Laboratoriya işi 5 işığın interferensiyası. nyuton halqaları vasitəsilə işığın dalğa uzunluğunun təyini

Laboratoriya işi 5
işığın interferensiyası. nyuton halqaları vasitəsilə işığın dalğa uzunluğunun təyini .

İşin məqsədi: işığın interferensiyası hadisəsi ilə tanış olmaq və Nyuton halqaları vasitəsilə işığın dalğa uzunluğunu təyin etmək.
Ləvazimat: közərmə lampası, monoxromatik işıq süzgəci (filtri), Nyuton həlqələri verən şüşə lövhə və müstəvi qabarıq linzadan ibarət qurğu, mikrometrik vinti olan okulyar..

Şəkil 4
N yuton halqaları. İşıq dalğalarının interferen­siya­sında maraqlı hadisələrdən biri də Nyuton halqalarıdır. Bu halqaların alınması üçün, paralel səthli müstəvi şüşə lövhə üzərinə əyrilik radiusu çox böyük olan (bizim halda 37 m) müstəvi-qabarıq linza qoyulur və bu sistem yuxarıdan paralel işıq dəstəsilə işıqlandırılır (şəkil 4). Linza ilə müstəvi lövhə arasındakı paz şəkilli, yəni qalınlığı getdikcə dəyişən hava təbəqəsinin üst və alt sərhəddindən qayıdan işıq şüaları bir-birilə görüşdükdə interferensiya verirlər.
Bu sistemdə eyni qalınlığa uyğun gələn nöqtələrin həndəsi yeri, mərkəzləri linza ilə şüşə lövhənin toxunma nöqtəsi olan konsentrik çevrələr olduğundan interferensiya zolaqları da həmin şəkildə, yəni ortaq mərkəzli halqalar şəklində olacaqdır. İnterferensiya mənzərəsini həm keçən, həm də qayıdan işıqda müşahidə etmək olar. Təcrübə monoxromatik işıqda aparıldıqda interferensiya zolaqları eni getdikcə daralan, bir-birini əvəz edən konsentrik işıqlı və qaranlıq halqalardan ibarət olur. İnterferensiya qayıdan işıqda müşahidə edildikdə mənzərənin mərkəzində qaranlıq (minimum) ləkə yerləşir. Bunun səbəbi odur ki, işıq hava təbəqəsinin alt sərhəddindən, yəni şüşə lövhədən qayıdanda optik sıxlığı böyük olan mühitdən qayıtmış olur və bu halda dalğa fazasını qədər dəyişir. Fazanın qədər dəyişməsi yolun qədər azalmasına ekvivalentdir. Toxunma nöqtəsində lövhə ilə linza arasında qalan hava qatının qalınlığı dalğa uzunluğuna nisbətən kiçik olduğundan bu nöqtədə şüalar arasındakı yollar fərqi ilə təyin olunur, yəni olur. Bu isə minimumluq şərtidir. Bu səbəbdən interferensiya mənzərəsinin mərkəzində qaranlıq ləkə olur.
Keçən şüalarda belə itki baş vermədiyindən interferensiya mənzərəsinin mərkəzində işıqlı ləkə (maksimum) alınır. Bu mənzərə ilk dəfə Nyuton tərəfindən müşahidə edildiyindən o Nyuton halqaları adlandırılır.
İndi Nyuton halqalarının radiuslarını və vəziyyətini müəyyənləşdirək.Nazik təbəqələrdə optik yollar fərqi (1) ifadəsinə görə

(1)
kimi təyin edilir. Bizim halda nazik təbəqə hava olduğundan , şüalar normal düşdüyündən və müşahidə qayıdan şüalarda aparıldığından -nin işarəsi müsbət götürülür. Onda
(2)
olur. İnterferensiyada maksimumluq şərti və minimumluq şərti olduğundan, sonuncu şərti (2) düsturunda nəzərə alsaq, qaranlıq halqaların meydana gəlmə şərti
(3)
tənliyi ilə ifadə olunacaqdır. Burada - hava qatının -ci qaranlıq halqaya uyğun qalınlığıdır. qalınlığını linzanın əyrilik radiusu və -ci halqanın radiusu ilə ifadə etmək olar. 4-cü şəkildən göründüyü kimi:



qalınlığı və -ə nisbətən çox kiçik olduğundan -ni nəzərə almamaq olar. Onda:
(4)
olur. (4) ifadəsini (3) bərabərliyində nəzərə alsaq -ci qaranlıq halqanın radiusu üçün
(5)
düsturunu alarıq. Bu ifadədən linzanın əyrilik radiusu verildikdə işığın dalğa uzunluğu tapıla bilər.

• 
  Qayıdan işıqda işıqlı Nyuton halqalarının radiusu isə
  

düsturu ilə təyin olunur.
Əgər -ci qaranlıq Nyuton halqasının radiusu , -ci qaranlıq halqanın radiusu olarsa, (5) düsturuna görə
və


Шякил 5

olar. Bu ifadələrin kvadratları fərqindən istifadə edərək üçün
(6)
düsturunu almaq olar. Bu düstur həm qaranlıq, həm də işıqlı halqalar üçün yarayır.