Qaacidda Faragelinta Iftiinka
Faragelinta iftiinka waa dhacdo dhacda marka laba ama in ka badan oo hirar iftiin ah ay kulmaan oo ay is dhexgalaan, taasoo soo saarta qaab qaybinta xoogga iftiinka oo is xoojin kara ama is wiiqi kara. Dhacdadan waxaa lagu arki karaa xaalado kala duwan, sida tijaabada laba-jibbaaran, tijaabada filimka khafiifka ah, iyo tijaabada faragelinta Michelson. Maqaalkani wuxuu ka hadli doonaa aragtida aasaasiga ah ee faragelinta iftiinka, qaacidooyinka la xiriira faragelinta, iyo dhowr codsi oo wax ku ool ah nolol maalmeedka.
Aragtida Aasaasiga ah ee Faragelinta Iftiinka
Faragelinta iftiinka waxay dhacdaa marka laba hirar iftiin oo isku xiran ay kulmaan. Hirarka iftiinka waxaa la yiraahdaa waa isku xiran yihiin haddii ay leeyihiin farqi marxaladeed oo joogto ah iyo hirar isku mid ah. Marka laba hirar ay kulmaan, wadarta baaxadda dhibic kasta waa wadarta baaxadda labada hirar. Waxaa jira laba nooc oo faragelin ah oo waaweyn:
1. Faragelin Dhisme: Waxay dhacdaa marka ugu sarreysa hal mowjad ay la kulanto ugu sarreysa mowjad kale, si baaxadda guud ay u weynaato. Faragelinta Dhisme waxay soo saartaa meelo dhalaalaya oo ku jira qaabka faragelinta.
2. Faragelinta Burburka: Waxay dhacdaa marka geeska hal mowjad uu la kulmo godka hirar kale, taasoo keenta baaxad yar ama xitaa eber guud. Faragelinta burburka waxay soo saartaa meelo mugdi ah oo ku jira qaabka faragelinta.
Qaacidda Faragelinta Laba-geesoodka ah
Mid ka mid ah tijaabooyinka caadiga ah ee muujinaya faragelinta iftiinka waa tijaabadii laba-laabka ahayd ee uu sameeyay Thomas Young horraantii qarnigii 19-aad. Tijaabadan, iftiinka waxaa lagu dhex maraa laba jeex oo cidhiidhi ah oo isku xiga, taasoo soo saarta qaab faragelin ah oo shaashad ka dambeysa jeexyada. Qaacidda loo isticmaalo in lagu xisaabiyo boosaska xargaha iftiinka iyo mugdiga ah ee qaabka faragelinta waa:
\[d \sin \theta = n \lambda \] (xuruufo dhalaalaya)
\[ d \sin \theta = (n + \frac{1}{2}) \lambda \] (loogu talagalay xargaha madow)
Halkee:
- d waa masaafada u dhaxaysa labada meelood.
– θ waa xagasha ay samaysay xariiqda laga bilaabo jeexdinta ilaa barta shaashadda.
– n waa kala horreynta xarriiqyada iftiinka ama mugdiga ah (n = 0, 1, 2, …).
– λ waa hirarka iftiinka la isticmaalo.
Qaacidda Faragelinta ee Lakabyada Khafiifka ah
Faragelintu waxay sidoo kale ka dhici kartaa filimada khafiifka ah, sida filimada saliidda ee biyaha ama filimada saabuunta. Xaaladahan, faragelinta waxaa sababa iftiinka ka soo muuqda dusha sare ee hore iyo gadaal ee filimka. Dhumucda filimka iyo tusmada refractive ee walaxda ayaa go'aamiya xaaladaha faragelinta wax dhisaysa iyo tan burburinaysa. Qaacidda guud ee faragelinta filimada khafiifka ah waa:
\[ 2t = (m + \frac{1}{2}) \frac{\lambda}{n} \] (faragelin wax dhisaysa)
\[ 2t = m \frac{\lambda}{n} \] (faragelin burbur leh)
Halkee:
– t waa dhumucda filimka.
– m waa tiro tiro ah (0, 1, 2, …).
– λ waa hirarka iftiinka.
– n waa tusmada iftiinka ee filimka khafiifka ah.
Mitirka Michelson Interferometer
Qalabka isku-xidhka Michelson waa qalab adeegsada mabda'a faragelinta si loo cabbiro hirarka iftiinka, isbeddellada tusmada iftiinka, ama dhererka indhaha oo leh saxnaan aad u weyn. Qalabka isku-xidhka wuxuu ka kooban yahay il iftiin, muraayad nus-daahfuran (qaybiye alwaax ah), iyo laba muraayadood oo milicsanaya. Iftiinka ka yimaada isha waxaa u kala qaybiya laba alwaax, oo ay ka muuqdaan labada muraayadood, ka dibna waxaa dib isugu dara kala-qaybiyaha alwaaxa si uu u sameeyo qaab faragelin.
Qaacidada aasaasiga ah ee loo isticmaalo Michelson interferometer waa:
\[ \Delta L = m \lambda \]
Halkee:
– ΔL waa farqiga dhererka wadada indhaha ee u dhexeeya laba iftiin.
- m waa tirada faragelinta la arkay.
– λ waa hirarka iftiinka.
Codsiyada Faragelinta Iftiinka
Faragelinta iftiinku waxay leedahay codsiyo kala duwan oo wax ku ool ah nolol maalmeedka iyo tignoolajiyada casriga ah:
1. Aragtiyaha Sax ah: Faragelinta waxaa loo isticmaalaa aaladaha cabbiraadda saxsan ee sare, sida Michelson interferometer, si loo cabbiro hirarka iftiinka, isbeddelka wejiga, iyo dhumucda filimada khafiifka ah.
2. Dahaarka Ka-hortagga Milicsiga: Farsamooyinka faragelinta waxaa loo isticmaalaa in lagu naqshadeeyo dahaarka ka-hortagga milicsiga ee muraayadaha kamaradaha iyo muraayadaha indhaha. Dahaarkani wuxuu yareeyaa milicsiga iftiinka isagoo abuuraya faragelin burbur leh.
3. Spectroscopy: Faragelinta waxaa loo isticmaalaa Fourier-transform spectroscopy (FTIR) si loo falanqeeyo iftiinka ka muuqda ama uu gudbiyo muunad.
4. Isgaarsiinta Indhaha: Tiknoolajiyada fiber optic-ga, faragelinta waxaa loo isticmaalaa in lagu cabbiro laguna xakameeyo tayada calaamadaha iftiinka ee loo gudbiyo fiilooyinka indhaha.
5. Sawir-qaadis: Sawir-qaadistu waa farsamo sawir-qaadis ah oo adeegsata faragelinta iftiinka si loo duubo loona soo saaro sawirro saddex-geesood ah.
Tusaale ahaan Dhibaatada Faragelinta Iftiinka
Si aan u caddeyno fahamkeenna ku saabsan faragelinta iftiinka, aan eegno tusaalooyin su'aalo ah:
Su'aal Tusaale ah 1: Faragelinta Laba-jibbaaran
Maadaama iftiinka hirarkiisu yahay 600 nm uu dhex maro laba jeex oo 0,5 mm u dhexeeya, xisaabi xagasha ugu horreysa ee dhalaalaya (n=1) ee shaashadda ka fog jeexyada.
Xalka:
Isticmaal qaacidada faragelinta laba-jibbaaran ee loogu talagalay xargaha dhalaalaya:
\[ d \sin \theta = n \lambda \]
Ku beddel qiimayaasha la yaqaan:
\[ 0,5 \jeer 10^{-3} \sin \theta = 1 \jeer 600 \jeer 10^{-9} \]
\[ \sin \theta = \frac{600 \times 10^{-9}}{0,5 \times 10^{-3}} \]
\[ \sin \theta = 1,2 \ jeer 10^{-3} \]
\[ \theta \qiyaastii \arcsin(1,2 \jeer 10^{-3}) \qiyaastii 0,069 \qoraalka{darajooyinka} \]
Su'aal Tusaale 2: Faragelinta Filimada Khafiifka ah
Filim khafiif ah oo leh tusmada refractive-ka ee 1,5 iyo dhumucdiisuna tahay 300 nm ayaa la dul dhigayaa substrate. Xisaabi hirarka iftiinka ee dhex mara faragelinta wax dhisaysa haddii iftiinku uu ku dhaco si toosan filimka.
Xalka:
Isticmaal qaacidada faragelinta wax dhisaysa ee lakabyada khafiifka ah:
\[ 2t = (m + \frac{1}{2}) \frac{\lambda}{n} \]
Faragelinta wax dhisaysa ee ugu horreysa (m=0):
\[ 2 \jeer 300 \jeer 10^{-9} = \frac{1}{2} \frac{\lambda}{1,5} \]
\[ 600 \jeer 10^{-9} = \frac{\lambda}{3} \]
\[ \lambda = 1800 \jeer 10^{-9} \]
\[ \lambda = 600 \qoraal{ nm} \]
Gabagabo
Faragelinta iftiinka waa dhacdo muhiim ah oo ku jirta fiisikiska indhaha kaas oo door muhiim ah ka ciyaara codsiyada kala duwan ee tignoolajiyada. Marka la fahmo qaacidooyinka la xiriira faragelinta iftiinka, sida kuwa loo isticmaalay tijaabada laba-godlaha ah, faragelinta filimka khafiifka ah, iyo Michelson interferometer, waxaan falanqeyn karnaa oo u isticmaali karnaa dhacdadan ujeedooyin cilmiyeed iyo farsamo oo kala duwan. Dhacdadani ma aha oo kaliya inay naga caawiso inaan fahanno dabeecadda aasaasiga ah ee iftiinka laakiin sidoo kale waxay bixisaa qalab loogu talagalay hal-abuurka dhinacyo kala duwan, laga bilaabo indhaha saxda ah ilaa isgaarsiinta indhaha iyo sawir-qaadista.
