Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny onjan-hazavana: Fahatakarana ny hevitra sy ny fampiharana azy
Ny onjan-pahazavana dia trangan-javatra ara-batana izay mitana anjara toerana lehibe eo amin'ny fiainana andavanandro sy amin'ny fampiharana ara-tsiansa isan-karazany. Manomboka amin'ny fifandraisana optika ka hatramin'ny fivoaran'ny teknolojia laser, ny fahatakarana ny onjan-pahazavana dia tena ilaina. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny foto-kevitra fototra momba ny onjan-pahazavana ary hanome ohatra amin'ny olana mba hahatakarana bebe kokoa ity lohahevitra ity.
Hevitra fototra momba ny onjan-pahazavana
Karazana onja elektromagnetika afaka miely tsy mila fitaovana hafa ny onjan-pahazavana. Tsy toy ny onjan-peo izay mila rivotra mba hiely, ny onjan-pahazavana dia afaka mandeha amin'ny banga. Tsy miova ny hafainganam-pandehan'ny hazavana ao anaty banga, eo amin'ny 299.792.458 metatra isan-tsegondra, na eo amin'ny 300.000 kilometatra isan-tsegondra.
Manana toetra miavaka ny onjan-pahazavana, anisan'izany ny taratra (reflection), ny refraction (refraction), ny diffraction (diffraction), ary ny interference (interference).
1. Taratry ny hazavana: Rehefa mikasika ny velarana iray ny hazavana ary miverina amin'izany.
2. Refraction: Fiovana eo amin'ny lalana izoran'ny hazavana rehefa mandalo amin'ny sisin-tanin'ny zavatra roa samy hafa izy.
3. Difraksiona: Ny fiparitahan'ny onja rehefa mandalo elanelana tery.
4. Fifandirana: Ny fitambaran'ny onja maivana roa izay afaka mamokatra lamina manorina na manimba.
Fifanakalozan-kevitra momba ny onjan-pahazavana
Mba hampiharana ireo hevitra ireo dia andeha hojerentsika ny ohatra sasany amin'ny olana:
Fanontaniana 1: Taratry ny Hazavana
Fanontaniana: Misy taratra hazavana midona amin'ny fitaratra fisaka amin'ny zoro 30 degre. Inona ny zoro taratry ny hazavana?
Dinika: Mifototra amin'ny lalàn'ny taratra, ny zoro fitrangana dia mitovy amin'ny zoro taratra. Koa raha 30 degre ny zoro fitrangana, dia 30 degre ihany koa ny zoro taratra.
Valiny: Zoro taratra = 30 degre.
Fanontaniana 2: Fiovan'ny hazavana
Fanontaniana: Misy hazavana mandalo avy amin'ny rivotra (index refractive n1 = 1) mankany amin'ny rano (index refractive n2 = 1,33) amin'ny zoro fidirana 45 degre. Inona ny zoro refraction?
Dinika: Ampiasao ny lalàn'i Snell izay voalaza amin'ny alalan'ny raikipohy:
n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2)
Raha n1 = 1, θ1 = 45 degre, n2 = 1,33. Dia:
sin(θ2) = (n1 sin(θ1)) / n2
= sin(45°) / 1,33
= 0,707/1,33
0,531
Mba hahitana ny θ2 dia mampiasa ny sinuse mivadika isika:
θ2 = arcsin(0,531) ≈ 32,1 degre.
Valiny: Zoro refraction ≈ 32,1 degre.
Fanontaniana 3: Fisarahan'ny Hazavana
Fanontaniana: Ao amin'ny andrana "double-slit" nataon'i Young, taratra roa mirindra manana halavan'ny onjam-peo 600 nm no mamorona lamina fifanjevoana eo amin'ny efijery. Raha 0,1 mm ny elanelana misy eo amin'ireo lavaka roa ireo ary 2 metatra ny elanelana amin'ny efijery, dia farito ny elanelana misy eo amin'ny tarika mamirapiratra roa mifanila.
Dinika: Ny elanelana misy eo amin'ny taratra mamirapiratra roa (fringes) ao anatin'ny lamina fitsabahana dia omen'ny raikipohy:
Δy = (λ L) / d
Izay λ ny halavan'ny onjam-peo (600 nm = 600 x 10^-9 m), L ny elanelana amin'ny efijery (2 m), ary d ny elanelana misy eo amin'ireo lavaka (0,1 mm = 0,1 x 10^-3 m).
Δy = (600 x 10^-9 m 2 m) / (0,1 x 10^-3 m)
= (1200 x 10^-9 m) / (0,1 x 10^-3 m)
= 0,012 m
= 12 mm.
Valiny: Ny elanelana misy eo amin'ny tarika mamirapiratra roa dia ≈ 12 mm.
Fanontaniana 4: Fiparitahan'ny Hazavana
Fanontaniana: Hazavana iray manana halavan'ny onjam-pahazavana 500 nm no mandalo amin'ny lavaka tery misy sakany 0,02 mm. Fantaro ny zoro diffraction ho an'ny filaharana voalohany!
Dinika: Ho an'ny lavaka tokana, ny zoro diffraction ho an'ny filaharana m dia asehon'ny fampitoviana:
sin(θ) = m λ
Ho an'ny filaharana voalohany (m=1), soloinay hoe:
0,02 x 10^-3 m ota(θ) = 1 500 x 10^-9 m
ota(θ) = (500 x 10^-9 m) / (0,02 x 10^-3 m)
= 0,025
θ = arcsin(0,025) ≈ 1,43 degre.
Valiny: Zoro difraksiona voalohany ≈ 1,43 degre.
Famaranana
Ny fahatakarana ireo foto-kevitra fototry ny onjan-pahazavana sy ny fampiharana azy ireo amin'ny olana dia afaka manampy amin'ny fampitomboana ny fahalalantsika momba ity trangan-javatra ity. Tsy vitan'ny hoe fototry ny trangan-javatra voajanahary maro ny onjan-pahazavana fa fototra ihany koa ho an'ny fampandrosoana ny teknolojia maoderina toy ny fifandraisana fibre optique sy laser. Amin'ny alàlan'ny fampiharana ny famahana olana toy ilay etsy ambony, dia antenaina fa hahatakatra sy hampihatra tsara kokoa ny foto-kevitry ny onjan-pahazavana amin'ny toe-javatra tena misy ny mpamaky.
Ny fahatakarana ny toetran'ny onjan'ny hazavana dia zava-dehibe tsy ho an'ny mpianatra fizika ihany fa ho an'ny mpahay siansa sy injeniera izay mikatsaka ny hampiasa ny hazavana amin'ny teknolojia sy ny indostria ihany koa. Arakaraka ny ahatakarantsika sy ny fahafehezantsika ity fitaovana ity no ahafahantsika mamolavola vahaolana vaovao izay mahasoa ny fiainana andavanandro sy ny fandrosoana ara-teknolojia.
