші жағдайда уақыт бойынша кездейсоқ өзгеретін функция болады.

13.Қума толқын жазық поляризациялана ма?Қосарланып сыну кұбылысын қалай түсінесіз?Ортаның физикалық қасиеттері ортадағы бағытқа байланысты əртүрлі болатын орта анизотропты деп аталады. Қалыпты жағдайларда газ түріндегі, сұйық жəне аморфты қатты диэлектриктер оптикалық изотропты болатындығы, ал кристалдық диэлектриктердің көпшілігі оптикалық анизотропты болатындығы зерттеулерден анықталған. Мəселен, исландия шпатының кристалы жарықты оған жарық қай жағынан түсірілуіне байланыстыəртүрлі сындырады. Осы кристалда бір бағыттың болатындығы анықталған, осы бағыт бойымен түсірілген жарық сəулелері сынбай түзу сызықты өтеді. Басқа бағыттарда сəуле кристалл арқылы өткенде екіге жіктеледі; жарықтың қосарлана сыну деп аталатын құбылыс байқалады . Оптикалық қасиеттердің кристалдағы бағытқа осындай тəуелділігі оптикалық анизотропия деп аталадыТабиғи жарық сəулесі исландия шпатының кристалы арқылы өткенде екі сəулеге бөлінетіндігі байқалды. Осы құбылыс сəуленің қосарланып сынуы деп аталды. Сəуленің қосарланып сынуы – анизотропты заттардың түскен жарық сəулесін əртүрлі фазалық жылдамдықпен, əртүрлі бағытта таралатын өзара перпендикуляр бағыттарда поляризацияланған екі сəулеге бұлшектеу қабілеті туғызатын құбылыс. Толқындар деп тербелiстiң кеңiстiкте таралу процессiн айтады. Кеңiстiкте қандай тербелiстердiң тарап жатқанына байланысты толқындар әртүрлi, мысалы, механикалық, электромагниттiк т.с.с. болуы мүмкiн. Тербелiстiң бағыты мен толқынның таралу бағытының арасындағы қатынасқа қатысты оларды көлденең толқындар және қума толқындар деп бөледi. Көлденең толқындарда тербелiстiң бағыты толқынның таралу бағытына перпендикуляр болса, қума толқындарда олардың бағыты бiр түзудiң бойында болады. Ол жөнiнде мына жерден қарап көруге болады. Толқындарды олардың ұзындығымен сипаттайды. Толқын ұзындығы деп бiрдей фазада тербелiп тұрған iргелес (ең жақын) екi нүктенiң ара қашықтығына тең шаманы айтады. Толқынның λ ұзындығы, ν тербелiс жиiлiгi және оның υ таралу жылдамдықтарының арасында мынадай байланыс бар. Электромагниттiк толқындар деп айнымалы электр өрiсiнiң және онымен байланысқан магнит өрiсiнiң кеңiстiктегi таралу процессiн айтады. Ал бұл өрiстер сәйкес электр өрiсiнiң кернеулiгi және магнит индукция векторы арқылы сипатталатыны белгiлi. Олай болса, электромагниттiк өрiс тарап жатқан кеңiстiктiң әрбiр нүктесiнде осы векторлардың мәнi периодты түрде өзгерiп отырады. Электромагниттiк толқындар – көлденең толқындар. және векторлары бiр-бiрiне перпендикуляр жазықтықта тербеледi (3.1 - сурет). Электромагниттiк толқындардың болатыны жөнiндегi болжамды алғаш рет ағылшын ғалымы Дж.Максвелл айтқан болатын. Айнымалы магнит және электр өрiстерi қарапайым тербелмелi контурда туындылайды. Бiрақ, бұл жағдайда магнит өрiсi индуктивтi катушканың маңында, ал электр өрiсi конденсатор астарларының арсында туындылайтын болғандықтан толқын кеңiстiкке тарамайды. Мұндай жүйенi әдетте жабық тербелмелi контур деп атайды. Кеңiстiкке тарайтын электромагниттiк толқындарды ашық тербелмелi контурдың көмегiмен шығарып алуға болады. Ашық тербелмелi контур жөнiнде мына жерден қарап көруге болады.

14.Кристалдардың оптикалық осі.Малюс заңы.Жарық интенсивтігінің электр кернеуі векторының квадратына тәуелділігі?неге жарық интенсивтігі фототок мәнімен бағаланады. Малюс заңы — анализатордан өткен сызықты поляризацияланған жарық қарқындылығының cos α-ге пропорционалазаятындығын өрнектейтін заң; мұндағы α — жарық поляризациясы жазықтығы мен прибор (анализатор) арасындағы бұрыш. Бұл заңды 1810 жылы француз физигі Э.Л. Малюс (1775 — 1812) ашқан. Егер І0 және І — анализаторға түсетін және одан шығатын жарық қарқындылықтарын сипаттаса, онда Малюс Заңы бойынша: І=І0cos2α түрінде орындалады. Өзгеше (сызықты емес) поляризацияланған жарықты екі сызықты поляризацияланған құраушылардың қосындысы түрінде қарастыруға болады. Олардың әрқайсысы үшін Малюс Заңы орындалады. Барлық поляризациялық приборлардан өтетін жарық қарқындылығы Малюс Заңы бойынша есептеледі, ал Малюс Заңы ескермейтін, α-ға тәуелді болатын шағылу кезіндегі шығындар басқа тәсілмен қосымша анықталады. Жарық қарқындылығын өлшеуге арналған оптик. құрал — поляризациялық фотометрдің құрылысы Малюс Заңына негізделген. Жарық қосарланып сынатын орталарда таралатын жарық сәулесі екі компонентке бөлінеді, олардың таралу жылдамдықтары әртүрлі болады. Олай болса олардың сыну көрсеткіштеріде әртүрлі. Қосарланып сыну құбылысы кристалл қабырғасына тік түскен (нормаль) кезінің өзінде де байқалады. Осыған қарамастан кристаллдарда екі бағыт болады. Ол бағыт бойымен таралатын жарық сәулесі қосарланып сынбайды. Осы бағыттарды кристаллдың оптикалық осьтері деп атайды. Демек, оптикалық ось бойымен таралатын сәулелердің таралу жылдамдығы бірдей болады. Сондықтан екіге бөліну туралы сөз болмайды.