133
Dalğaların interferensiyası. Araşdırmada dalğa generatorunun harmonik və eyni
tezlikli rəqsə gətirdiyi kürəciklərin su səthində yaratdığı
koherent dalğaları müşa-
hidə etdiniz.
Koherent dalğa – müxtəlif mənbələrdən yayılan, dalğa uzunluqları (tezlikləri)
eyni olan və fazalar fərqi zamandan asılı olmayaraq sabit qalan dalğalara deyilir.
Koherent dalğalar görüşdükdə onların mənbədən görüş nöqtəsinə qədər keçdik-
ləri yollar fərqindən asılı olaraq yekun rəqslər ya güclənir, ya da zəifləyir –
dalğa-
ların interferensiyası baş verir.
Dalğaların interferensiyası (lat.
“inter” – qarşılıqlı
, “ferio” – vuraram
) – ko-
herent dalğaların toplanması nəticəsində yekun rəqslərin amplitudunun güclənməsi
və zəifləməsidir.
Toplanan dalğaların bir-birini gücləndirməsi və ya söndürməsi interferensiyanın
maksimum və
minimum şərti ilə müəyyən olunur.
İnterferensiyanın maksimumluq şərti. İnterferensiya maksimumu suyun (fəzanın)
elə nöqtələrində müşahidə olunur ki, həmin nöqtələrdə toplanan dalğaların maksi-
mumları biri digərinin üzərinə düşür. O, dalğaların toplanma nöqtələrinə qədərki yollar
fərqindən asılıdır.
Toplanan dalğaların yollar fərqi sıfır və ya cüt sayda yarımdalğa uzunluğuna
(fazalar fərqi sıfırdır və ya cüt sayda π-dir) bərabər olan nöqtələrdə interferensiya
maksimumu alınır
(d)
:
∆?????? =
2
∙ 2??????. (1)
Burada
∆?????? = ?????? − ?????? – koherent dalğaların toplanma nöqtələrinə qədərki yollar fərqi,
?????? –
maksimumun tərtibi olub
?????? = 0, 1, 2, …
tam ədədlərdir.
Koherent dalğaların fazalar fərqi ilə yollar fərqi arasında belə bir əlaqə vardır:
∆?????? =
2??????
∙ ∆??????. (2)
(2)-də (1) ifadəsini nəzərə alsaq, interferensiya maksimumunu fazalar fərqi üçün belə
yazmaq olar:
∆?????? = ?????? ∙ 2??????. (3)
Bu halda əgər dalğaların amplitudları
eynidirsə, onların toplanması nəticə-
sində yekun rəqsin amplitudu toplanan
rəqslərin amplitudları cəminə bərabər
olur
(e)
:
??????
= ??????
?????? = 2??????. (4)
İnterferensiyanın minimumluq
şərti. İnterferensiya minimumu fəzanın
elə nöqtələrində müşahidə olunur ki, top-
lanan dalğalar həmin nöqtələrə əks faza-
larda gəlir. Belə halda bir dalğanın mak-
simumu digərinin minimumu üzərinə dü-
şür. Nəticədə bu dalğalar bir-birini zəif-
lədir.
(d)
(e)
(f)
(g)
LAYİHƏ
134
Toplanan dalğaların yollar fərqi tək sayda yarımdalğa uzunluğuna (fazalar fərqi
tək sayda
??????
-yə bərabərdir) bərabər olan nöqtələrdə interferensiya minimumu alınır
(f)
:
∆?????? =
2
∙ (2??????
1); (5)
∆?????? = ?????? ∙ (2??????
1). (6)
Bu halda əgər dalğaların amplitudları eynidirsə, onların toplanması
nəticəsində yekun
rəqsin amplitudu sıfıra bərabər olana qədər zəifləyəcək
(g)
:
??????
= ??????
(−??????) = 0. (7).
İşığın interferensiyası. İnterferensiya bütün növ dalğalar, o cümlədən işıq dalğa-
ları üçün xarakterik olan ümumi xassədir. Belə ki, fəzada iki işıq dəstəsi toplandıqda
onlar bir-birini gücləndirə və
ya zəiflədə bilər, hətta belə də ola bilər:
işıq
+
işıq
=
zülmət.
İşığın interferensiyası – koherent işıq dalğalarının toplanması nəticəsində fəza-
nın müəyyən nöqtələrində işıq rəqslərinin güclənməsi, digər nöqtələrində isə
zəifləməsi hadisəsidir.
Koherent işıq dalğalarının alınma üsulu uzun illər məlum olmadığından işığın da
interferensiya edə bilmək xassəsini uzun illər sübut etmək
mümkün olmamışdır. Yalnız XIX əsrin əvvəllərində Tomas
Yunq sadə qurğu vasitəsilə təcrübi olaraq işığın interferensi-
yasını
müşahidə edə bildi
(h)
.
Qurğuda işığın interferensiyası belə alınır: Günəş şüaları
qeyri-şəffaf
1 ekranını işıqlandırır. İşıq dar S dəliyindən ke-
çərək
2 ekranına düşür. Bu ekrandakı dar
?????? ??????ə ?????? dəliklərin-
dən artıq iki koherent işıq dalğası çıxır. Həmin dalğalar bir-
birinin üzərinə toplanmaqla
3 ekranında işığın interferensiya
zolaqlarını əmələ gətirir. Ekranın mərkəzi hissəsində bir-biri-
ni əvəz edən rəngli və qaranlıq zolaqlar müşahidə olunur.
Mərkəzdən uzaqlaşdıqca bu zolaqlar zəifləyir. Yunq bu təc-
rübədə interferensiyanın maksimumluq şərtindən istifadə et-
məklə (1) düsturuna əsasən işığın interferensiya zolaqlarında-
kı müxtəlifrəngli şüaların dalğa uzunluğunu ölçə bilmişdir.
Qəribə də olsa, işığın interferensiyasına aid ilk təcrübəni onun
dalğa təbiətli olduğunu qətiyyətlə inkar edən İ.Nyuton apar-
mışdır. O, müstəvi-qabarıq linzanı qabarıq tərəfi aşağı olmaq-
la şüşə lövhə üzərində yerləşdirir və onu yuxarıdan işıq-
landırır (
i, 1
). Nyuton linzaya yuxarıdan baxdıqda bir-birini
əvəz edən işıqlı və qaranlıq konsentrik dairələr müşahidə edir
(
i, 2
). Lakin nə Nyuton, nə də bu maraqlı təcrübəni 100 ildən
çox icra etmiş digər alimlər “Nyuton halqaları” adlandırılan
işığın bu sirrini izah edə bilmədilər.
Yalnız 1802-ci ilə T.Yunq “Nyuton halqaları”nın sirrini belə
izah etdi: Linzanın müstəvi səthinə düşən işıq şüası qismən
onun alt sferik səthindən qayıdır (1 şüası), qismən isə linzanın
yerləşdiyi şüşə lövhənin səthindən qayıdır (2 şüası;bax:
i, 3
).
İşıq şüasının belə çoxsaylı qayıtmasından iki koherent şüa
S
S
2
S
1
2
1
3
1
(h)
(i)
2
3
2
1
Günəş şüaları
LAYİHƏ