Optika - fizikaning yorug'lik va uning materiya bilan o'zaro ta'sirini o'rganadigan bo'limi. U yorug'likning xulq-atvori va xususiyatlarini, shu jumladan uning materiallar bilan o'zaro ta'sirini va uni ishlatadigan yoki aniqlaydigan asboblarning tuzilishini o'z ichiga oladi. Optika astronomiya, muhandislik, fotografiya va ko'rish fanlari kabi ko'plab sohalar uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Yorug'lik - bu inson ko'ziga ko'rinadigan elektromagnit nurlanish shakli. U o'zini ham to'lqin, ham zarracha sifatida tutadi, bu tushuncha to'lqin-zarracha dualligi deb nomlanadi. To'lqin sifatida yorug'lik o'zining to'lqin uzunligi ( \(\lambda\) ) va chastotasi ( \(f\) ) bilan tavsiflanadi, ular \(c = \lambda \cdot f\) \(c\) ) bilan teskari bog'liqdir. \(c = \lambda \cdot f\) . Zarrachalar sifatida yorug'lik energiya tashuvchi fotonlardan iborat.
Ko'zgu - yorug'likning sirtdan sakrash jarayoni. Ko'zgu qonuni tushish burchagi ( \(\theta_i\) ) aks etish burchagiga ( \(\theta_r\) ) teng ekanligini bildiradi. Buni \(\theta_i = \theta_r\) sifatida ifodalash mumkin.
Sinishi - yorug'likning bir muhitdan boshqasiga o'tayotganda egilishi, sinishi indeksi boshqacha. Snell qonuni bu hodisani tavsiflaydi va \(n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)\) bilan beriladi, bu erda \(n_1\) va \(n_2\) muhitning sindirish ko'rsatkichlari va \(\theta_1\) va \(\theta_2\) mos ravishda tushish va sinish burchaklaridir.
Linzalar va nometall tasvirlarni yaratish uchun yorug'likni aks ettirish va sinishi orqali boshqaradigan optik qurilmalardir. Linzalar yorug'likni sindiruvchi egri sirtli shaffof ob'ektlardir. Shakliga qarab, ular birlashishi (yorug'lik nurlarini fokuslash) yoki yorug'lik nurlarini ajratish (yorug'lik nurlarini tarqatish) mumkin. Ob'ektivning fokus uzunligi ( \(f\) ) uning yorug'likni qanchalik yaqinlashishi yoki ajratishining o'lchovidir va linza yaratuvchisining \(\frac{1}{f} = (n-1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)\) formulasi yordamida hisoblanadi. \(\frac{1}{f} = (n-1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)\) , bu erda \(n\) linza materialining sindirish ko'rsatkichi va \(R_1\) va \(R_2\) linzalar yuzalarining egrilik radiuslaridir.
Boshqa tomondan, ko'zgular aks ettiruvchi yuzalardir. Ular tekis (tekis oynalar) yoki kavisli (sferik nometall) bo'lishi mumkin. Egri nometall ham birlashtiruvchi (konkav oynalar) yoki diverjatsion (qavariq nometall) bo'lishi mumkin. Sferik oynaning fokus uzunligi \(f = \frac{R}{2}\) bilan belgilanadi, bu erda \(R\) - oynaning egrilik radiusi.
Difraksiya - yorug'likning to'siq yoki diafragma burchaklari atrofida egilishi. Bu yorug'likning to'lqinli tabiatini ko'rsatadi va to'siq yoki diafragmaning o'lchami yorug'lik to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan bo'lsa, eng diqqatga sazovordir. Diffraktsiya naqshini \(\sin(\theta) = \frac{m\lambda}{d}\) formulasi yordamida hisoblash mumkin, bu erda \(m\) maksimalning tartibi, \(\lambda\) to‘lqin uzunligi, \(d\) esa tirqish kengligi.
Interferentsiya - bu ikki yoki undan ortiq to'lqinlarning bir-biriga qo'shilib, kattaroq, pastroq yoki bir xil amplitudali to'lqin hosil qilish hodisasi. Konstruktiv interferensiya to'lqinlar fazada bo'lganida yuzaga keladi, bu amplituda maksimalga olib keladi, halokatli interferensiya esa to'lqinlar fazadan tashqarida bo'lib, minimal darajaga olib keladi. Ikki tirqishdagi interferentsiya naqshini \(\Delta y = \frac{\lambda L}{d}\) bilan tavsiflash mumkin, bu erda \(\Delta y\) - yorqin chekkalar orasidagi masofa, \(L\) - ekrangacha bo'lgan masofa va \(d\) - ikkita tirqish orasidagi masofa.
Elektromagnit spektr elektromagnit nurlanishning barcha turlarini o'z ichiga oladi. Ko'rinadigan yorug'lik spektrning kichik bir qismi bo'lib, bir tomondan ultrabinafsha (UV) yorug'lik va boshqa tomondan infraqizil (IR) nurlar bilan qoplangan. Spektr juda qisqa to'lqin uzunlikdagi gamma nurlaridan tortib to radio to'lqinlarigacha, juda uzun to'lqin uzunliklariga ega. Elektromagnit nurlanishning har bir turi tibbiy tasvirlardan (rentgen nurlari) simsiz aloqa (radio to'lqinlar)gacha o'z maqsadlariga ega.
Optika turli sohalarda ko'plab ilovalarga ega. Tibbiyotda mikroskoplar va endoskoplar kabi optik asboblar to'qimalarni batafsil tekshirish imkonini beradi. Aloqada optik tolalar uzoq masofalarga ma'lumotni yorug'lik impulslari sifatida uzatish uchun umumiy ichki aks ettirish printsipidan foydalanadi. Kundalik hayotda kameralar, ko'zoynaklar va kontakt linzalari bizga tasvirlarni olish, to'g'ri ko'rish va dunyoni yanada aniqroq ko'rishga yordam beradi.
Xulosa qilib aytganda, optika sohasi yorug'lik harakati va uning materiya bilan o'zaro ta'sirini tushunishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. U fundamental fizika tushunchalarini amaliy ilovalar bilan birlashtiradi, texnologiya, fan va kundalik hayotimizga sezilarli ta'sir qiladi.
