အလင်းယိုင်ခြင်းဆိုင်ရာ မေးခွန်းများ ဥပမာ

အလင်းကွဲအက်မှုပြဿနာ၏ ဥပမာ

အလင်းကွဲအက်ခြင်းဆိုသည်မှာ အလင်းလှိုင်းများသည် ကျဉ်းမြောင်းသောအပေါက်မှတစ်ဆင့် သို့မဟုတ် အတားအဆီးတစ်ခုကို ပတ်ပတ်လည်မှ ဖြတ်သန်းပြီး အပြင်သို့ ပြန့်ကျဲသွားသောအခါ ဖြစ်ပေါ်သည့် ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဖြစ်စဉ်သည် အလင်းတွင် လှိုင်းဂုဏ်သတ္တိများရှိကြောင်း သက်သေပြပြီး ရူပဗေဒတွင် အရေးကြီးသော အယူအဆတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ အလင်းကွဲအက်ခြင်းပြဿနာများ၏ အဖြစ်များသော ဥပမာများကို ဆွေးနွေးချက်များနှင့် ရှင်းလင်းချက်များနှင့်အတူ ဆွေးနွေးပါမည်။

Pendahuluan

ဒစ်ဖရက်ရှင်းကို ၁၇ ရာစုတွင် အီတလီသိပ္ပံပညာရှင် Francesco Maria Grimaldi မှ ပထမဆုံးဖော်ပြခဲ့သည်။ အလင်းလှိုင်းများသည် အပေါက် သို့မဟုတ် အတားအဆီးတစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသွားသည်နှင့်အမျှ ၎င်းတို့၏ ပျံ့နှံ့မှုဦးတည်ရာကို ပြောင်းလဲသွားသောအခါ ဒစ်ဖရက်ရှင်းဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ၎င်းသည် ဒစ်ဖရက်ရှင်း၏ လက္ခဏာရပ်ဖြစ်သော အနှောင့်အယှက်ပုံစံကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် အလင်း၏ လှိုင်းအလျားသည် ၎င်းဖြတ်သန်းသွားသော အပေါက် သို့မဟုတ် အတားအဆီး၏ အရွယ်အစားနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သည့်အခါ ဒစ်ဖရက်ရှင်းသည် အထင်ရှားဆုံးဖြစ်သည်။

ဒစ်ဖရက်ရှင်းဖြစ်စဉ်ကို ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာမော်ဒယ်နှစ်ခုဖြစ်သည့် Wave Model နှင့် Geometric Optical Model တို့ကို အသုံးပြု၍ ရှင်းပြနိုင်ပါသည်။ အလင်းဒစ်ဖရက်ရှင်းပုံစံများကို တွက်ချက်ရန်နှင့် ခန့်မှန်းရန်အတွက် Augustin-Jean Fresnel နှင့် Joseph von Fraunhofer မှ တီထွင်ထားသော ဒစ်ဖရက်ရှင်းညီမျှခြင်းကို ယေဘုယျအားဖြင့် အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။

ဒစ်ဖရက်ရှင်း၏ အခြေခံသဘောတရား

ဥပမာပြဿနာများကို မဆွေးနွေးမီ၊ အလင်းယိုင်ခြင်းဆိုင်ရာ အခြေခံသဘောတရားအချို့ကို နားလည်ရန် အရေးကြီးပါသည်-

၁။ တစ်ပေါက်နှင့် နှစ်ပေါက်- အလင်းသည် တစ်ပေါက် သို့မဟုတ် နှစ်ပေါက်မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ အရိုးရှင်းဆုံး ဒစ်ဖရက်ရှင်းပုံစံကို တွေ့ရှိနိုင်သည်။ ရလဒ်ပုံစံမှာ စောင့်ကြည့်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အလင်းနှင့် မှောင်သော အစင်းများ စီးရီးတစ်ခုဖြစ်သည်။

၂။ အနှောင့်အယှက်မျဉ်းများ- မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ တောက်ပသောမျဉ်းများနှင့် မှောင်သောမျဉ်းများသည် လမ်းကြောင်းလွဲနေသော အလင်းလှိုင်းများအကြား အနှောင့်အယှက်၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။ တောက်ပသောမျဉ်းများကို တည်ဆောက်မှုဆိုင်ရာ အနှောင့်အယှက်မျဉ်းများဟုခေါ်ပြီး မှောင်သောမျဉ်းများမှာ ပျက်စီးစေသော အနှောင့်အယှက်၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။

၃။ လှိုင်းအလျား- အသုံးပြုထားသော အလင်း၏ လှိုင်းအလျားသည် ရရှိလာသော ဒစ်ဖရက်ရှင်းပုံစံကို သိသိသာသာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ လှိုင်းအလျားရှည်သော အလင်းသည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ဒစ်ဖရက်ရှင်းပုံစံကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

၄။ ရောင်ပြန်ဟပ်ထောင့်- အလင်းရောင်ပြန်ဟပ်သည့်ထောင့်ကို တြိဂိုနိုမေတြီ၏ အခြေခံမူများနှင့် အသုံးပြုထားသော အလင်း၏ လှိုင်းအလျားကို အသုံးပြု၍ ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။

အလင်းကွဲအက်မှုပြဿနာ၏ ဥပမာ

အလင်းယိုင်ခြင်းကို လေ့လာရာတွင် အဖြစ်များသော ပြဿနာအချို့ကို ဥပမာအချို့ဖြင့် ဆွေးနွေးကြပါစို့။

ဥပမာမေးခွန်း ၁: Single Slit Diffraction

မေးခွန်း: 600 nm လှိုင်းအလျားရှိသော လေဆာရောင်ခြည်တစ်ခုသည် 0,2 mm အကျယ်ရှိသော အပေါက်တစ်ခုတည်းကို ဖြတ်သန်းသွားသည်။ ပထမအစီအစဥ် (m=1) အတွက် diffraction angle θ ကို တွက်ချက်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- single slit diffraction တွင်၊ အောက်ပါ diffraction equation ကို အသုံးပြုနိုင်သည်-

\[ a \sin \theta = m\lambda \]

ဘယ်နေရာ:
– \( a \) သည် ကွာဟချက်အကျယ်ဖြစ်သည်။
–\(\theta\) သည် diffraction angle ဖြစ်ပြီး၊
– \( \lambda \) သည် အလင်း၏ လှိုင်းအလျားဖြစ်သည်၊
–\(m\) သည် diffraction order ဖြစ်သည်။

ပေးထားသည်-
– \( \lambda = 600 \) nm = \( 600 \x10^{-9} \) m၊
– \( a = 0.2 \) မီလီမီတာ = \( 0.2 \x10^{-3} \) မီတာ၊
-\( မီတာ = 1\)။

တန်ဖိုးများကို ညီမျှခြင်းထဲသို့ အစားထိုးပါ၊

\[ 0.2 x 10^{-3} \sin \theta = 1 x 600 x 10^{-9} \]

\(\sin\theta\) အတွက် ဖြေရှင်းခြင်း

\[ \sin \theta = \frac{600 \times 10^{-9}}{0.2 \times 10^{-3}} \]

\( \sin \theta \) ကို တွက်ချက်ခြင်း

\[ \sin \theta = 0.003 \]

ထောင့် \(\theta\) ကိုရရှိရန် ဂဏန်းတွက်စက်ကို အသုံးပြု၍

(\theta \approx 0.172 \) ဒီဂရီ။

ထို့ကြောင့် ပထမအစီအစဥ်အတွက် diffraction angle သည် 0.172 ဒီဂရီခန့်ရှိသည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၂: နှစ်ထပ်အပေါက် ဒစ်ဖရက်ရှင်း

မေးခွန်း: 500 nm လှိုင်းအလျားရှိသော အလင်းသည် အက်ကွဲကြောင်းများအကြား 0,1 mm အကွာအဝေးရှိသော နှစ်ထပ်အက်ကွဲကြောင်းမှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသည်။ အက်ကွဲကြောင်းမှ 2 မီတာအကွာရှိ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဒုတိယတောက်ပသောမျဉ်း၏ နေရာကို တွက်ချက်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- double slit diffraction equation ကို အသုံးပြုခြင်း-

\[ d \sin \theta = m\lambda \]

ဘယ်နေရာ:
–\( d\) သည် ကွက်လပ်နှစ်ခုကြား အကွာအဝေးဖြစ်သည်။
– \( \lambda \) သည် အလင်း၏ လှိုင်းအလျားဖြစ်သည်၊
–\(m\) သည် diffraction order ဖြစ်သည်။

\(\theta\) ရဲ့ မျက်နှာပြင် (\( y\)) ပေါ်က နေရာကို ရှာဖို့အတွက် အောက်ပါအတိုင်း သုံးပါတယ်။

\[ y = L \tan \theta \]

သေးငယ်သော \( \theta \)၊ \( \tan \theta \approx \sin \theta \) နှင့် \( L \) အတွက် ඒ වෙනුවට ...

ပေးထားသည်-
– \( \lambda = ၅၀၀ x ၁၀^{-၉} \) မီတာ၊
– \( d = 0.1 x 10^{-3} \) မီတာ၊
– \( L = 2 \) မီတာ၊
-\( မီတာ = 2\)။

တန်ဖိုးများကို ညီမျှခြင်းထဲသို့ အစားထိုးပါ၊

\[ 0.1 x 10^{-3} \sin \theta = 2 x 500 x 10^{-9} \]

\(\sin\theta\) အတွက် ဖြေရှင်းခြင်း

\[ \sin \theta = \frac{1000 \times 10^{-9}}{0.1 \times 10^{-3}} \]

\( \sin \theta \) ကို တွက်ချက်ခြင်း

\[ \sin \theta = 0.01 \]

အကွာအဝေး အတော်လေး ရှည်လျားသော နေရာများအတွက် \( \sin \theta = \tan \theta \) ဟု ယူဆပြီး အနေအထား ညီမျှခြင်းထဲသို့ အစားထိုးပါ။

\[ y = 2 \x0.01 = 0.02 \] မီတာ သို့မဟုတ် ၂၀ မီလီမီတာ။

ထို့ကြောင့် မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဒုတိယတောက်ပသောမျဉ်း၏ အနေအထားသည် မျက်နှာပြင်၏အလယ်ဗဟိုမှ ၂၀ မီလီမီတာ အကွာတွင်ရှိသည်။

ပိတ်

အလင်း၏ ဒစ်ဖရက်ရှင်းသည် အလင်းသည် လှိုင်းအဖြစ် ပြုမူကြောင်း ပြသသည့် အကြောင်းအရာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဖြစ်စဉ်သည် အထူးသဖြင့် အလင်းပညာနှင့် ရောင်စဉ်တန်းပညာဆိုင်ရာ သိပ္ပံနယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် အရေးကြီးသော အသုံးချမှုများကို ပေးစွမ်းသည်။ ဒစ်ဖရက်ရှင်းကို နားလည်ခြင်းသည် သီအိုရီပေါ်တွင်သာမက အလင်း၏ လှိုင်းဂုဏ်သတ္တိများကို နားလည်မှုကို နက်ရှိုင်းစေရန် ကူညီပေးနိုင်သည့် လက်တွေ့ပြဿနာအမျိုးမျိုးကို ဖြေရှင်းခြင်းမှတစ်ဆင့်လည်း အခြေခံသည်။

အလင်း၏ဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာခြင်းနှင့် နားလည်ခြင်းအတွက် နည်းပညာတိုးတက်မှုများနှင့်အတူ၊ ဒစ်ဖရက်ရှင်းဖြစ်စဉ်ကို တယ်လီစကုပ်များမှသည် မြင့်မားသောတိကျမှုတိုင်းတာသည့်ကိရိယာများအထိ နည်းပညာဆိုင်ရာရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအသစ်များနှင့် အသုံးချမှုများတွင် ဆက်လက်အသုံးပြုနေဆဲဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ဒစ်ဖရက်ရှင်းကို လေ့လာခြင်းသည် ပညာရပ်ဆိုင်ရာစိတ်ဝင်စားမှုသာမက နေ့စဉ်ဘဝနှင့် နည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် လက်တွေ့ကျသောသက်ရောက်မှုများလည်းရှိသည်။