|
boshlang`ich bilim darajasi.
Darsning maqsadiga erishish uchun fizikaning quyidagi bo’limlarini bilish lozim:
1. Difraktsiya. Difraktsion panjara.
2. Kvant generatorlari haqidagi tushuncha, ularning ishlash printsipi.
qisqacha nazariy qism.
Bir jinsli bo’lmagan muhitda yorug`lik tarqalgan har hil optik hodisalar ro’y berishi mumkin. Muhit bilan bir jinsli bo’lmagan mayda jismlar yorug`lik nurlarining to’g`ri chiziq bo’ylab tarqalishdan og`ish hodisasi, ya`ni difraksiyaga sabab bo’lishi mumkin. SHu jismlarni o’lchovlari yorug`lik to’lqin uzunligi birdlan bir tartibda bo’lsagina difraksiya hodisasi kuzatiladi.
Ayni shu sabablitabiatda deyarli difraksiya kuzatilmaydi. Difrakuiyani kuzatish uchun difraktsion panjara gegan oddiy optik asbob qo’llaniladi. U bir-biriga teng masafoda joylashgan paralel tirqishlar sistemasidan iborat. Agar difraktsion panjaraga parallel kogerent to’lqin dastasi tushsa, tirqishlardan har tomonga yo’naluvchi ikkilamchi to’lqinlar o’zaro ta`sirlashib, ketma-ket keluvchi maksimum va minimumlardan iborat bo’lgan difraktsion tasvir hosil qilinadi. Agar difraktsion panjaraga oq nur tushirilsa, maksimumlarda etti xil rangli chiziqlar hosil bo’ladi, minimum joyida esa qora chiziq bo’ladi. Agar tushirilayotgan nur monoxromatik bo’lsa, u holda maksimumlarda hosil bo’lgan rangli chiziq tushayotgan nurning to’lqin uzunligiga to’g`ri keladi. Difraktsion manzaraning ma`lum joyida maksimum yoki minimumni hosil bo’lishi shu joyda uchrashib difraksiya hosil qiluvchi nurlarning yo’llar ayirmasiga bog`liq. 1-rasmda nurlarning yo’llar ayirmasi VS bilan belgilangan, rasm bo’yicha:
BS – d sin (1)
-difraktsion panjara doimiysi, bu ikkita ketma-ket tirqishlar markazlari orasidagi masofa.
Agar VS yorug`likning to’lqin uzunligining butun sonli ko’paytmasiga teng bo’lsa, bosh maksimumlar hosil bo’ladi, bularuchun:
d sin (2)
K=0, 1, 2,....... bosh maksimamlarning tartibi deyiladi. Udar markazi K = 0, = 0 to’g`ri keladigan maksimamga nisbatan simmetrik jaylashgan bo’ladi. Bu formuladan ko’rinadiki d ni bilan holda tushayotgan yorug`likni to’lqin uzunligi - ni aniqlash mumkin.
Bu ishda difraktsion panjara yordamida gazli lazerning nurlanishini to’lqin uzunligi aniqlanadi. Kvant sistemalari atomlar malekulalar, ionlar pastki energetik sathga o’tganda elektromagnit energiyani tashqi ta`sirsiz, ya`ni spontan holda nurlaydi. Issiqlik nurlanishi va lyuminetsensin spontan nurlanishga misol bo’la oladi. Ammo shunday protsess bo’lishi mumkinki , unda uyg`ongan atomlar, malekula, ionlar o’z-o’zidan bevaosita nurlanmay, balki tashqi elektromagnit maydon ta`sirida nurlanishlari mumkin. Xususan, ularga tushayotgan yorug`lik nuri ta`siri ostida. Bunday nurlanishni majburiy nurlanish deyiladi.
1919 yilda A. Einshteyn tomonidan indutsirlangan nurlanish borligi nazariy aytib o’tilgan edi.
Buning ma`nosi quyidagilardan iborat: yorug`lik fotoni uyg`ongan atom yonidan uchib o’tayotganda uni uyg`onmagan holatga aylantiradi, atom normal holatga o’tishda o’zidan «yangi» foton chiqaradi nurlanadi. Ikkita foton o’z navbatida uyg`ongan atomlar uchib o’tayotganida ularni normol holatga keltirishadi, shu bilan birga bir vaqtda ular yana ikkita foton hosil qilishadi. SHunday qilib, fotonlarning soni keskin oshib borib, yorug`likni kuchaytiradi. Tushayotgan fotonni chastatasi uyg`ongan atom chastatasiga to’g`ri kelmasa majburiy indutsirlangan nurlanish hosil bo’lmaydi. Bundan tashqari, uchib o’tayotgan va yangi hosil bo’lgan fotonlar fazalari bo’yicha mos kelganligini Eynshteyn isbot qilgan, demak nurlanish kogerent bo’lishi kerak.
Ma`lumki pastki energetik sathda joylashgan atomlar elektromagnit energiyani yutadi yuqori sathga ko’tarilib. YUqori sathda joylashgan atomlar pastki sathga o’tishida nurlanadi. Agar modaning pastki energetik sathidagi atomlar soni N1 yuqori sathdagi N2 dan ko’p bo’lsa, pastki energetik sathga joylashgan atomlar soni yuqorinikiganisbatan ko’p deb yuritiladi, ya`ni N1>N2. Bu holda yutilish nurlanishdan ko’proq bo’ladi va o’tayotgan birlamchi nur susayadi. Agar bo’lsa indutsirlangan, ya`ni majburiy nurlanish yutilishdan ortiqroq bo’ladi va modda birlamchi nurlanishni kuchaytiradi. SHu bilan moddadan o’tayotgan birlamchi elektromagnit nurlanishni kuchaytirish uchun ikkita energetik sathda yuqoridagi atomlar soni pastdagidan katta bo’lishi kerak, ya`ni N1>N2. O’zidan elektromaginit nurlanishni kuchaytirib o’tkazadigan kvant sistemasini yasash mumkinligini 1939 yilda sovet fizigi V. A. Fabrikant asoslagan.
Oddiy sharoitda termodinamik muvozanat holda N1>N2 bo’lib, aksincha N2>N1 bo’lgan hol modani nomuvozanat holati deyiladi. Bunday holatni vujudga keltirish va saqlab turish uchun maxsus sharoit asboblar lozimdir. Ulardan biri kvant generatori bo’lib, uni sovet fiziklari N. G. Basov va A. M. Proxorov, shuningdek amerikalik fizik G. Tauns ishlab chiqadilar. Optikaviy nurlanishni kuchaytiruvchi kvantli generator lazer deb ataladi. Ishlatiladigan moddaning xususiyatiga qarab lazer kristallik, gazli, suyuqli turlarga ajratiladi. Lazer nuri tarqalish burchagi 10 - 4 rad ga yaqin bo’lgan yorug`lik dastasini hosil qiladi. Masalan, oyga yo’naltirilgan shunday dasta uchung sirtida diametri 1 km ga teng bo’lgan yorug`lik dog`ini hosil qiladi, oddiy projektorni nuri oyda diametri 4000000 km ga teng bo’lgan dog`ni hosil qiladi. SHu sababli va lazer nurining chastotasi yuqori bo’lganligi uchun uni cheksiz uzoq kosmik aloqada ishlatish mumkin, bundan tashqari bitta nur orqalijuda katta hajmdagi informatsiyani uzatish mumkin, masalan, yuzlab televizion programmalarni.
Lazer eng quvvatli yorug`lik manbai bo’lib hisoblanadi. Imulsli lazer nurlanishining quvvati o’nlab millionlab vattlar bilan hisoblanadi, uning energiya oqimini zichligi, ya`ni yorug`lik intensivligi 10 9 Vt/ sm2 , solishtirish uchun quyosh nurlanishining zichligi 104 Vt /sm2 . Optikaviy linzalar yordamida lazer nurlanishini intensizligini 10 15 Vt/ sm2 ga olib borish mumkin.
Lazer meditsinada ham tatbiq etiladi. Masalan ko’zning to’r pardasi qatlamini operatsiyasiz davolash uchun maxsus lazer asbob - oftalmokoagulyator ishlatiladi. Xirurgiyada qon chiqarmaydigan «yorug`lik» pichog`I,-bu sterilizatsiya talab qilmaydi;, ko’z ichidagi suyuqlikni oqizib chiqarish uchun diametri 50-100 mkm bo’lgan tekshiklarni lazer bilan
«teshib» glaukomani davolash, rak hujayralarni yo’q qilish, tishlarni davolashda-bentinni buzish va h.k., lazer nuridan foydalanishadi.1
Do'stlaringiz bilan baham: | 
