§ 4.1 Жарық табиғатына көзқарастың дамуы
Жарық табиғатына деген адамдардың көзқарасы ерте заманнан ақ қалыптаса бастаған. Осыдан екi жарым мың жыл бұрын Пифагор «әрбiр зат өзiнен аса ұсақ бөлшектер шығарады, ол бөлшектер адам көзiне жетiп, адам заттарды көредi» деп түсiндiрген. Көптеген ғасырлар бойы үстемдiк құрған осы пiкiрдi И.Ньютон одан әрi дамытты. Ол жарық бөлшектерiн корпускулалар деп атап, бұл бөлшектер инерция заңын қанағаттандырады деп есептедi. Бұлай деу тәжiрибеден байқалатын жарықтың түзу сызық бойымен таралу, шағылу заңдарын түсiндiруге мүмкiндiк беретiн. Одан әрi жарық жөнiнде жаңа тәжiрибелiк деректердiң жинақталу барысында интерференция және дифракция тәрiздi құбылыстар ашылды. Бұл құбылыстарды жарықтың корпускулалық қасиетi арқылы түсiндiру мүмкiн емес едi. Осымен байланысты ХIХ ғасырдың басында Х.Гюйгенс, Ю.Юнг және О.Френель тәрiздi ғалымдардың еңбектерiнде жарықтың толқындық теориясы ұсынылып, қалыптасты. ...
§ 4.2 Жарықтың шағылысу заңы. Жарықтың сыну заңы. Толық шағылу құбылысы
Тығыздығы өзгеретiн ортада тараған жарық өзiнiң түзусызықты қалыпынан ауытқып, таралу бағытын өзгертедi. Егер тығыздықтың мәнi екi ортаның шекарасында күрт өзгеретiн болса, онда бұл жерде жарықтың шағылысу және сыну құбылыстары байқалады. Мұндай орталардағы жарықтың таралу бағытын әдетте түсу, шағылу және сыну бұрыштары арқылы анықтайды. ...
§ 4.3 Жарық дисперсиясы. Дисперсия құбылысын бақылау
Ақ жарық шыны призмадан өткен кезде 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. Ал ендi осылай ақ жарықтың монохроматты жарықтарға жiктелуiнiң себебi неде ? Ол мынада. Жарық дегенiмiз – электромагниттiк толқындар. Әртүрлi түстегi жарықтар бiр-бiрiнен толқын ұзындығының, немесе онымен байланысты жиiлiгiнiң әртүрлi болуымен өзгешеленедi. Ал жарықтың шыны призмадан өткенде әртүрлi түске жiктелуiнiң себебi қандай да бiр ортадағы жарық жылдамдығының ( немесе онымен байланысқан сыну көрсеткiшiнiң ) жарық жиiлiгiнен тәуелдiлiгiмен байланысты. Сыну көрсеткiшiнiң жарық жиiлiгiнен осындай тәуелдiлiгiн дисперсия құбылысы деп атайды (4.2 - сурет). Бұл құбылысты түсiндiруге Максвеллдiң электромагниттiк теориясын қолдану оң нәтиже бермедi. ...
§ 4.4 Жарық интерференциясы. Жұқа қабыршықтағы жарық интерференциясы. Интерференцияның техникада қолданылуы
Жарық бiр мезгiлде бiр емес бiрнеше көзден тарауы мүмкiн. Осылай әртүрлi жарық көзiнен шыққан толқындар бiр-бiрiмен қабаттасқан кезде қандай құбылыс байқалатынын қарастыралық. Кеңiстiктiң берiлген нүктесiне бiр мезгiлде екi жарық көзiнен шыққан толқындар келiп жетсiн делiк. Толқын теңдеулерi ....
§ 4.5 Жарық дифракциясы. Дифракциялық тор
Жарық дифракциясы деп жарық толқындарының өзiнiң алдында кездескен кедергiлердi орап өту қабiлетiн айтады. Дифракция құбылысы жарықтың толқындық қасиетiнiң айқын дәлелi болып табылады. Бұл құбылыс геометриялық оптика заңдылықтарының қай кезде бұзылатындығына нұсқайды.
Дифракцияның сандық теориясы, яғни бұл құбылыстың әсерiнен экрандағы жарық интенсивтiлiгiнiң өзгерiп таралуын түсiндiру Гюйгенс-Френель принципiне негiзделген. Бұл принцип былай дейдi :
1. Жарық толқындары келiп жеткен беттiң әрбiр нүктесi өз кезегiнде жаңа толқын көздерi болып табылады
2. Бұл жаңа толқын көздерi бiр-бiрiне когеренттi. Ал кеңiстiктiң кез-келген нүктесiндегi жарықтың интенсивтiлiгi осы когеренттi жаңа көздерден тараған толқындардың интерференциясының салдары болып табылады.
§ 4.6 Электромагниттiк сәуле шығарудың шкаласы. Осы сәулелердiң қасиеттерi және оны пайдалану
Қоршаған орта жөнiндегi бiлiмiмiздiң тереңдеуiнiң барысында алғашқы кезде бiр-бiрiнен тәуелсiз болып көрiнген көптеген құбылыстардың арасында терең байланыс бар екенi белгiлi болды. Соның бiр мысалы жарық, рентген сәулелерi және радиотолқындардың арасындағы байланыс. Бұл күнде бұл физикалық нысандардың бәрiнiң табиғатының бiр - олардың бәрiнiң электромагниттiк толқын екенi, олардың бiр-бiрiнен тек толқын ұзындығының мәнiмен ғана ажыратылатыны белгiлi. 4.10 – суретте электромагниттiк сәуле шығарудың шкаласы келтiрiлген. Ол өте кең ауқымды қамтиды.
Есеп шығару үлгiлерi