4 страница. 56. Жарық –Корінетін жарық - барлық жарықтың бірі;тар мағынада – көрінетін сәуле

56. Жарық – Корінетін жарық - барлық жарықтың бірі;тар мағынада – көрінетін сәуле, яғни жиілігі 7,5 •1014 – 4,0 • 1014Гц аралығындағы адам көзі қабылдайтын электрмагниттік толқын;кең мағынасында — қабылданатын сәулемен бірге спектрдің ультракүлгін және инфрақызыл аймағындағы сәулелерді де қамтитын оптикалық сәуленің синонимі. Жарықтың сынуы – екі ортаның шекаралық қабатына түскен сәуленің екінші ортаға өткен бөлігінің бастапқы бағыттан ауытқуы. Жарықтың сыну заңдары былай тұжырымдалады:түскен сәуле, сынған сәуле және екі ортаны бөлетін шекаралық бетке жүргізілген перпендикуляр бір жазықтықта жатады. Түскен сәуле мен сынған сәуле өзара қайтымды болады;түсу бұрышы синусының (α) сыну бұрышы синусына (φ) қатынасы тұрақты шама болады: мұндағы n – ортаның сыну көрсеткіші. Берілген заттың вакууммен салыстырғандағы сыну көрсеткіші сол заттың абсолюттік сыну көрсеткіші деп аталады. Жарықтың шағылуы – жарықтың екі түрлі орта шекарасына (кем дегенде біреуі мөлдір болатын) түсуі кезінде байқалатын құбылыс. Мөлдір ортадағы жарық сәулесі сыну көрсеткіші сол ортаға қарағанда өзгеше болатын екінші ортаға жеткен соң, оның біршама бөлігі сынып, басқа бағытпен таралады да, енді бір бөлігі бірінші ортаға қарай кері шағылады. Жарықтың шашырауы – жарық сәулесінің бастапқы таралу бағытын өзгертіп, жан-жаққа ауытқуы.

57. Линза — таужыныстар мен пайдалы қазбалар жатысының жасымық тәрізді нысаны; қалындығы шетіне қарай жұқара түсетін домалақ дене. Жинағыш линзаның оптикалық бас осіне параллель сәулелер сынып, линзаның фокусінен өтеді.Бұл нүкте линзаның бас оптикалық осінде жатады.
• Фокустық арақашықтық көп болмау керек.
• Кескін әртүрлі болуы мүмкін.
• Кескін нүкте арқылы құралады.
• Кескін параққа сәйкес келмесе, кескінді нүкте арқылы көрсету керек. Линзаның беретін кескіні мен түріне қарай формуланың келесі жазылу түрлерін аламыз.
1.Жинағыш линза нақты кескін берсе,d>0 f>0;F>0.Жұқа линза формуласы 1/d+1/f=1/F
2.Жинағыш линза жорамал кескін берген жағдайда,d>0 f<0 F>0.Жұқа линза формуласы 1/d-1/f=1/F
3.Шашыратқыш линза әр уақытта жорамал кескін береді,яғни d>0 f>0 F<0.Жұқа линза формуласы 1/d+1/f=-1/F. Линзаның оптикалық күші - линзаның тоғысу ара қашықтығына кері шама.

58. Прецессин мен нутация әсерінен координат осьтері ығысады. Абберация құбылысынан аспан денелерінің сферадағы орны бақылаушыға ығысып көрінеді.

59. Толқындық оптика - оптиканың, жарықтың толқындық табиғаты байқалатын құбылыстарды зерттейтін, бөлімі. Интерференция дегеніміз — олардың тербелістері өтетін ортаның әрбір нүктесінде осы толқындардың қосылуы. Ортаның кез келген бөлігінің қорытынды ығысуы жеке-жеке бөлшектердің ығысуларының қосындысына тең. Бұл ығысулар басқа толқындар жоқ кезде, таралып келе жатқан толқындардың әрбіреуі жүріп өткенде де пайда болады. Когерентті толқындар бірдей жиілікпен тербелетін, ығысу фазалары тұрақты қалатын когерентті толқын көздерінен алынады.

60. Интерференция дегеніміз — олардың тербелістері өтетін ортаның әрбір нүктесінде осы толқындардың қосылуы.Егер толқындардың жол айырымы жарлпы толқындардың жұп санына тең болса, онда бұл нүктеде тербелістер кішірейеді, ал егер жол айырымы жарты толқындардың тақ санына тең болса, онда бұл нүктеде тербелістер бәсеңдейді. Толқындар интерференциясының нәтижесінде толқындық қозғалыс энергиясы кеңістікте қайта бөлінеді. Максимум нүктелерінде энергияның концентрациясы (үлкен жиыны) пайда болады. Минимум нүктелері энергияның азаюына сәйкес келеді.

Максимум және минимум шарттары бір түзудің бойында жатпайтын толқындар қабаттасқанда да орындалатынын осыған ұқсас дәлелдеуге болады (4.5-сурет). Егер қарқындылығы бірдей екі когерентті толқын бір-біріне қарама-қарсы таралса, ерекшеинтерференциялық көрініс байқалады. Мысалы, жіп бойымен таралатын түскен толқын мен шағылған толқындардың қабаттасуы пайда болады. Мұндай интерференция тұрғын толқынның пайда болуына әкеледі.. Когерентті толқындар бірдей жиілікпен тербелетін, ығысу фазалары тұрақты қалатын когерентті толқын көздерінен алынады.

61. Ньютон сақиналары жұқа қабыршақтардағы интерференцияның дербес түрі, ол жұқа қабыршақ қалыңдығының біркелкі өзгеретін жағдайында байқалады. 1675 жылы Ньютон астрономиялық рефрактордың дөңес объективі мен жазық шыны арасындағы жұқа ауа қабатының түсін бақылаған. Ньютон тәжірибесінде тығыз сығылған шыны мен объективтің арасындағы ауаның жұқа қабатының қалыңдығы шыны мен объективтің түйіскен жерінен объективтің сыртқы шетіне қарай біркелкі ұлғая бастайды. Қарапайым есептеу аркылы өткен жарықтың радиусын, мәселен, ақшыл сақинаның радиусын анықтауға болады:

мұндағы r — сақинаның радиусы, R — линза қисығының радиусы, d — жазық шынының бетінен линзаның жарық сынатын бетіне дейінгі арақашықтық.

62. Жарық дифракциясы — жарық толқындарының мөлшері сол толқындардың ұзындығымен қарайлас тосқауылды (тар саңылау, жіңішке сым, т.б.) орап өту құбылысы. Жарық дифракциясы болуы үшін, мұның үстіне, жарық түскен дененің айқын шекарасы болуы да тиіс. Дифракция жарыққа ғана тән емес, басқа да толқындық процестерде де байқалады. Жарық дифракциясы кезінде жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңы, яғни геометриялық оптиканың негізгі заңдары бұзылады. Жарық дифракциясының сфералық толқындар дифракциясы және параллель сәулелер дифракциясы деп аталатын екі түрі бар. Гюйгенс — Френель принципі - екінші ретті қөздерден таралған толқын интерференциясын есептеу жолымен дифракциялық суреттің интенсивтілігін табудың жуық тәсілі. Гюйгенс-Френельдің толқындық принципі біркелкі ортада жарықтың түзу сызықты таралуын түсіндірді. Келесі зоналардың радиусы -дей өседі. Сонымен, Френель зоналарының аудандары шамамен бірдей болады.

63. Жарық дифракциясы — жарық толқындарының мөлшері сол толқындардың ұзындығымен қарайлас тосқауылды (тар саңылау, жіңішке сым, т.б.) орап өту құбылысы. Жарық дифракциясы болуы үшін, мұның үстіне, жарық түскен дененің айқын шекарасы болуы да тиіс. Дифракция жарыққа ғана тән емес, басқа да толқындық процестерде де байқалады. Жарық дифракциясы — жарықтың толқындық қасиетін дәлелдейтін негізгі құбылыстардың бірі. Жарық дифракциясының сфералық толқындар дифракциясы (Френель дифракциясы) және параллель сәулелер дифракциясы (Фраунгофер дифракциясы) деп аталатын екі түрі бар. Дифракциялық тoр дегеніміз — жарық дифракциясы байқалатын тосқауылдар және саңылаулардың жиынтығы. дифракциялық тор үшін келесі формула дұрыс:

64. Поляризациялану жазықтығын айналдыру құбылысын Д.Арго 1811 жылы кристалды кварцты, ал Ж.Био (1815) ерітіндіні зерттеу кезінде ашқан. Поляризацияланбаған сәуле шығару ағынын (жарықты) толқын таралу сызығының бойындағы жазықтықта тербелетін толқын шоғы түрінде қабылдауға болады. Егер сәуленің көлденең қимасын жазықтықта тік бағытталған десек, онда электромагниттік сәуле шығарудың таралу жазықтығын тілше сызықшамен көрсетуге болады.Егер кәдімгі жарықты жазық диэлектриктерден шағылдырса, онда, әлбетте, жарық әрі шағылады, әрі сынады. Жарықтың сынуы – екі ортаның шекаралық қабатына түскен сәуленің екінші ортаға өткен бөлігінің бастапқы бағыттан ауытқуы. Жарықтың сыну заңдары былай тұжырымдалады:түскен сәуле, сынған сәуле және екі ортаны бөлетін шекаралық бетке жүргізілген перпендикуляр бір жазықтықта жатады. Түскен сәуле мен сынған сәуле өзара қайтымды болады;түсу бұрышы синусының (α) сыну бұрышы синусына (φ) қатынасы тұрақты шама болады: мұндағы n – ортаның сыну көрсеткіші. Берілген заттың вакууммен салыстырғандағы сыну көрсеткіші сол заттың абсолюттік сыну көрсеткіші деп аталады.

65. Малюс Заңы — анализатордан өткен сызықты поляризацияланған жарық қарқындылығының cos α-ге пропорционал азаятындығын өрнектейтін заң; мұндағы α — жарық поляризациясы жазықтығы мен прибор (анализатор) арасындағы бұрыш. Малюс Заңы бойынша: І=І0cos2α түрінде 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. Брюстер заңы — диэлектриктің сыну көрсеткіші (n) мен оның бетінен шағылып, толық полярланып шығатын табиғи жарықтың түсу бұрышы (jБ) арасындағы қатынас. Брюстер заңы бойынша түсужазықтығына перпендикуляр болатын жарық толқыны электр векторының ЕS құраушысы ғана (яғни, жарықтың бөліну бетіне параллель құраушысы) шағылады, ал жарықтың түсу жазықтығында жататын ЕР құраушысы шағылмайды, сынады. Брюстер заңынан cosjБ=sіny немесе jБ+y=90С¤ екендігі шығады, яғни шағылған және сынған жарық сәулелерінің арасындағы бұрыш 90С¤-қа тең болады.

66. Ақ жарықшыны призмадан өткенкезде бiрнеше түске жiктелетiнiн алғаш рет И.Ньютон бақылап, зерттеген болатын. Мұндай монохроматты (бiр түстi, мысалы, қызыл, көк, күлгiн т.с.с.) жарық одан әрi басқа түстерге жiктелмейдi.Жарық дегенiмiз – электромагниттiк толқындар. Әртүрлi түстегi жарықтар бiр-бiрiнен толқынұзындығының, немесе онымен байланысты жиiлiгiнiң әртүрлi болуымен өзгешеленедi. Сыну көрсеткiшiнiң жарық жиiлiгiнен осындай тәуелдiлiгiн дисперсия құбылысы деп атайды. Қалыпты дисперсия - заттың сыну көрсеткішінің жарыктың толкын ұзындығының кемуімен арта түсуі. Аномаль Жарық дисперсиясы кезінде толқын жиілігі n артқанда (l кемігенде) сыну көрсеткіші n кемиді. Оптикалық шыныларда қалыпты Жарық дисперсиясы, ал жарық өткенде жұтылу жолақтары айқын білінетін газдар мен буларда аномаль Жарық дисперсиясы байқалады.Жарықтың кез келген затта таралуы кезінде толқын энергиясының энергияның басқа түріне түрленуі нәтижесінде жарық энергиясының азаю құбылысы жарықтың жұтылуы деп аталады.

67. Жарықтың шашырауы — оптикалық сәуле (жарық) ағынының затпен өзара әсерлесуі кезінде кейбір сипаттамаларының өзгеруі. Мұндай сипаттамаларға жарық қарқындылығының кеңістіктік таралуы, жиіліктік спектр,жарықтың полярлануы жатады. Жарықтың кез келген затта таралуы кезінде толқын энергиясының энергияның басқа түріне түрленуі нәтижесінде жарық энергиясының азаю құбылысы жарықтың жұтылуы деп аталады. XIX ғасырға дейін жарық тез қозғалатынбөлшектер — корпускулалар ағыны ретінде қарастырылып келді. Бұл көзқарасты И. Ньютон да ұстанды. Бірақ, XIX ғасырда жарықтың толқындық қасиеттері айқын білінетін оның интерференциясы, дифракциясы және т.б. құбылыстарашылды. Юнг пен Френель жұмыстарының нәтижесі екі бәсекелес корпускулалық және толқындық теорияның біреуі, яғни толқындық теорияның жеңіп шығуына әкелді. Бұдан соң Максвелл еңбектерінің қорытындысы жарықтың электромагниттік толқын екенін түпкілікті дәлелдеп берді. жарықтың корпускулалық және толқындық қасиеттері бірін-бірі жоққа шығармайды, керісінше олар бір-бірін толықтырады. Сәулеленудің корпускулалық касиеттері оның энергиясы, импульсі және массасы үзікті бөлшектер — фотондарда жинақталуымен байланысты болса, толқындық қасиеттері осы фотондардың кеңістікте орналасуының статистикалық заңдылықтарымен байланысты.

68. Жылулық сәуле шығару теориясы Кирхгофтың 1859ж. жылулық сәуле шығарудың негізгі заңын ашқан кезден басталады. Ол қара дене концепциясын және оның моделін ұсынды. Жылулық сәуле шығару - бұл қыздырылған дененің шығарған жарығы. Күннің жарығы, май шамның жалыны, қыздыру лампасының жарығы, электр доғасы, адам денесінің инфрақызыл сәулесі - мұның бәрі жылулық сәуле шығару мысалдары. Жылулық сәуле шығару әртүрлі жарық көздерінде пайдаланылады. Ол көптеген физикалық жүйелердегі жылулық балансқа едәуір ықпалын тигізеді, мәселен, Жер бетінің орташа температурасын анықтайды. Кирхгофтың сәуле шығару заңы – дененің сәуле шығарғыштық қабілеті [(,T)] мен сәуле сіңіргіштік қабілеті (,T)] арасындағы қатысты тағайындайтын заң. Кирхгофтың сәуле шығару заңы бойынша, дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің оның сәуле сіңіргіштік қабілетіне қатынасы дененің табиғатына тәуелді болмайды. Бұл қатынас абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетіне [0(,T)] және шыққан сәуле толқынының ұзындығы мен абсолют температураға (T) тәуелді болады: Кирхгофтың сәуле шығару заңы жылулық сәуле шығарудың негізгі заңдарының бірі болып саналады. Ол сәуле шығарудың басқа түрлеріне қолданылмайды. Бұл заңды неміс физигі Г.Р. Кирхгофтермодинамиканың екінші бастамасына сүйеніп ашқан (1859). Кейін тәжірибе жүзінде дәлелденді.

69. Қызған денелердің сәуле шығарып, электромагниттік энергиятаратуын жылулық сәулелену деп атайды. Жылулық сәулелену құбылысы тек қызған денелерде ғана емес, салқын денелерде де орын алады. Өзіне түскен әртурлі жиіліктегі сәулелердің энергиясын толық жұтып. алатын денені абсолют қара дене деп атайды. Күн сыртқы ортаға жарық шығарумен қатар өзіне сырттан келіп түсетін әртүрлі жиіліктегі сәулелерді де толық жұтып алады.
Сондықтан ол абсолют кара денелер қатарына жатады суретте абсолют қара дененің үлгісі көрсетілген. Іші куыс ыдысқа тар саңылаудан түскен сәуле шексіз мәрте шағылады да, толық жұтылады. Больцман заңы – тепе-тең сәуле шығарудың толық көлемдік тығыздығының (r) (r=аT4, а-тұрақты шама) және соған байланысты дененің толық сәуле шығарғыштық қабілетінің (u) (u=sT4, мұндағы s – Стефан-Больцман тұрақтысы), абсолют температураның (T) төртінші дәрежесіне пропорционал екендігін тұжырымдайтын заң. Стефан-Больцман заңы Планк заңының салдары ретінде шығады. Стефан-Больцман заңы жоғары температураны өлшеу кезінде пайдаланылады. Вин заңы
Абсолют қара дененің сәулеленуінің спектралды тығыздығының максимумы сәйкес келетін жарық толқынының ұзындығы абсолют температуратураға кері пропорционал
,мұндағы b= - Вин тұрақтысы. Жарық толқыны бұлдыр ортада таралғанда оның ішінде жүрген бөгде бөлшектер жарықтын, таралу бағытын өзгертеді. Оны жарықтың шашырауы деп атайды. Жарық бұлдыр ортада таралғанда бның, интенсивтігі кемиді. Шашыраған жарық интенсивтігі (I) төрт дәрежелі жарық тербелісі жиілігіне тура (), ал төрт дәрежелі толқын ұзындығына кері пропорционал болады.

I ^{4 .}

Бұл заңдылықты алғаш рет 1871 жылы Рэлей тағайындады. Сондықтан Рэлей заңы деп аталады. Егер оптикалық ортадағы бөлшектің мөлшері r жарықтың толқын ұзындығына тең немесе одан кіші болса (r ), онда жарықтың шашырауы байқалады. Мұны Рэлейше шашырау деп атайды. М. Планк дененің үзікті шығаратын немесе жұтатын бір үлес энергиясы үшін
E=hv
E - ең кіші энергия үлесі
v - сәуленің жиілігі
h - Планк тұрақтысы:

h=6, 62*10 - 34 Дж•с

70. Фотоэлектрлік құбылыстар, фотоэффект — электрмагниттік сәуленің затпен әсерлесуі нәтижесінде пайда болатын электрлік құбылыстар (электр өткізгіштігінің өзгеруі, ЭҚК-нің пайда болуы не электрондар эмиссиясы). Бұл құбылыс қатты денелерде, сұйықтықтарда, сондай-ақ газдарда да байқалады. Фотоэлектрлік құбылыстар қатарына рентген сәулелерінің фотоэффектісі мен ядролардың фотоэффекті де жатады. Қатты немесе сұйық денелердің жарық сәулесін (фотондарды) жұтуы нәтижесінде электрондардың бөлініп шығу құбылысы сыртқы фотоэффект делінеді. Мұны 1887 ж. Г.Герц ашқан. Сыртқы фотоэффектіні тәжірибе жүзінде А.Г. Столетов (1888) толық зерттеп, оның бірнеше заңдарын тұжырымдап берген. А.Г. Столетов ашқан фотоэффектінің бірінші заңы былайша тұжырымдалады: максимал фотоэлектрлік ток (қанығу фототогы) түскен жарық ағынына тура пропорционал болады. 1905 жылы А.Эйнштейн сыртқы фотоэффект құбылысын жарықтың кванттық теориясы тұрғысынан түсіндіріп берді. Сыртқа қарай бөлініп шыққан электронныңмаксимал кинетик. энергиясының (Емак) шамасы электронға берілген фотонныңэнергиясы (hv) мен шығу жұмысының (φ) айырымына тең (Емак=hv–φ) екендігі тәжірибе жүзінде дәлелденді. Сыртқы фотоэффектінің бұл екінші заңы, яғни Эйнштейн заңы былайша тұжырымдалады: фотоэлектрондардың максимал энергиясы түскен жарық жиілігіне сызықты тәуелді болып өседі және оның қарқындылығына байланысты болмайды.Сыртқы фотоэффект үшін Энштейн тңдеуі:

71. Де Броль толқындары -қозғалыстағы кез келген бөлшекпен байланысы және оның квантттық табиғатын бейнелейтін толқын. Комптон эффектісі - шашыраған сәуле шығарудың толқын ұзындығы түскен сәуленің толқын ұзындығынан көп болған кездегі еркін немесе әлсіз байланысқан электрондағы жоғары жиіліктіэлектромагниттік сәулеленудің серпімді шашырауы.

72. Спектр – физикада берілген физикалық шаманың қабылдайтын әр түрлі мәндерінің жиынтығы. Спектрлер үздіксіз және дискретті (үздікті) болып бөлінеді. Спектр ұғымы көбіне тербелмелі процестерде (мысалы, тербеліс спектрі, дыбыс спектрі, оптикалық спектрлер, теледидарлық сигналдар спектрі, т.б.) жиі қолданылады. Ядролық физикада массалар спектрі, сондай-ақ импульстер, энергиялар және жылдамдықтар спектрі ұғымдары да пайдаланылады. Барлық сызықтық спектрлердің ішіндегі ең қарапайымы сутегінің спектрі. Спектрдің көрінетін бөлігі небары төрт сызықтан тұрады. Сондықтан тәжірибе жүзінде ең толық зерттелген — осы сутегінің спектрі. Тәжірибелердің нәтижелерін зерделей отырып швейцариялықғалым Бальмер сутегі спектрінің көрінетін бөлігіндегі барлық сызықтардың жиілігін анықтайтын формуланы тапты:

ν=R(1/2²-1/n²),

мұндағы R = 1,0968 • 10⁻⁷м⁻¹ — Ридберг тұрақтысы, n = 3, 4, 5, 6,.... Бұл — Бальмер формуласы. Бальмер формуласымен анықталатын спектрлік сызықтардың бір-бірінен өзгешелігі n-нің мәнінде, ал олардың жиынтығы Бальмер сериясы деп аталады.

73. Кванттық сандар – кванттық жүйелерді (атом ядросын, атомды, молекуланы, т.б.), жеке элементар бөлшектерді, жорамал бөлшектерді (кварктер мен глюондарды) сипаттайтын физикалық шамалардың мүмкін мәндерін анықтайтын бүтін немесе бөлшек сандар. Кванттық жүйе күйін түгелдей анықтайтын кванттық сандардың жиынтығын толық кванттық сандар деп атайды. Атомдағы электронның күйі үш кеңістіктік координата және спин мен байланысқан электронның төрт еркіндік дәрежесіне сәйкес келетін төрт кванттық санмен анықталады. Паули принципі. Күрделі атомдардың орбитальдарын электрондармен толтыру үшін орбитальдардың әрқайсысында бола алатын электрондар санын анықтап алу қажет. Ол үшін 4 квант санын өзара комбинациялайдың жолын білу керек.

74. Бор қағидалары, Бор постулаттары – даниялық физик Бордың атомның орнықты (стационар) күйін және спектрлік заңдылықтарын түсіндіруге арналған негізгі болжамдары (1913). Сутек атомының сызықтық спектрін (Бальмер-Ридберг формуласы), атомның ядролық моделі мен жарық сәулесінің квантты шығарылуы мен жұтылуын түсіндіру мақсатында Нильс Бордың 1913 жылы тұжырымдаған жорамалдары:

1. Атомдар, тек стационарлық күйлер деп аталатын қандай да бiр күйлерде ғана бола алады. Бұл күйдегi электрондар ядроны айнала үдей қозғалғанымен өзiнен сәуле шығармайды. Бірінші қағида немесе орнықты күйлер қағидасы: атомдағы электрондар кез келген энергиясы бар орбиталармен емес, тек белгілі бір энергиясы бар орбиталар бойымен қозғалады. Оларды орнықты орбиталар деп атайды. Орнықты орбиталардың энергиясы тек белгілі бір дискретті (үзікті) мәндерді ғана иеленеді. Электрондар мұндай орнықты орбита бойымен қозғалып жүргенде сәуле шығармайды.

2. Сәуле шығару немесе жұту тек бiр стационарлық күйден екiншi стационарлық күйге өткен кезде ғана болады. Ал шығарылған немесе жұтылған сәуленiң жиiлiгi мына шарттан анықталады.

3. (Орбиталардың кванттану ережесі):Стационарлық күйдегі атомдардың шеңбер бойымен қозғалғанда импульс моменттері тек дискретті мән қабылдай алады

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: