Töö eesmärk: Samakaldeinterferentsi Töövahendid: Laser, ekraan objektiiviga, jälgimine, interferentsijärgu ja plaadi tasaparalleelne klaasplaat. murdumisnäitaja määramine. Skeem Joonis 1 Joonis 2 Töö teoreetilised alused Valguse peegeldumisel tasaparalleelse laadi ülemiselt ja alumiselt pinnalt tekib kaks valguslainet, mis võivad põhjustada interferentsinähtuse plaadi kohal olevas ruumis. Interferentsipildi tekkekoht oleneb valguslainete omadustest. Väga monokromaatse valguse puhul võib interferentsipilt täita kogu laadi kohal oleva ruumiosa, milles mõlemad peegeldunu lained üksteisega liituvad. Liitumise tulemus oleneb lainete käiguvahest. Joonisel 1 avaldub see järgnevalt: , kus lisaks joonisel 1 näidatud suurusele on valguselainepikkus vaakumis ja on laadisuhteline murdumisnäitaja. Kus k = 1, 2, ...,
Võnkumine Võnkumine on perioodiline liikumine ajas ja ruumis tasakaalupunkti ümber Kui elastse keskkonna osake panna võnkuma, siis osakeste vaheliste elastsusjõudude tõttu kandub võnkumine üle naaberosakestele, sealt omakorda järgmistele osakestele. Iga järgnev osake kordab eelneva võnkumist teatud hilinemisega, mis on tingitud inertsist. AMPLITUUD on suurim kaugus tasakaaluasendist DIFRAKTSIOON nim lainete paindumist tõkete taha, mis on jälgitav interferentsipildi kaudu HÄLVE on kaugus tasakaaluasendist antud ajahetkel PERIOOD T- näitab, kui pika ajavahemiku jooksul toimub üks täisvõnge RESONANTS saab esineda, kui vastastikmõjus olevatest kehadest koosnevale süsteemile, milles esineb omasagedus, mõjub perioodiliselt muutuv välisjõud
Laine levimise kiirus (v) näitab, kui kaugele mingi kindel lainepunkt (nt lainehari) levib ajaühiku jooksul. Ühe lainepikkuse läbimiseks kulub lainel aega üks periood: v=/T ehk v=f, kus v on laine levimise kiirus (m/s), on lainepikkus (m), T on periood (s) ja f on sagedus (Hz). Interferents- nähtus, kus lained liitumisel sõltuvalt käiguvahest võimendavad või nõrgendavad üksteist. Difraktsioon-nim lainete paindumist tõkete taha, mis on jälgitav interferentsipildi kaudu. Ringliikumine- Punktmassi liikumist ringjoonelisel trajektooril, kui keha läbib võrdsetes ajavahemikes võrdsed kaarepikkused. Pöördliikumisel (pöörlemine) asub telg, mille ümber liikumine toimub kehas sees. Pöördenurk-Nurk mille võrra võrra pöördub ringjooneliselt liikuvat keha ja trajektoori kõveruskeskpunkti ühendav raadius. -rad =2pr r=2prad 1rad=p/180 =57º Nurkkiirus-pöördenurga ja selle sooritamiseks kuluva ajavahemiku jagatis
http://www.abiks.pri.ee Kui elastse keskkonna osake panna võnkuma, siis osakeste vaheliste elastsusjõudude tõttu kandub võnkumine üle naaberosakestele, sealt omakorda järgmistele osakestele. Iga järgnev osake kordab eelneva võnkumist teatud hilinemisega, mis on tingitud inertsist. AMPLITUUD on suurim kaugus tasakaaluasendist DIFRAKTSIOON nim lainete paindumist tõkete taha, mis on jälgitav interferentsipildi kaudu HÄLVE on kaugus tasakaaluasendist antud ajahetkel INTERFERENTS on lainete liitumine, mille korral tekib ruumis võnkumiste püsiv jaotus amplituudi järgi Laine levimisega ei kaasne keskkonna osakeste levimist ühest ruumiosast teise, levib ainult keskkonna teatud olek, näiteks tihedused ja hõredused. LAINE LEVIMISKIIRUS v= / T=f LAINE on mehaanilise võnkumise levimine keskkonnas LAINEKS nim ühtedest punktidest teistesse levivaid võnkumisi.
Superpositsioon: ühes ja samas ruumipunktis võib olla kuitahes palju erinevaid elektrivälju. Interferents:kahe laine liitumine, mille tulemusena erinevais ruumipunktides võnkumised tugevdavad või nõrgendavad teineteist. Käiguvahe teepikkuste erinevus(vahe). Interferentsijärk täisarv k: max=2k /2, kus k=0,+-1, +-2,... Interferentsi maksimum - liituvad samas faasis olevad lained. Interferentsi miinimum:kui lained liituvad vastupidustes faasides. Difraktsiooni ja interferentsipildi nägemise tingimused - saab jälgida, kui valguslained on koherentsed, st neil on sama lainepikkus ja ajas muutumatu faaside vahe. Avade (tõkete) mõõtmed ja nendevahelised kaugused ei tohi olla palju suuremad valguse lainepikkusest. Koherentne valgusallikas: nt laser, elavhõbedalamp. Lainejada ja selle seos aatomitega - aeg, mille jooksul valguslaine väljub aatomist(aatom kiirgab valgust). Aatom kogub mingi aja jooksul
Faasiinfo salvestamiseks kasutatakse interferentsi nähtust. Ruumiliselt koherentne valguskimp jagatakse kaheks, näiteks poolläbilaskva plaadiga. Osa valgusest langeb otse salvestavale elemendile (edaspidi fotoplaat): nimetame seda võrdluskimbuks, teine osa esmalt hajub ning peegeldub kujutatavalt objektilt ning alles seejärel langeb salvestavale meediumile: nimetame seda esemekimbuks. Võrdluskimp ja eseme kimp interfereeruvad ning interferentspilt salvestub fotoplaadil. Kuna interferentsipildi intensiivsus sõltub langenud kiirte faasivahest, salvestab ta endasse lisaks infole kimpude intensiivsusest ka info faasi kohta. Salvestatud kujutise taastekitamiseks tuleb hologrammi valgustada võrdluskimbuga identse valgusega. Plaati läbinud valgus difrageerub ja tekib kaks kujutist: näiline kujutis seal, kus salvestamise ajal oli ese, ning tõeline kujutis teisel pool plaati. Olukorra selgitamiseks vaatleme punktvalgusallika hologrammi. Oletame, et võrdluskimp langeb
Töö nr. 14 OT NEWTONI RÕNGAD Töö eesmärk: Töövahendid: Tasakumera läätse kõverusraadiuse Mõõtemikroskoop, suure kõverusraadiusega määramine. tasakumer lääts, monokromaatiline valgusallikas. Skeem 1. Töö teoreetilised alused Klassikaliseks näiteks koherentsete valguslainete ja nende abil püsiva interferentsipildi tekitamise kohta on nn Newtoni rõngad. Need tekivad interferentsi tulemusena tasaparalleelsest klaasplaadist ja suure kõverusraadiusega tasakumerast läätsest koosnevas süsteemis. Mida suurema kõverusraadiusega lääts, seda ulatuslikum on see üliõhuke kiht. Juhtides läätsele monokromaatilise valguse, näeme kokkupuutepunkti ümbruses vaheldumisi tumedaid ja heledaid kontsentrilisi rõngaid. Neid nimetatakse Newtoni rõngasteks.
Optiline teepikkus. Optiline käiguvahe. Interferents. Rakendused. 3.1 Valguse levimise mehhanism optiliselt homogeenses keskkonnas 3.2 .Valguse murdumine (Snelli seadus) 3.3 Fermat printsiip. Valguse kulgemisteekonna arvutamine (Ray-tracing). 3.4 Optilise teepikkuse ja käiguvahe mõiste. 3.5 Optilise kompensatsiooni selgitus Michelsoni interferomeetri näitel 3.6 Valguse interferents: mis tingimused peavad olema täidetud interferentsipildi tekkimiseks? Miks ristlained ei interfereeru? 3.7 Rakendus: GRIN läätsed 4. Neeldumine ja hajumine. Rakendused 4.1 Neeldumiskoefitsient. Bouguer'-Lamberti seadus. 4.2 Läbilaskvustegur. 4.3 Valguse hajumine. 4.4 Põhjus miks pole laserikiirt võimalik teha lõpmata peenikeseks. 4.5 Virtuaalne meetod valguskiire diameetri väiksemaks muutmiseks. 4.6 Rayleigh hajumine kui pingete indikaator. 4
"24 5.10 Lasergüroskoobi ehitus ,,Optilise ringresonaatri moodustavad kolm peeglit. Valgusallikas on heeliumi ja neooni seguga lahendustoru. Kui lasta torust läbi küllalt tugevalt lahendusvoolu, hakkab ringlasereis tsirkuleerima kaks vastassuunades levivat valguslainet. Ühe peegli kaudu lastakse osa kummastki lainest välja, kahest abipeeglist koostatud interfereomeetrisse. Nagu teisteski kaasaegsetes interfereomeetrites, registreerib interferentsipildi muutusi fotoelektriline tajur koos impulsiloenduriga."25 5.11 Mõõtmine lasergüroskoobi abil ,,Ringlaseris jooksevad pidevalt teineteisele vastu kask laserkiirguse lainet. Kui resonaator onpaigal, siis on võnkesagedus mõlemas laines sama kui aga resonaator panna rõnga 23 KÄÄMBRE, H., Laseri raamat, 1978, lk 113 24 Sealsamas, lk 114 25 Sealsamas, lk 114 16
Kui liidetavate lainete intensiivsuste summa ei võrdu täpselt liitlaine summa intensiivsusega, siis tekib interferentsi nähtus. Koherentsed lained lained, mille faasivahe ei muutu, ainult sellise valguse korral saab tekkida interferents. Interferentsi olemasolu sõltub ka seda registreerivast seadmest. Interferentsi korral jaotub valguse energia ruumis ringi. Interferents allub energia jäävuse seadusele. 2.2. Interferentsipildi arvutus kd I = 4 E 02 cos 2 x 2l l Maksimumide vahe x = d 2.3. Valguse polarisatsioon Loomulikus valguses on võnketasandid ruumis orienteeritud suvaliselt. Valgust, mille võnketasandid on korrastatud, nimetatakse polariseeritud valguseks. 10
Kui nüüd objektilt Ardo Laur difrageerunud koherentne valgus suunata fotoaparaadile, siis interfereeruvad valguskiired omavahel, moodustades punktidest, laikudest ja triipudest koosneva kireva segu, millel näiliselt pole esialgse objektiga midagi ühist, mis tõeliselt aga kätkeb täielikku optilist informatsiooni objekti välimuse kohta. Informatsioon on vaid salvestatud äärmiselt keeruka interferentsipildi näol. Koherentne otsevalgus ja koherentne difrageerunud valgus interfereeruvad fotoplaadil. Tulemusena saadav interferentsiribade muster näib tähenduseta vöötide-täppide- tähnide tohuvabohuna, ent sisaldab tegelikult täielikku optilist informatsiooni objekti kuju, värvuse ja asendi kohta. Üks hologrammi tegemise võimalustest on kujutatud joonisel. Gaaslaserist tuleb koherentne valguskiir AB. Tähega B märgitud osa
annaabi.ee 
