13.1.Дифракциялық тордың сипаттамалары

Бірдей дифракциялық элементтердің бір-бірінен бірдей қашықтықтарда орналасқан жиынтығы дифракциялық торды құрайды. Біз дифракциялық элементтері ені а мөлдір емес аралықтармен бөлінген ені b параллель саңылаулар болатын дифракциялық торды қарастырамыз. а+ b=d шамасын тордың периоды немесе тұрақтысы деп атайды. N саңылаудан тұратын осындай торға жазық монохроматты толқын нормаль түсетін болсын. Барлық N саңылау жататын жазықтыққа нормальмен j бұрыш жасайтын бағытта таралатын жарық интенсивтігін табу керек (3.34-сурет).

Екі саңылаудағы дифракциямен ұқсастығы бойынша, N саңылаудың әрқайсысынан алынатын дифракциялық сурет (3.33-суретте көрсетілген графикпен бейнеленетін) қалқадағы бір орынға келетіндігін атап өтеміз. Сондықтан, егер әртүрлі саңылаулардан бақылау нүктесіне келетін элементар толқындар когерентті болмаса, онда N саңылаудан алынатын қорытқы дифракциялық суреттің бір саңылау жасайтын дифракциялық суреттен бір-ақ айырмашылығы болар еді-барлық интенсивтіктер N есе өсер еді. Бірақта саңылаулардан шығатын толқындар когерентті болады, сондықтан бұлардың араларындағы интерференцияны ескеру керек болады.

3.34-суреттен екі көрші саңылаудың сәулелері арасындағы  жол айырымы мынаған тең болатындығы көрінеді

(3.35)

Жеке саңылаулардан j бұрышы бағытында таралатын сәулелердің интенсивтіктері бірдей, және бұлардың арасындағы жол айырымы (3.35)-ге сәйкес, тұрақты. Интерференция нәтижесінде жарықталудың көп жарық шоқтары жағдайына сәйкес келетін үлестірілуін аламыз (2.2-ні қараңыз).

Көп жарық шоқтарының көп саны интерференцияланғанда (2.2-ні қараңыз) жол айырымы , мұндағыm=0, 1, 2,… болған жағдайда интенсивтіктері бірдей максимумдар қатары пайда болады. (3.35) қатынасынан

(3.36)

шартын қанағаттандыратын j бұрышы мәндері жағдайында максимумдар қатары пайда болады.

Егер тордағы саңылаулар саны N-ге тең болса, онда бас максимумдар араларына N-1 минимумдер орналасатын болады. Осы минимумдер орындарын мына шарт анықтайды:

(3.37)

мұндағы m=1, 2, 3,… (3.37) минимумдер шарты (3.36) максимумдар шартына айналатын m= N, 2N, 3N,… болатын жағдайлардан басқа.

Осы минимумдер бір саңылаудан алынатын

(3.38)

шартын қанағаттандыратын минимумдерден өзгеше, қосымша минимумдер деп аталады.

Сонымен, N саңылаудың дифракциялық толық суреті мына шарттардан анықталады.

бұрынғы минимумдер

қосымша минимумдер

бас максимумдар

,

14-БИЛЕТ

14.1. Жасанды анизотропия. Электр өрісінің кристалдардағы жеке деформация тудыру

Сәуленің қосарлана сынуын қолдан жасанды түрде алуға да болады. Шынында да, кристалдардағы қосарлана сыну себебі анизотропия болып табылады, сондықтан анизотроптық қасиеттері жасанды пайда болған кристалдық емес заттарда (сұйық және аморфты) да азды-көпті қосарлап сыну болуы тиіс деп күту керек.

Оптикалық біртекті денелердің көпшілігінің изотроптылығы статистикалық сипатта болады, яғни осындай денелердің изотропты болуы бұларды құрайтын молекулалардың бейберекет (хаостық) орналасуының орташалануы нәтижесінде алынады. Жеке молекулалар немесе молекулалардың топтары анизотропты болуы да мүмкін, бірақ осы микроскопиялық анизотропия орташа алғанда жеке топтардың өзара кездейсоқ орналасуы нәтижесінде білінбей кетеді де, макроскопиялық орта изотропты болып қалады. Бірақ егер осындай денеге қандай да бір сыртқы әсер бір басым бағыт беретін болса, онда анизотроптықтың макроскопиялық білінуіне әкелетін анизотропты элементтердің қайта топтасуы мүмкін.

Жеткілікті күшті сыртқы әсер басында изотропты болған элементтерді деформациялауы мүмкін, осының нәтижесінде алғашында болмаған макроскопиялық анизотропия пайда болады.

Жеткілікті сыртқы әсерлер, мысалы, сығу немесе созу туғызатын механикалық деформациялар кезінде білінуі немесе сыртқы электр және магнит өрістерімен іске асырылуы мүмкін. Кейбір жағдайларда, мысалы сұйықтар немесе пластикалық денелер аққан кезде, жасанды анизотропия пайда болуы үшін өте әлсіз әсерлер де жеткілікті болатындығы белгілі.

Жасанды анизотропия мысалына сыртқы электр өрісі әсерінен затта пайда болатын анизотропия жатады. Анизотропияның осы түрін 1875ж. ағылшын физигі Дж. Керр (1824-1907) ашқан. Сондықтан бұл Керр эффекті деп аталады.

Сұйықтардағы Керр эффектіні айқастырылған П₁ және П₂ поляризаторлардың аралығына жазық конденсатор пластинкалары ендірілген кюветаны (Керр ұяшығы) орналастырып бақылауға болады (6.42-сурет). Егер П₁ және П₂ айқастырылған болса, ал конденсатор пластинкаларының аралығында электр өрісі жоқ болса, онда жүйе арқылы жарық өтпейді. Егер конденсатор зарядталып, электр өрісі пайда болса, жүйеден жарық өтеді де көру өрісі жарық тартады. ¤йткені электр өрісі әсерінен сұйықтық оптикалық қасиеттері бойынша оптикалық

өсі электр өрісі бойымен бағытталған бірөсті кристалға ұқсас болады. Демек, кюветадан эллипстік поляризацияланған жарық шығады және оны ширек толқындық пластинка көмегімен зерттеуге болады. Поляризаторлардың бас жазықтықтары өріс бағытымен нөлден өзгеше бұрыш құрайды (ең дұрысы, егер ол 45⁰-қа тең болса).

Сондықтан өріске перпендикуляр бағытта түскен жазық поляризацияланған сәуле кәдімгі және өзгеше сәулелерге жіктеледі, одан шыққан жарық эллипстік поляризацияланған болады да П₂ поляризатордан (анализатордан) өте алады, көру өрісі жарық тартады.

Толқын ұзындығы монохраматты жарық үшінсыну көрсеткіштерінің айырмасы электр өрісі кернеулігінің квадратына пропорционал болады:, мұндағы-сұйықтықты сипаттайтын тұрақты. Жарық сұйықтыңқалыңдығынан өткенде кәдімгі және өзгеше сәулелер арасында

жол айырымы пайда болады. Осы жағдайдағы фазалар айырымы мынаған тең болады:

немесе,

мұндағы - берілген сұйықтық үшін тән шама (Керр тұрақтысы). Керр тұрақтысы температураға және жарықтыңтолқын ұзындығына тәуелді.-ның-ден тәуелділігі квадраттық болуының арқасында кәдімгі және өзгеше сәулелер арасындағы фазалар айырымы электр өрісінің бағытына тәуелді болмайды.