2014 Bahar Dönemi FOTONİK Ödev 2: 21 Mart 2014 1. Dalga boyu
advertisement
2014 Bahar Dönemi FOTONİK Ödev 2: 21 Mart 2014 1. Dalga boyu λ=1 cm olan düzlem mikrodalgalar yarıçapı ayarlanabilen dairesel bir yarığı aydınlatmaktadır. Yarığın arkasında ve yarık ekseni üzerinde 1 m uzaklıkta bir detektör bulunmaktadır. Yarığın yarıçapı sıfırdan itibaren yavaşça arttırıldığında, detektörde okunan ışık şiddetinin azami olacağı birinci yarıçap değerini ve birinci azami değerden sonra gelen ikinci asgari değeri bulunuz. Belirlediğiniz en sonuncu yarıçap değeri için eksen boyunca hangi noktalarda azami ve asgari değerler elde edilir? 2. Noktasal S ışık kaynağı (λ=500 nm) bir yarıktan 1 m uzağa yerleştirilmiştir. Yarığın merkezinde yarıçapı ½ mm olan bir engel vardır. Şiddetin okunduğu P noktası yarıktan 1m uzaklıkta bulunmaktadır. P noktasındaki ışığın şiddetini, S ve P arasında yarık bulunmadığı durumdaki ışık şiddeti (IengellenmemişIu) cinsinden bulunuz. 3. 3 mm çapında dairesel bir yarık 550 nm dalga boyunda yüzeye dik düzlem dalgalar ile aydınlatılmaktadır. Küçük bir detektör eksen üzerinde yeri değiştirilerek kırınıma uğrayan demetin şiddetini ölçmektedir. İlk üç azami ve asgari şiddet değeri ekrandan hangi uzaklıklarda okunur? 4. Noktasal tekrenkli bir ışık kaynağı (λ=500 nm) bir yarıktan 50 cm uzaklıkta bulunmaktadır. Gözlem noktası ise yarık düzleminin öteki tarafında ve yarıktan 50 cm uzaklıkta bulunmaktadır. a) Yarık düzleminin geçirgen kısmı dairesel bir halka olup iç yarıçapı 0.5 mm ve dış yarıçapı 0.935 mm dir. Gözlem noktasında okunan ışık şiddetini yarığın bulunmadığı durumdaki ışık şiddeti (IengellenmemişIu) cinsinden bulunuz. b) Aynı soruyu dış yarıçapın 1 mm olması durumu için yanıtlayınız. c) Açısal halkada her bir durum için kaç adet yarım-devir (periyot) bölge vardır? 5. Derste bir S ışık kaynağından çıkan küresel dalga cephesi üzerindeki m adet Fresnel (yarım devir) bölgesinin, bir P gözlem noktasındaki genliğe katkısını m= tek durumu için hesaplamıştık: U=U1-U2+U3-U4+..........Um Aynı toplamı m= çift durumu için hesaplayınız. 6. Dalga boyu λ ve şiddeti Io olan ışık dikey olarak, a) R yarıçaplı dairesel engeli, b) R yarıçaplı dairesel açıklığı aydınlatmaktadır. Her bir durum için, dairenin merkezinden geçen eksen üzerinde ve engelin arkasında L uzaklığında bir mesafede, ışığın şiddetini bulunuz.[İpucu: dairesel açıklık ve dairesel engel birbirinin zıttı olan optik bileşenlerdir. Eğer, önce biri örneğin A bileşeni ve sonra diğeri örneğin B bileşeni sırasıyla ışığın önüne yerleştirilir ve her biri için ekran üzerinde ışık genlikleri toplanırsa, o noktada engellenmemiş genlik elde edilir. Bu Babinet İlkesi olarak bilinir ve Uengellenmemiş=UA+UB ile ifade edilir]
