Həndəsi optika-işığın sınma və qayıtma hadisələri

Post date:

Author:

Category:

Həndəsi optikanın obyekti və predmeti nədir?

Optika işıq haqqında elmdir. Tarix boyunca işığın təbiəti haqqında iki nəzəriyyə mövcud olmuşdur:

  • Korpuskulyar nəzəriyyə;
  • Dalğa nəzəriyyəsi.

Həndəsi optika -işığın yayılma qanunlarını işıq şüası ,yəni korpuskulyar nəzəriyyəyə əsaslanaraq öyrənən optika bölməsinə deyilir.  İşıq şüası -nazik işıq dəstəsi olmayıb , işıq enerjisinin yayılma istiqamətini göstərən xəttə deyilir.

  • Həndəsi optikanın əsas qanunları hansılardır?

İşıq şüasının mühitdə yayılmasının təcrübi tapılmış 2 qanunu mövcuddur:

  • İşıq bircins mühitdə düz xətt boyunca yayılır.( Günəş və ay tutulması, kölgə və yarımkölgə hadisələri);
  • İşıq şüaları müstəqil olaraq yayılır ,yəni yayılma zamanı bir -birilərinə təsir etmirlər və işıq əks istiqamətdə qayıdarkən yayıldığı trayektoriya üzrə hərəkət edir.
  • İşığın qayıtma hadisəsinin necə baş verir?

İşığın iki mühit sərhədində yayılmasının da 2 qanunu vardır:

  • İşığın qayıtma qanunu;
  • İşığın sınma qanunu.

İşığın iki mühitin səthinə çatdıqda yenidən birinci mühitə qayıtması hadisəsinə işığın qayıtma hadisəsi deyilir. Yəni bircins mühitdə hərəkət edən işıq şüalarının bir maneə ilə və ya bir səthlə toqquşaraq saçılması hadisəsinə deyilir. Burda bu hadisənin yalnız bir mühitdə baş verdiyinə diqqət yetirmək lazımdır. Qayıtma hadisəsi düzgün və dağınıq olmaqla iki yerə bölünür. Əgər işıq şüasının toqquşduğu səth hamardırsa qayıtma hadisəsi nəticəsində görüntü alınacaqdır, əgər səth nahamardırsa o zaman görüntü alınmayacaq. Buna uyğun olaraq da birinci hadisə düzgün, digəri isə dağınıq qayıtma hadisəsi adlanır. Gələn paralel işıq şüası hamar səthdən yenə paralel olaraq qayıtdığı halda, nahamar səthdən dağınıq qayıdar. Ayna kimi parlaq səthlər işığı sadə və təxminedilə bilən bir şəkildə yansıdırlar, yəni aynalarda düzgün qayıtmaa hadisəsi baş verir. İşığın qayıtma hadisəsi qayıtma qanunu ilə izah olunur.

İşığın qayıtma qanunu dedikdə isə iki mühiti ayıran sərhədə düşən işıq şüası qayıdan şüa və düşmə nöqtəsindən qaldırılan normal (perpendikulyar ,xəyali düz xətt) bir müstəvidə yerləşdiyini nəzərə almaq lazımdır. Bundan əlavə olaraq düşmə bucağı qayıtma bucağına bərabər olmalıdır(α=β).  Düşmə bucağı işığın düşmə nöqtəsində iki mühitin sərhədinə qaldırlmış perpendikulyar ilə düşən şüa arasındakı bucağa deyilir.

Düz aynalarda olan hər hansı bir nöqtəni təsvir etmək üçün aşağıdakı şərtlər nəzərə alınmalıdır:

  • Nöqtəvi cisimdən minimum iki işıq şüası müxtəlif bucaqlardan aynaya göndərilir. İşıq şüaları qayıtma qanunlarına əsasən yansıdılır və qayıdan şüaların xəyali uzantıları aynanın arxasında kəsişir. Bu kəsişmə nöqtəsi isə cismin görüntüsünün olduğu yer olacaqdır.
  • Nöqtəvi cisimdən aynaya perpendikulyar (yəni aynayla 90 dərəcə bucaq altında kəsişən) düz xətt çəkilir. Aynaya qədər çəkilən xəttin uzunluğuna bərabər uzunluqda və eyni istiqamətdə -aynanın arxasında xətt çəkilir.  Xəttin bitdiyi yerdə görüntü alınacaqdır.
  • Əgər cisim nöqtəvi deyilsə, o zaman cismin uyğun hissələrindən ən az  iki nöqtəvi hissə seçilir. Sonra isə yuxarıdakı yöntəmlərdən birindən istifadə etməklə aynanın arxasında bu nöqtələrin görüntüsü alınır. Nöqtələri birləşdirərək cismin görüntüsü alınır.

Gözün aynada gördüyü hissəyə isə görmə sahəsi deyilir. Düz aynada görmə sahəsimi praktiki olaraq aşağıdakı üsulla tapmaq olar:

  • Gözdən aynanın hər iki ucuna 2 işıq şüası göndərilir. Gözdən aynaya gələn işıq şüaları da  qayıtma qanununa görə yansıyacaq. Qayıdan işıqlar arasındakı qalan hissə gözün aynadakı görmə sahəsi adlanır.

İşığın sınma hadisəsi necə baş verir?

İşıq iki mühitin sərhədinə çatdıqda istiqamətini dəyişərək ikinci mühitə keçərsə bu hadisəyə işığın sınma hadisəsi deyilir. Bu hadisənin iki qanunu var:

  • Düşən və sınan şüa , həmçinin şüanın sınma nöqtəsində iki mühitin sərhədinə qaldırılmış normal bir müstəvi üzərindədir;
  • Düşmə bucağının sinusu sınma bucağının sinusuna olan nisbəti verilən  iki mühit üçün sabit olub ikinci mühitin birinci mühitə nəzərən sındırma əmsalına bərabərdir.(sinα/ sinβ=n2/n1= n)

Su dalğalarının qırılmasını müşahidə edərkən mühit dəyişdirən dalğaların sındığını görmək mümkündür. Su dalğalarının sınmasının səbəbinin dərinliyi müxtəlif olan mühitlərdə dalğaların müxtəlif sürətlərlə yayılması olduğu nəticəsinə gəlinmişdir. İşıq da elektromaqnit dalğa olduğu üçün özü də su dalğalarının sınmasının oxşarını etmiş olmalıdır. Yəni işıq müxtəlif mühitlərdə müxtəlif sürətlərlə yayılmalıdır. Həqiqətən də diqqət yetirsək görərik ki, işıq vakuumda c=3×108 m/san sürəti ilə hərəkət edir, lakin boşluqdan havaya keçdikdə sürətinin nisbətən azalmasına baxmayaraq hesablamalarda təxminən eyni sürətdən istifadə olunur.

Şüşə və su kimi maddələrdə də işığın sürəti vakuumdakı sürətindən az olur. Qısaca işığın sınmasının səbəbi ayrı -ayrı mühitlərdə işığın müxtəlif sürətlərlə hərəkət etməsidir. Belə bir nəticəyə gəlmək mümkündür ki, əslində işığın sürəti texniki olaraq dəyişməzdir ,lakin işıq maddəyə daxil olduqda həmin maddənin təsirinə məruz qalır. Fotonlar maddənin atom və molekulları ilə qarşılıqlı təsirə məruz qalarlar və buna görə də fotonlar maddə tərəfindən cəzb olunub yenidən kənarlaşdırılarlar. Bu sırada  zaman itkisi meydana gəldiyindən işığın orta sürətinin dəyişdiyi qəbul olunur. İşığın sınma hadisəsi onun xassələrini ,məsələn, spektrini dəyişmir.

Sınma qanununda mütəq və nisbi sındırma əmsalı adlanan anlayışlardan istifadə olunur. Mütləq sındırma əmsalı bir mühitin boşluğa ,yəni vakuuma görə sınma əmsalına deyilir. Əgər sifətin tamamlanmasında nisbi deyilmirsə, məsələn, sadəcə şüşənin sındırma əmsalı deyilirsə mütləq sındırma əmsalı nəzərdə tutulur. Nisbi sındırma əmsalı isə bir mühitin digər mühitə nəzərən sındırma əmsalına deyilir. Məsələn, şüşədən suya keçən işıq üçün suyun şüşəyə görə sındırma əmsalı işığın şüşədəki sürəti ilə işığın sudakı sürəti nisbətinə bərabərdir. Deməli, ayrı-ayrı mühitlərin sındırma əmsalları bu mühtlərdəki işığın sürəti ilə tərs mütənasibdirlər. Daha aydın desək əgər mühitdəki molekulların sıxlığı böyükdürsə həmin mühitdə hərəkət eddən işıq daha çox maneəylə üzləşdiyindən daha az sürətlə hərəkət edəcək. Deməli ,mühitdəki molekulların sıxlığı -sındırma əmsalı böyük olan mühitdəki işığın sürəti kiçik olacaqdır.

Redaktə etdi: Nisə Qulizadə

STAY CONNECTED

19,727FansLike
2,187FollowersFollow
0SubscribersSubscribe

INSTAGRAM

Elekron necə kəşf edildi?

İlkin fikirlər Bizim eradan bir neçə əsr əvvəl qədim yunan alimləri yunla sürtülmüş kəhrəbanın yüngül cisimləri...

Beyin donması nədir?

Sizdə də heç belə olub? Soyuq, şirin, dadlı dondurma yeyirsiniz vəə... Budurr! sanki beyniniz donur! Nə baş verdi?

“Qara qızıl” – Neftin tarixi

Neftin fiziki və kimyəvi xassələri Neft, əsasən karbohidrogenlərin və digər üzvi birləşmələrin mürrəkkəb qarışığından ibarət spesifik iyə malik yanar mayedir....