fizika · 2020. 10. 23. · fizika kursining «optika» va «kvant fizikasi asoslari» bo‘limlari...

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O‘RTA MAXSUSTA’LIM VAZIRLIGI

O‘RTA MAXSUS, KASB-HUNAR TA’LIMI MARKAZI

A.G.G‘aniyev, A.K.Avliyoqulov,G.A.Almardonova

F I Z I K AI I q i s m

Akademik litsey va kasb-hunar kollejlariuchun darslik

6- n a s h r i

«O‘QITUVCHI» NASHRIYOT-MATBAA IJODIY UYITOSHKENT–2008

www.ziyouz.com kutubxonasi

Fizika-matematika fanlari nomzodi, dotsent A.G. G‘ANIYEVtahriri ostida

Taqrizchilar: fizika-matematika fanlari nomzodlari, dotsentlar:A.S. NO‘MONXO‘JAYEV, X.I. ISAYEV

texnika fanlari nomzodlari, dotsentlar:M. ISROILOV, J. NURMATOV

Mazkur darslik akademik litsey va kasb-hunar kollejlari uchunmo‘ljallangan «Fizikadan namunaviy o‘quv dasturi» asosida yozilgan. Undafizika kursining «Optika» va «Kvant fizikasi asoslari» bo‘limlari bayon etilgan.Har bir mavzu bo‘yicha sinov savollari, boblarning oxirida masala yechishnamunalari, mustaqil yechish uchun masalalar va test savollari keltirilgan.

Darslik akademik litsey va kasb-hunar kollejlari talabalari uchunmo‘ljallangan.

G‘ 1604010000–56 Qat. buyurt. – 2008

353(04) – 2008

© «O‘qituvchi» nashriyoti, 2003.© «O‘qituvchi» nashriyot-matbaa

ijodiy uyi, 2008.ISBN 978-9943-02-071-9

ÁÁÊ 22.3 ÿ 722


SO‘ZBOSHI

Ushbu darslik «O‘qituvchi» nashriyot-matbaa ijodiy uyida chopetilgan «Fizika» (I qism) darsligining davomidir.

Darslik akademik litsey va kasb-hunar kollejlari uchun mo‘l-jallangan bo‘lib, O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsusta’lim vazirligi tasdiqlagan «Fizikadan namunaviy o‘quv dasturi»asosida yozilgan. Unda optika va kvant fizikasi asoslari yoritilgan.

Har bir mavzuning boshida uning qisqacha mazmuni, oxiridaesa sinov savollari keltirilgan. Mavzular kichik mavzularga ajratilganbo‘lib, ular mavzuni o‘qitishdan ko‘zlangan maqsad va zaruratnianiqlashtirishga imkon beradi. Darslikning yozilish uslubi mashg‘u-lotlarning model sistemasida o‘tilishiga, o‘quvchilarning mavzularnimustaqil o‘rganishiga zamin bo‘la oladi.

Shuningdek, har bir bobdan keyin masala yechish namuna-lari, mustaqil yechish uchun masalalar, test savollari va bobningasosiy xulosalari keltirilgan.

Darslik mualliflar jamoasi tomonidan tayyorlangan bo‘lib,I bobni A.G. G‘aniyev va G.A. Almardonova, IV bobniA.G. G‘aniyev va A.K. Avliyoqulov, qolgan boblarni esaA.G.G‘aniyev yozgan.

Darslikni tayyorlash davomida bergan qimmatli maslahatlariuchun fizika-matematika fanlari nomzodi, dotsent A.S.No‘mon-xo‘jayevga, fizika-matematika fanlari nomzodi, dotsent X.I.Isayev-ga, texnika fanlari nomzodi, dotsent M.Isroilovga, texnika fanlarinomzodi, dotsent J.Nurmatovga chuqur minnatdorchiligimiznibildiramiz.

Mualliflar

3


4

Îptikà – fizikàning yorug‘likning nurlànish, yutilish và tàrqàlishqînunlàrini o‘rgànàdigàn bo‘limidir. Yorug‘lik elåktrîmàgnitto‘lqinlàrdàn ibîràt bo‘lgànligi sàbàbli, îptikà elåktrîmàgnit mày-dîn nàzàriyasining, ya’ni elåktrîdinàmikàning bir qismi sifàtidàqàràlàdi. Yorug‘lik, ràdiîto‘lqinlàr và råntgån nurlàri îràsidàgi,to‘lqin uzunligi 4,0 ·10−7–7,6 ·10−7 m bo‘lgàn elåktrîmàgnitto‘lqinlàrdàn ibîràt. Îdàtdà, îptikà gåîmåtrik, fizik và fiziîlîgikîptikàlàrgà bo‘lib o‘rgànilàdi.

Gåîmåtrik îptikàdà yorug‘likning tàbiàti hàqidà so‘z yuritil-màydi, uning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlish, qàytish và sinishqînunlàri o‘rgànilàdi.

Îddiy ko‘zîynàkdàn tîrtib, ulkàn àstrînîmik qurilmàlàrdàgimuràkkàb îbyåktivlàrgàchà bo‘lgàn bàrchà îptik àsbîblàrniyasàshdàgi hisîb-kitîb gåîmåtrik îptikà qînunlàri àsîsidà àmàlgàîshirilàdi.

Fizik îptikàdà yorug‘likning tàbiàti và yorug‘lik hîdisàlàrigààlîqàdîr muàmmîlàr o‘rgànilàdi.

Fiziîlîgik îptikà esà yorug‘likning rivîjlànuvchi îrgànizmgàtà’sirini o‘rgànàdi.

Yorug‘lik hàqidàgi tà’limîtning rivîjlànishi.Yorug‘likning elåktrîmàgnit tàbiàti

Ì à z m u n i : optikàning dàstlàbki qînunlàri; îptikàning rivîj-lànish bosqichlàri; yorug‘likning kîrpuskular tàbiàti; yorug‘likningto‘lqin tàbiàti; yorug‘likning elåktrîmàgnit tàbiàti.

Îptikàning dàstlàbki qînunlàri. Yorug‘likning tà’siri hàqidàgità’limît judà qàdim zàmînlàrdà vujudgà kålgàn. Îptikà so‘zininglug‘àviy mà’nîsi – «ko‘rish idrîklàri hàqidàgi fàn»ni ànglàtib,optos – ko‘zgà ko‘rinàdigàn so‘zidàn îlingàn.

Yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlish qînuni eràmiz-dàn båsh ming yil îldin hàm mà’lum bo‘lib, undàn chiqàdigànõulîsàlàrdàn Qàdimgi Misrdàgi qurilish ishlàridà fîydàlànilgàn.

OPTIKA

I B Î B . OPTIKA ELEMENTLARI

1-§.


5

Pifàgîr, jismlàrning ko‘rinishigà sàbàb – ulàrning o‘zlàridàn zàrrà-chàlàr chiqàrishidir dåb, hîzirgi nàzàriyalàrgà judà yaqin bo‘lgànfikrlàrni hàm àytgàn.

Gåîmåtrik îptikàning ikkità àsîsiy qînunidan biri – yorug‘-likning tushish và qàytish burchàklàrining tångligi hàqidàgi qînunPlàtîn màktàbi vàkillàri tîmînidàn tà’riflàngàn. Yorug‘likning sinishqînuni esà bir nåchà àsrlàrdàn kåyin kàshf qilingàn.

O‘n uchinchi àsrdà ko‘zîynàk, 1590- yildà nidårlàndiyalikîlim Z. Yansån tîmînidàn mikrîskîp, 1609- yildà esà itàliyalikfizik G. Gàlilåy tîmînidàn tålåskîp yasàlgàn.

Îptikà rivîjlànishining kåyingi bosqichlari. Îptikàning kåyingirivîjlànishi yorug‘lik difràksiyasi và intårfårensiyasi hîdisàlàri bilànbîg‘liq. Bu hîdisàlàrni gåîmåtrik îptikà dîiràsidà tushuntirishningilîji bo‘lmàgàni sàbàbli, ingliz fizigi R. Guk và gîllàndiyalik îlimÕ. Gyuygåns yorug‘likning to‘lqin tàbiàti hàqidàgi nàzàriyani îlg‘àsurishgàn. Ì. Fàràdåy o‘z tàjribàlàri nàtijàlàrigà ko‘rà bu to‘lqinlàrelåktrîmàgnit to‘lqinlàrgà àlîqàdîr, degan fikrgà kålgàn. J. Ìàksvållnàzàriy àsîsdà, G. Gårs esà tàjribàdà elåktrîmàgnit to‘lqinlàrningbo‘shliqdà yorug‘lik tåzligigà tång bo‘lgàn tåzlik bilàn tàrqàlishiniisbîtlàgànlàr. Nàtijàdà, yorug‘lik elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt,dågàn õulîsàgà kålishdàn bîshqà ilîj qîlmàgàn.

Yorug‘likning kîrpuskular tàbiàti. Yorug‘likning tàbiàti hàqi-dàgi fikrlàr dîimî îlimlàrning diqqàt màrkàzidà bo‘lgàn. Êundàlikhàyotimiz uchun shu qàdàr muhim àhàmiyatgà egà yorug‘likningnimàligini bilish bàrchà uchun qiziqàrli hisîblàngàn. Õo‘sh,yorug‘lik o‘zi nimà? Bu sàvîlgà birinchi bo‘lib àniq jàvîb bårgànkishi I. Nyutîn hisîblànàdi. U, yorug‘lik – nurlànàyotgàn jismchiqàradigan và fàzîdà to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàladigan kîrpusku-làlàr (zàrràchàlàr) îqimidàn ibîràt, dågàn g‘îyani ilgàri surgàn.Bu g‘îya àsîsidà yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘yichà tàrqàlish,sinish và qàytish qînunlàri tushuntirib bårilgàn.

Àmmî yorug‘lik intårfårånsiyasi và difràksiyasini kîrpuskularnàzàriya àsîsidà tushuntirishning mutlaqî ilîji bo‘lmàgàn. Và àynànshuning uchun hàm yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasi hàqidàgifikrlàr pàydî bo‘lgàn.

Yorug‘likning to‘lqin tàbiàti. Bu tàsàvvurgà binîàn, yorug‘liksuvning yoki bîshqà suyuqliklàrning sirtidà kuzàtilàdigàn to‘lqin-làrgà o‘õshàsh to‘lqinlàrdàn ibîràt. Ammo u yorug‘likning to‘g‘richiziq bo‘ylàb tàrqàlishi to‘g‘risidàgi qînunni tushuntirà îlmàgàn.


6

Shuning uchun hàm uzîq vàqtlàrgàchà yorug‘likning kîrpusku-lar nàzàriyasi yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasigà nisbàtàn ustunbo‘lib kålgàn.

1818- yilgà kelib frànsuz fizigi Î. Frånål yorug‘likni to‘lqinlàrîqimi sifàtidà tàsàvvur qilib, uning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlishinitushuntirib båràdi. Shundàn so‘ng yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasio‘z hukmrînligini o‘rnàtdi. Õo‘sh, yorug‘lik o‘zi nimà? Biz busàvîlgà hàli to‘là jàvîb bårmàdik và kåyingi màvzulàrdà yanà ungàqàytàmiz.

Endi yorug‘lik to‘lqinlàrining tàbiàtigà bàtàfsilrîq to‘õtàlàmiz.Yorug‘likning elåktrîmàgnit tàbiàti. Bizgà mà’lumki, Ìàksvåll

g‘îyasigà muvîfiq yorug‘lik muhitdà

v = cεµ

(1.1)

tåzlik bilàn tàrqàlàdigàn elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràtdir. Buyerdà c – yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligi, ε – muhitning dielåk-trik singdiruvchànligi, µ – muhitning màgnit kirituvchànligi.

Yorug‘likdà rE và

rB våktîrlàr o‘zàrî pårpåndikular và ulàr

yorug‘likning tàrqàlish yo‘nàlishigà hàm pårpåndikular yo‘nàl-gàn (I qism, 192- ràsm). Ulàr bir pàytdà o‘zlàrining màksimàl vàminimàl qiymàtlàrigà erishàdi và gàrmînik qînunlàrgà muvîfiqo‘zgàràdi. Yorug‘likning to‘lqin uzunligi dåb, u bir dàvrdà o‘tàdigànmàsîfàgà àytilàdi, ya’ni

λ = cT. (1.2)

Yorug‘likning to‘lqin uzunligi chàstîtàsi bilàn quyidàgichàbîg‘làngàn:

λν

= c . (1.3)

Shundày qilib, elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsigà muvîfiq,yorug‘lik to‘lqin uzunligi 0,4 µm dàn 0,76 µm gàchà bo‘lgànelåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt bo‘lib, hàm muhitdà, hàmvàkuumdà tàrqàlishi mumkin.

Sinîv sàvîllàri

1. Îptikà nimàni o‘rgànàdi? 2. Îptikà qàndày bo‘limlàrgà bo‘linàdi?3. Gåîmåtrik îptikà nimàni o‘rgànàdi? 4. Fizik îptikà nimàni o‘rgànàdi?5. Fiziîlîgik îptikà nimàni o‘rgànàdi? 6. Îptikà so‘zining lug‘àviy mà’nîsi


7

nimàni ànglàtàdi? 7. Yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlish qînuniqàchîn kàshf qilingàn? 8. Pifàgîr jismlàrning ko‘rinishi hàqidà qandayfikrlar aytgan? 9. Yorug‘likning qàytish qînuni qàchîn kàshf qilingàn?10. Êo‘zîynàk qàchîn kàshf qilingàn? 11. Ìikrîskîp và tålåskîplàr-chi?12. Yorug‘likning tàbiàti hàqidàgi I.Nyutîn nàzàriyasini aytib bering. 13. Bug‘îya àsîsidà qàndày qînunlàr tushuntirilgàn? 14. Yorug‘likning to‘lqintàbiàti hàqidàgi nàzàriyaning vujudgà kålishigà sàbàb nimà? 15. Yorug‘likningto‘lqin nàzàriyasi hàqidàgi fikrni kimlàr îlg‘à surgàn? 16. Yorug‘likningelåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt ekànligi hàqidàgi õulîsà nimàgà àsîs-làngàn? 17. Yorug‘lik qàndày elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt?18. Õ.Gyuygåns yorug‘lik to‘lqinlàrini qàndày tàsàvvur qilgàn? 19. Î.Frånålyorug‘likni qàndày tàsàvvur qilgàn? 20. Yorug‘likning o‘zi nimà?

Yorug‘likning tåzligi

Ì à z m u n i : yorug‘likning tåzligi chåksiz kàttàmi? Yorug‘-likning tåzligini àniqlàshning Ê. Ryomår usuli; Ìàykålsîn tàj-ribàsi; yorug‘lik tåzligining qiymàti.

Yorug‘likning tåzligi chåksiz kàttàmi? I. Êåplår và R. Dåkàrtkàbi îlimlàr yorug‘likning tåzligini chåksiz kàttà dåb hisîblàshgànvà nàtijàdà klàssik måõànikàdà yorug‘likning tåzligi chåksiz kàttàdåb qàbul qilingàn. Õo‘sh, àmàldà yorug‘likning tåzligi nimàgàtång? Bu tåzlikni o‘lchàsh yo‘lidàgi birinchi urinishlàr G.Gàlilåytîmînidàn àmàlgà îshirilgàn. Gàrchi bu tàjribà àniq nàtijàlàrniko‘rsàtmàgàn bo‘lsà-dà, yorug‘likning tåzligi chåkli ekànligihàqidàgi fikrning mustàhkàmlànishigà îlib kålgàn. Yorug‘liktåzligining hîzir qàbul qilingàn qiymàtigà yaqin nàtijàni àniqlàshbirinchi bo‘lib dàniyalik àstrînîm K. Ryomårgà nàsib etgàn.

Yorug‘lik tåzligini àniqlàshning Ryomår usuli. 1675- yildàYupitår yo‘ldîshining tutilishini kuzàtàyotgàn Ê. Ryomår,yorug‘lik tåzligining chåkli ekànligigà àniq ishînch hîsil qilgàn.Ryomår fîydàlàngàn hîlàt 1- ràsmdà ko‘rsàtilgàn. YupitårdànQuyoshgàchà bo‘lgàn màsîfà Yerdàn Quyoshgàchà bo‘lgànmàsîfàdàn qàriyb 5 màrtà kàttà. Ryomår Yer và Yupitår bir-birlàrigà eng yaqin jîylàshgànidà (Yer1 và Yu1 hîlàt) Yupitåryo‘ldîshining (Y1) tutilishini kuzàtgàn. Shuningdåk, Y1 yo‘ldîsh-ning tutilishini Yer và Yupitår bir-birlàridàn eng uzîq màsîfàdàjîylàshgànidà hàm (Yer2 và Yu2 hîlàt) kuzàtgàn. Bu tutilishmà’lum vàqtgà kåchikib ro‘y bårgàn. Bungà sàbàb, yorug‘liktåzligining chåkli và ikkinchi hîlàtdà Yer îrbitàsining diàmåtrigàtång bo‘lgàn qo‘shimchà màsîfàni o‘tishidàdir. Ikkinchi hîlàtdà

2-§.


8

Yupitår yo‘ldîshi tutilishining kåchikish vàqti ∆t ni àniqlàgànÊ. Ryomår Yer îrbitàsining diàmåtri (D) yordàmidà yorug‘lik-ning tåzligini

c Dt

=∆

ifîdà yordàmidà hisîblàgàn.O‘shà dàvrdà Yer îrbitàsi diàmåtrining kàttàligi unchà àniq

hisîblànmàgànligi, vàqtni o‘lchàshdà mà’lum õàtîliklàrgà yo‘lqo‘yilgànligi sàbàbli Ê. Ryomår yorug‘lik tåzligining àniq qiymà-tini tîpîlmàgàn. Yorug‘lik tåzligini kàttà àniqlikdà hisîblàsh 1849-yildà frànsuz fizigi I. Fizîgà nàsib etgàn. I. Fizî yorug‘likningbo‘shliqdàgi tåzligi uchun 300 000 km/s gà yaqin qiymàtni tîpgàn.Êåyinchàlik Fizî fîydàlàngàn usul àmårikàlik fizik À.Ìàykålsîn(1852–1931) tîmînidàn tàkîmillàshtirilgàn.

À.Ìàykålsîn tàjribàsi. 2- ràsmdà Ìàykålsîn tàjribàsiningsõåmàsi kåltirilgàn. Ìàykålsîn o‘z tàjribàlàrini, îràlàridàgi l màsîfàkàttà àniqlikdà o‘lchàngàn ikkità tîg‘ cho‘qqisi (Àntîniî và Vilsîn)yordàmidà o‘tkàzgàn. Cho‘qqilàrdàn biridà o‘rnàtilgàn S mànbàdànchiqqàn yorug‘lik Ò tirqishdàn o‘tib, sàkkiz qirràli À prizmàgàtushàdi. Prizmàning qirràsidàn qàytgàn yorug‘lik ikkinchi cho‘qqidào‘rnàtilgàn B bîtiq ko‘zgugà yo‘nàlàdi. Undàn qàytgàn yorug‘lik mko‘zgudàn qàytib yanà bîtiq linzàgà tushàdi và yanà bir kàrràqàytib, sàkkiz qirràli prizmà À ning ikkinchi qirràsigà tushàdi.Prizmàdàn qàytgàn yorug‘lik ko‘rish trubàsi C yordàmidà kuzàtil-gàn. À prizmà shundày tåzlik bilàn hàràkàtlàntirilgànki, u 1/8qismgà àylàngàndà yorug‘lik 2l màsîfàni o‘tgàn. Fàqàt shu

Yer2Yer1

Yer orbitasi

Yu2

Yu1

Y1

Y2

Yupiterorbitasi

1- rasm.


9

hîldàginà ko‘rish trubàsidà Ò tirqish uzluksiz ràvishdà ko‘rinibturàdi. Ìàykålsîn hàm o‘z tàjribàsidà yorug‘lik tåzligi uchun300 000 km/s gà yaqin qiymàtni tîpgàn. Bundàn tàshqàri, Ìàykål-sîn yorug‘likning nàfàqàt vàkuumdàgi, bàlki bîshqà muhitlàrdàgitåzliklàrini hàm àniqlàgàn. U o‘z tàjribàlàri nàtijàsidàn quyidàgiõulîsàlàrni chiqàrgàn: birinchidàn, yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligiuning bîshqà muhitlàrdàgi tåzliklàridàn kàttà; ikkinchidàn,yorug‘likning tåzligi mànbàning tåzligigà bîg‘liq emàs.

Yorug‘lik tåzligining qiymàti. Shundày qilib, yorug‘likningtåzligi nimàgà tång? Òàbiàtdà yorug‘likning vàkuumdàgi tåzligidànkàttàrîq tåzlik màvjud emàs. U ñ = (299792,5 ± 0,4)km/s ga tång.Shundày qilib, elåktrîmàgnit to‘lqinlàr vàkuumdà ñ ≈ 300 000 km/s ≈≈ 108 m/s tåzlik bilàn tàrqàlàr ekàn.

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘likning tåzligi chåksizmi? 2. Yorug‘likning tåzligini o‘lchàshgàbirinchi bo‘lib kim uringàn và bu tàjribàning àhàmiyati nimàdà? 3. Yorug‘liktåzligini Ryomår usulida o‘lchàshning mîhiyati nimàdà? 4. Nimà uchunYupitår yo‘ldîshining tutilishi kåchikib ro‘y bårgàn? Buning sàbàbini1- ràsmdàgi sõåmà yordàmidà tushuntirib båring. 5. Ê.Ryomår yorug‘likningtåzligini qàysi ifîdà yordàmidà àniqlàgàn? Nàtijàning unchà àniq bo‘lmà-gànligigà sàbàb nimà? 6. Yorug‘lik tåzligini kàttà àniqlikdà tîpish kimgà vàqàchîn nàsib etgàn? 7. À.Ìàykålsîn tàjribàsining sõåmàsini tushuntiribbåring. 8. Qàchîn ko‘rish trubàsidàgi tirqishdàn yorug‘lik uzluksiz ràvishdàko‘rinib turàdi? 9. Yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligi uning bîshqà muhit-làrdàgi tåzligidàn fàrq qilàdimi? 10. Yorug‘likning tåzligi mànbàning tåzligigàbîg‘liqmi? 11. Yorug‘likning tåzligi nimàgà tång? 12. Òàbiàtdà yorug‘likningtåzligidàn kàttà tåzlik màvjudmi?

T

S

m

B l

CA

8 76

54

123

2- rasm.


10

Yorug‘likning õàràktåristikàlàri.Fîtîmåtriya elåmåntlàri

Ì à z m u n i : yorug‘lik mànbàlàri; nuqtàviy mànbà; fîtîmåt-riya; yorug‘likning õàràktåristikàlàri.

Yorug‘lik mànbàlàri. Yorug‘lik mànbàlàri dågàndà, istàlgànturdàgi enårgiyani yorug‘lik enårgiyasigà àylàntiruvchi, ya’niyorug‘lik chiqàruvchi moddalàr nàzàrdà tutilàdi. Ulàr tàbiiy vasun’iy bo‘lishi mumkin.

Òàbiiy yorug‘lik mànbàlàrigà Quyosh, yulduzlàr và bîshqàturli õil ràzryadlàr misîl bo‘làdi. Îlàmning àsîsiy yorug‘lik mànbà-làri yulduzlàr hisîblànib, ulàrdà tårmîyadrî enårgiyasiningyorug‘lik enårgiyasigà àylànishi ro‘y båràdi.

Sun’iy yorug‘lik mànbàlàrigà cho‘g‘lànmà elåktr làmpàlàri,gàzli làmpàlàr và h.k. misîl bo‘làdi. Ulàrdà elåktr enårgiyasiningyorug‘lik và issiqlik enårgiyasigà àylànishi ro‘y båràdi.

Nuqtàviy mànbà. Fizika kursining måõànikà bo‘limidà –mîddiy nuqtà, elåktr bo‘limidà – nuqtàviy zàryad tushunchà-làridàn fîydàlànilgàni kàbi, îptikàdà hàm nuqtàviy yorug‘likmànbàyi, ya’ni nuqtàviy mànbà tushunchàsidàn kång fîydàlànilàdi.Õususiy o‘lchàmlàri chiqàràyotgàn yorug‘ligining tà’siri o‘rgànilàyot-gàn joygacha bo‘lgan màsîfàgà nisbàtàn e’tibîrgà îlinmàydigàndàràjàdà kichik bo‘lgàn yorug‘lik mànbàyi nuqtàviy mànbà dåyilàdi.

Nuqtàviy mànbà hàm idåàllàshtirilgàn tushunchà bo‘lib,yorug‘lik nurini hàmmà yo‘nàlishdà bir tåkis yo‘nàltiràdi, dåbqàbul qilingàn.

Fîtîmåtriya. Îptikàning yorug‘likning enårgåtik õàràktåristikà-làrini o‘rgànuvchi bo‘limi fîtîmåtriya dåyilàdi.

Fîtîmåtriyadà quyidàgi kàttàliklàrdàn fîydàlànilàdi:– enårgåtik kàttàliklàr: bundà yorug‘likning enårgåtik

õàràktåristikàlàri uning qàbul qiluvchigà tà’sirini e’tibîrgà îlinmàyqàràlàdi;

– yorug‘lik õàràktåristikàlàri: bundà yorug‘likning ko‘zgà yokibîshqà qàbul qiluvchilàrgà fiziîlîgik tà’siri e’tibîrgà îlinib, uningkuchi àynàn shu tà’sirgà àsîsàn bàhîlànàdi.

Fîtîmåtriyaning àsîsiy enårgåtik kàttàligi nurlànish îqimidir.Nurlànish îqimi dåb, nurlànish quvvàtigà, ya’ni vàqt birligidàginurlànish enårgiyasigà àytilàdi (17- § gà qàràng). Nuqtàviy mànbà-ning istàlgàn yo‘nàlishdàgi, ya’ni istàlgàn fàzîviy burchàk îrqàlinurlànish îqimi bir õil bo‘làdi.

3-§.


11

Yorug‘lik õàràktåristikàlàri. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, yorug‘-likning qàbul qiluvchilàrgà, õususàn, ko‘zgà tà’siri, bir tîmîndàn,yorug‘lik enårgiyasigà bîg‘liq bo‘lsà, ikkinchi tîmîndàn, yorug‘lik-ning to‘lqin uzunligigà bîg‘liq bo‘làdi. Êo‘z yashil nurlàrni engyaõshi såzàdi. Shuning uchun nàfàqàt qàbul qiluvchi qàyd etàdigànyorug‘lik enårgiyasi miqdorini, balki uning ko‘zgà tà’sirini õàràktår-lîvchi kàttàlikni ham bilish muhim àhàmiyatgà egà. Shu màqsàddàyorug‘lik îqimi tushunchàsidàn fîydàlànilàdi. Binobarin, yorug‘likîqimi và dåmàk, bàrchà yorug‘lik õàràktåristikàlàri ko‘zdà såzgiuyg‘îtuvchi elåktrîmàgnit nurlàrgà tààlluqli kàttàliklàrdir.

1. Φ yorug‘lik îqimi – vàqt birligidà istàlgàn yuzà îrqàlio‘tàdigàn nurlànish enårgiyasi. 3- ràsmdà Ω fàzîviy burchàkqàrshisidàgi S yuzà îrqàli nuqtàviy mànbà chiqàràyotgàn yorug‘likîqimi ko‘rsàtilgàn. Àgàr bàrchà yo‘nàlishlàrdàgi yorug‘lik îqimlàriqo‘shib chiqilsà, mànbàning to‘là yorug‘lik îqimi hîsil bo‘làdi.Yorug‘lik îqimining SI dàgi birligi – l u m å n .

2. I yorug‘lik kuchi yorug‘lik mànbàyidàn fàzîviy burchàkbo‘ylàb tàrqàlàyotgàn yorug‘lik îqimining shu fàzîviy burchàkkànisbàti bilàn àniqlànàdi:

I = ΦΩ

. (3.1)

Yorug‘lik kuchining SI dàgi birligi – k à n d å l à (cd) (lîtinchàcandela – shàm so‘zidàn îlingàn) àsîsiy yorug‘lik birligi hisîblànàdi.1 cd – 540·1012 Hz chàstîtàli mînîõrîmàtik nurlànish chiqàràdigàn

mànbàning enårgåtik kuchi 1683 W/sr bo‘lgàn yo‘nàlishdàgi

yorug‘lik kuchi.Àgàr to‘là fàzîviy burchàk 4π sr gà tångligini nàzàrdà

tutsàk,

I = Φ4π

(3.2)

ni hîsil qilàmiz.Àgàr (3.1) dàn yorug‘lik îqimi-

ni àniqlàsàk,

Φ Ω= ⋅I (3.3)

ni îlàmiz.Òîpilgàn ifîdà yordàmidà

yorug‘lik îqimining SI dàgi birligilumånni (lm) àniqlàsh mumkin.

SO

Φ

Ω

3- rasm.


12

Lumån – 1 sr burchàk bo‘ylàb 1 cd yorug‘lik kuchigà tång nurlànishchiqàràdigàn nuqtàviy mànbàning yorug‘lik îqimi.

3. E yoritilgànlik – S yuzàli sirtgà tushàyotgàn Φ yorug‘likîqimining shu yuzàgà nisbàti bilàn àniqlànàdi:

ES

= Φ . (3.4)

Yoritilgànlikning birligi – l u k s (lx).Luks – 1 lm yorug‘lik îqimining 1 m2 yuzàdà tåkis tàqsimlàn-

gàndà hîsil qilàdigàn yoritilgànligi.Yoritilgànlik hàm yorug‘lik mànbàyining kuchigà, hàm yorug‘lik

mànbàyi bilàn yoritilàyotgàn sirt îràsidàgi màsîfàgà bîg‘liq bo‘làdi.Àytàylik, R ràdiusli sfårà màrkàzidà yorug‘lik kuchi I bo‘lgànnuqtàviy mànbà jîylàshgàn bo‘lsin. Àgàr bu hîldà bàrchà nurlàrsfåràning ichki ràdiusigà tik tushishini và sfåràning sirti S = 4πR2

bo‘lishini e’tibîrgà îlsàk, undà (3.2) ifîdàdàn fîydàlànib yoritil-gànlik uchun quyidàgi ifîdàni tîpish mumkin:

E IR

IR

= =44 2 2

ππ

. (3.5)

Dåmàk, yorug‘lik tushàyotgàn sirtdàgi yoritilgànlik yorug‘likkuchigà to‘g‘ri, yorug‘lik mànbàyidàn yoritilàyotgàn sirtgàchà bo‘l-gàn màsîfàning kvàdràtigà esà tåskàri prîpîrsiînàl bo‘làr ekàn.

Ìåhnàt unumdîrligini îrttirish và ko‘zning ko‘rish qîbiliyatinisàqlàb qîlish màqsàdidà ish jîylàrining yoritilgànligi uchun turlimåzînlàr bålgilàngàn. Quyidà ulàrning bà’zilàrini kåltiràmiz.

1 - j à d v à l

Fàîliyat turi Yoritilgànlik (luks)

O‘qish uchun 30–50

Nîzik ishlàr uchun 100–200

Ràsmgà îlishdà 10 000 và undàn îrtiq

Êinî ekrànidà 20–80

Hàvî bulut bo‘lgàndà 1 000 và undàn îrtiq

Bulutsiz kundà tush vàqtidà 100 000

Îy to‘lgàn tundà 0,2


13

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘lik mànbàyi dåb nimàgà àytilàdi? Uning qanday turlàrimavjud? 2. Nuqtàviy mànbà dåb nimàgà àytilàdi? 3. Fîtîmåtriya nimànio‘rgànàdi và undà qàndày kàttàliklàrdàn fîydàlànilàdi? 4. Yorug‘likningenårgåtik kàttàliklàrini aytib bering. 5. Yorug‘lik õàràktåristikàlàrini aytibbering. 6. Nurlànish îqimi nima? 7. Yorug‘likning ko‘zgà tà’siri nimàlàrgàbîg‘liq? 8. Yorug‘lik îqimi tushunchàsi nimà màqsàddà kiritilgàn? 9. Yorug‘likîqimi dåb nimàgà àytilàdi? 10. Yorug‘lik kuchi và uning birligini aytibbering. 11. Êàndålà qàndày àniqlànàdi và u qàndày birlik? 12. Yorug‘likîqimining birligi nima? 13. Yoritilgànlik và uning birligi-chi? 14. Yoritilgànlikyorug‘lik kuchigà và yoritilàyotgàn sirtgàchà bo‘lgàn màsîfàgà bîg‘liqmi?15. Ish jîylàrining yoritilish måzînlàri.

Yorug‘likning qàytish và sinish qînunlàri.Òo‘là qàytish

Ì à z m u n i : yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlishqînuni; qàytish qînuni; sinish qînuni; muhitning àbsîlut sindi-rish ko‘rsàtkichi; to‘là qàytish.

Yorug‘likning to‘gri chiziq bo‘ylàb tàrqàlish qînuni. Îptik birjinsli muhitdà yorug‘lik to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlàdi. Nuqtàviymànbà qàrshisidàgi jismlàr sîyalàrining hîsil bo‘lishi bu qînunningto‘g‘riligini isbîtlàydi (4- ràsm).

Yorug‘likning qàytish qînuni. Àgàr yorug‘lik ikkità muhitningchågàràsigà tushsà, undà tushuvchi nur ikkità – qàytuvchi vàsinuvchi nurlàrgà àjràlib kåtàdi. 5- ràsmdà tushuvchi nur (I),qàytgan nur (II) và singan nur (III) dåb bålgilàngàn.

Yorug‘lik nuri dågàndà, yorug‘lik enårgiyasi tàrqàlàdigànyo‘nàlish tushunilàdi.

Yorug‘lik nurining intånsivligi esà vàqt birligidà nur yo‘nàlishigàpårpåndikular bo‘lgàn birlik yuzàdàn îqib o‘tàdigàn enårgiya bilànàniqlànàdi.

E

S

4- rasm.

4-§.


14

Òushuvchi và qàytgan nurlàr hàmdà ikki muhit chågàràsidàgi,nurning tushish nuqtàsigà o‘tkàzilgàn pårpåndikular bir tåkislikdàyotàdi. Qàytish burchàgi ′i1 tushish burchàgi i1 gà tång: ′ =i i1 1 .

Yorug‘likning sinish qînuni. Òushàyotgàn nur, singàn nurhàmdà ikki muhit chågàràsidàgi, nurning tushish nuqtàsigà o‘tkà-zilgàn pårpåndikular bir tåkislikdà yotàdi. Òushish burchàgi sinusiningsinish burchàgi sinusigà nisbàti shu ikki muhit uchun o‘zgàrmàskàttàlikdir:

sinsin

ii

n1

221= , (4.1)

bu yerdà n21 – ikkinchi muhitning birinchisigà nisbàtàn nisbiysindirish ko‘rsàtkichi. Burchàklàrni bålgilàshdàgi indåkslàr yorug‘liknuri qàysi muhitdà hàràkàtlànàyotgànligini ko‘rsàtàdi (5- ràsmga q.).

Ikki muhitning nisbiy sindirish ko‘rsàtkichi ulàrning àbsîlutsindirish ko‘rsàtkichlàrining nisbàtigà tång:

n nn212

1= . (4.2)

Ìuhitning àbsîlut sindirish ko‘rsàtkichi. Ìuhitning àbsîlutsindirish ko‘rsàtkichi dåb, uning vàkuumgà nisbàtàn îlingàn sindirishko‘rsàtkichigà àytilàdi. U yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligi c ningshu muhitdàgi tåzligi v gà nisbàti bilàn àniqlànàdi, ya’ni

n c=v (4.3)

yoki (1.1) ifîdàdàn fîydàlànsàk,

n = εµ (4.4)

ifîdàni hîsil qilàmiz. Bu yerdà ε – muhitning dielåktrik singdiruv-chanligi, µ – muhitning màgnit kirituvchànligi. Endi (4.1) ifîdàdànfîydàlànib, (4.2) ifîdàni quyidàgi ko‘rinishdà yozàmiz:

n i n i1 1 2 2⋅ = ⋅sin sin . (4.5)

I II Qaytgannur

Tushuvchinur

Singannur

III

i1

i2

′i1

2

1

5- rasm.


15

Àgàr yorug‘lik sindirish ko‘rsàtkichi kàttà bo‘lgàn muhitdàn(îptik zichrîq muhitdàn) sindirish ko‘rsàtkichi kichik bo‘lgànmuhitgà (îptik zichligi kichikroq muhitgà) o‘tsà (n1 > n2), u holdà

sinsin

ii

nn

2

1

1

21= > (4.6)

bo‘làdi. Bundà singàn nur pårpåndikular chiziqdàn ko‘prîquzîqlàshàdi và sinish burchàgi i2 tushish burchàgi i1 dàn kàttàrîqbo‘làdi (6- ràsm). Òushish burchàgi îrtishi bilàn sinish burchàgihàm kàttàlàshà bîràdi (6- b, d ràsmlàr). Òushish burchàgining

birîr (i1 = ichåg.) qiymàtidà sinish burchàgi i2 2= π gà tång bo‘làdi.

Òushish burchàgining i1 > ichåg. qiymàtidàn bîshlàb bàrchà tushàyot-

gàn nurlar to‘là qàytàdi (6- e ràsm). ichåg. burchàk esà chågàràviyburchàk dåyilàdi.

Òo‘là qàytish. Òushish burchàgi o‘zining chågàràviy qiymàtigàyaqinlàshgàn sàri sinuvchi nurning intånsivligi kàmàyib, qàytuvchinurning intånsivligi îrtib bîràdi (6- à, d ràsmlàr). i1 = ichåg. dà esàsinuvchi nurning intånsivligi nîlgà tång bo‘làdi, tushuvchi vàqàytuvchi nurning intånsivligi tånglàshàdi (6- d ràsm). Dåmàk,

tushish burchàgining ichåg. dàn π2 gàchà bo‘lgan îràliqdàgi qiymàt-

làridà yorug‘lik nuri sinmày to‘làligichà qàytàdi và bundà tushuvchivà qàytuvchi nurlàrning intånsivliklàri tång bo‘làdi. Bu hîdisàgàto‘là qàytish dåyilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Îptik bir jinsli muhitdà yorug‘lik qàndày tàrqàlàdi? 2. Yorug‘likningto‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlishini qàndày isbîtlàsh mumkin? 3. Yorug‘likning

i1 ′i1

i2

n1

n2

i1 ′i1

i2

n1

n2

i1 ′i1

i2

n1

n2

i1 ′i1n1

n2

a) b) d) e)

6- rasm.


16

qàytish qînunini aytib bering. 4. Yorug‘likning sinish qînunini aytib bering.5. Ikkinchi muhitning birinchisigà nisbàtàn nisbiy sindirish ko‘rsàtkichiqàndày àniqlànàdi? 6. Ìuhitning àbsîlut sindirish ko‘rsàtkichi qàndàyàniqlànàdi? 7. Àgàr yorug‘lik sindirish ko‘rsàtkichi kàttà bo‘lgàn muhitdànsindirish ko‘rsàtkichi kichik bo‘lgàn muhitgà o‘tsà, qàndày hîl ro‘y båràdi?8. Òo‘là qàytish dåb nimàgà àytilàdi? 9. Òushish burchàgi chågàràviyburchàkkà tång bo‘lgàndà o‘tàyotgàn nurning intånsivligi nimàgà tångbo‘làdi? 10. Chågàràviy burchàkning qiymàti ikkinchi muhitning àbsîlutsindirish ko‘rsàtkichigà bîg‘liqmi?

Linzàlàr. Yupqà linzà fîrmulàsi

Ì à z m u n i : linzàlàr và ulàrning turlàri: yupqà linzà và uningbîsh îptik o‘qi; fîkus màsîfàsi; linzàning îptik kuchi; yupqà linzàfîrmulàsi; linzàlàr yordàmidà tàsvirlàr hîsil qilish.

Linzàlàr và ulàrning turlàri. Linzà dåb, ikkità sirt bilànchågàràlàngàn shàffîf jismgà àytilàdi. Linzàlàr îdàtdà shishà,kvàrs, plàstmàssà và shungà o‘õshàsh màtåriàllàrdàn yasàlgànbo‘làdi. Òàshqi ko‘rinishigà qàràb linzàlàr: ikkiyoqlàmà qàvàriq(7- a ràsm); yassi qàvàriq (7- b rasm); ikkiyoqlàmà bîtiq (7- drasm); yassi-bîtiq (7- e rasm); qàvàriq-bîtiq (7- f rasm); bîtiq-qàvàriq (7- g rasm) linzalàrgà bo‘linàdi. Îptik õususiyatlàrigà qàràbularni yig‘uvchi và sîchuvchi linzàlàrgà àjràtilàdi.

Yupqà linzà và uning bîsh îptik o‘qi. Àgàr linzàning qàlinligi,ya’ni uni chågaralab turgàn sirtlàr îràsidàgi màsîfà shu sirtlàrningràdiusidàn judà kichik bo‘lsà, bundày linzà yupqà linzà dåyilàdi.

Linzà sirtlàrining egrilik màrkàzidàn o‘tuvchi to‘g‘ri chiziqlinzàning bîsh îptik o‘qi dåyilàdi (8- ràsm). Hàr bir linzà uchunlinzàning îptik màrkàzi dåb ataluvchi shundày O nuqtà màvjudki,undàn o‘tàdigàn nur sinmàydi. Ikkiyoqlàmà qàvàriq và ikkiyoqlàmà

a) b) d) e) f ) g)

7- rasm. 8- rasm.

O O O O

5-§.


17

bîtiq linzàlàr uchun bu nuqtà linzàning gåîmåtrik màrkàzi bilànmîs kålàdi.

Fîkus màsîfàsi. Linzàning îptik kuchi. Endi ikkiyoqlàmàqàvàriq linzàgà pàràllål nurlàr dàstàsi tushàyotgàn hîlni ko‘ràylik(9- ràsm). Linzàdàn o‘tib singàn nurlàrning bàrchàsi F nuqtàdàkåsishishàdi và bu nuqtà linzàning fîkusi dåyilàdi. Linzàning fîkusiuning hàr ikkàlà tîmînidà, bir õil màsîfàdà jîylàshgàn bo‘làdi.Linzàning îptik màrkàzidàn fîkusigàchà bo‘lgàn màsîfà (f = OF)linzàning fîkus màsîfàsi dåyilàdi.

Fîkus màsîfàsigà tåskàri

Df

= 1 (5.1)

kàttàlik linzàning îptik kuchi dåyilàdi. Uning birligi – diîptriya(dptr). 1 diîptriya – fîkus màsîfàsi 1 m gà tång bo‘lgàn linzàning

îptik kuchi: m1dptr1 = . Îptik kuchi musbàt bo‘lgàn linzàlàr

(qàvàriq linzàlàr) – yig‘uvchi, îptik kuchi mànfiy bo‘lgàn linzàlàr(bîtiq linzàlàr) – sîchuvchi linzàlàr bo‘làdi. Dåmàk, yig‘uvchilinzàlàrdàn fàrqli ràvishdà sîchuvchi linzàlàrning fîkuslàri màv-hum bo‘làdi. Ulàrning fîkusi linzàning bîsh îptik o‘qigà pàràl-lål ràvishdà tushib, ularda singàn nurlàrni tåskàri tîmîngà dà-vîm ettirgan holda tîpilgàn kåsishish nuqtàsi bilàn mîs kålàdi(10- ràsm).

F

f

9- rasm.

F F

10- rasm.

2 Fizika, II qism

O

O


18

Yupqà linzà fîrmulàsi. Yupqà linzà fîrmulàsi – buyumdànlinzàgàchà (a), linzàdàn tàsvirgàchà bo‘lgàn (b) màsîfàlàr vàlinzàning fîkus màsîfàsi (f ) îràsidàgi munîsàbàtni ifîdàlàydi(11- ràsm).

Yig‘uvchi linzà uchun bu fîrmulà quyidàgi ko‘rinishgà egà:

1 1 1a b f

+ = . (5.2)

Àgàr (5.1) ifîdàni e’tibîrgà îlsàk, yupqà linzà fîrmulàsiniquyidàgichà yozish mumkin:

1 1a b

D+ = . (5.3)

Sîchuvchi linzà uchun f và b màsîfà mànfiy bo‘làdi và yupqàlinzà fîrmulàsini quyidàgichà yozish mumkin:

1 1 1a b f

− = − . (5.4)

Linzàlàr yordàmidà tàsvirlàr hîsil qilish. Linzàlàr yordàmidàtàsvir hîsil qilish quyidàgi uchtà nur yordàmidà àmàlgà îshirilàdi:

1. Linzàning bîsh îptik o‘qigà pàràllål ràvishdà yo‘nàlgàn vàlinzàdà singàndàn so‘ng ikkinchi fîkusidàn o‘tuvchi nur (11- ràsmdà1 nur).

2. Linzàning îptik màrkàzidàn o‘tuvchi và o‘z yo‘nàlishinio‘zgàrtirmày sàqlîvchi nur (11- ràsmdà 2 nur).

3. Linzàning birinchi fîkusidàn o‘tuvchi và linzàdà singàndànso‘ng uning bîsh îptik o‘qigà pàràllål ràvishdà yo‘nàluvchi nur(11- ràsmdà 3 nur).

12- ràsmdà h o‘lchamli jismning yig‘uvchi linzà yordàmidàhîsil qilingàn tàsviri H ko‘rsàtilgàn. Òàsvirning chiziqli o‘lchamiH ning, jismning chiziqli o‘lchami h gà nisbàti linzàning chiziqlikàttàlàshtirishi Ê dåyilàdi. Dåmàk,

K Hh

= . (5.5)

12

3h F

H

a b11- rasm.

FO


19

Sîchuvchi linzàlàr yordàmidàtàsvirlàr hîsil qilish yuqîridà tà’-kidlàngàn nurlàrni dàvîm ettirishbilàn hîsil qilinàdi (12- ràsm).

Ìuràkkàb tåõnik muàmmî-làrni yechish màqsàdidà bà’zàn birvàqtning o‘zidà hàm yig‘uvchi, hàmsîchuvchi linzàlàr màjmuàsidànfîydàlànilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Linzà dåb qàndày jismlàrgà àytilàdi? 2. Linzàlàr qàndày mîddàlàrdànyasàlàdi và nimà uchun? 3. Òàshqi ko‘inishigà qàràb linzàlàr qàndàyturlàrgà bo‘linàdi? 4. Îptik õususiyatlàrigà qàràb-chi? 5. Yupqà linzà dåbqàndày linzàgà àytilàdi? 6. Linzàning bîsh îptik o‘qi deb nimaga aytiladi?7. Linzàning îptik màrkàzi qàndày nuqtà? 8. Linzàning fîkusi dåb qàndàynuqtàgà àytilàdi? 9. Linzàning nåchtà fîkusi bîr và ulàr qàndày jîylàshgàn?10. Linzàning fîkus màsîfàsi nima? 11. Linzàning îptik kuchi dåb nimàgààytilàdi và uning SI dàgi birligi nima? 12. Qàndày linzàlàrgà yig‘uvchi vàqàndày linzàlàrgà sîchuvchi linzàlàr dåyilàdi? 13. Sîchuvchi linzàlàrningfîkuslàri qàndày àniqlànàdi? 14. Yupqà linzà fîrmulàsi nimàni ifîdàlàydi?15. Yupqà linzà fîrmulàsini yozing. 16. Sîchuvchi linzà uchun f và b làrqàndày bo‘làdi? 17. Linzàlàr yordàmidà tàsvir hîsil qilish qàndày nurlàryordàmidà bàjàrilàdi? 18. Linzàning chiziqli kàttàlàshtirishi dåb nimàgààytilàdi? 19. Sîchuvchi linzà yordàmidà tàsvir qàndày hîsil qilinàdi?20. Bir vàqtning o‘zidà yig‘uvchi và sîchuvchi linzàlàrdàn fîydàlànilàdimi?

Yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasi.Gyuygåns prinsipi

Ì à z m u n i : to‘lqin nàzàriyaning àsîslàri; Gyuygåns prin-sipi; to‘lqin nàzàriyaning kàmchiliklàri.

Òo‘lqin nàzàriyaning àsîslàri. 1- § dà qàyd etilgànidåk, yorug‘-likning intårfårånsiyasi và difràksiyasini kîrpuskular nàzàriyaàsîsidà tushuntirishning ilîji bo‘lmàgàn. Àynàn shu hîdisàlàr hà-qidà mulîhàzà yuritgàn ingliz fizigi R . G u k (1635–1703) vàgîllàndiyalik fizik X . G y u y g å n s (1629–1695) yorug‘likningto‘lqin tàbiàtigà egàligi hàqidàgi fikrlàrni îlg‘à surishgàn. Ushbunàzàriyagà ko‘ra, yorug‘lik to‘lqinlàrining mànbàdàn tàrqàlishisuvgà tîsh tàshlàgàndà hîsil bo‘làdigàn to‘lqinlàrning tàrqàlishidåk

h

H

O

12- rasm.

6-§.


20

tàsàvvur qilingàn. Òo‘lqin nàzàriyagà muvîfiqyorug‘lik to‘lqinlàri elàstik to‘lqinlàrdàn ibîràtbo‘lib, efir dåb ataluvchi màõsus muhitdà tàr-qàlishi lîzim bo‘lgàn. Ya’ni måõànik to‘lqinlàrsuv sirtidà tàrqàlgànidåk, yorug‘lik to‘lqinlàriefirdà tàrqàlàdi, dåb hisîblàngàn.

Gyuygåns prinsipi. Yorug‘likning tàrqàli-shini tushuntirish màqsàdidà Gyuygåns quyi-dàgi prinsipni tàklif qilàdi (I qism, 29- § gaqàràng). Ìuhitning yorug‘lik to‘lqini yetibbîrgàn hàr bir nuqtàsi ikkilàmchi to‘lqinlàrningnuqtàviy mànbàyi bo‘làdi.

Ikkilàmchi to‘lqinlàrgà urinmà sirt kåyingi paytdagi to‘lqinlarsirti bo‘lib (13- ràsm), tàrqàlàyotgàn to‘lqinlàrning shu îndàgito‘lqin frîntini ko‘rsàtàdi. Bir fàzàdà tåbrànàyotgàn muhit nuqtà-làrining gåîmåtrik o‘rni to‘lqin sirti, qàràlàyotgàn vàqtdà tåbrànishyetib bîrgàn nuqtàlàrning gåîmåtrik o‘rni esà to‘lqin frînti dåyilàdi.Frîntning shàkligà qàràb, to‘lqinlàr yassi và sfårik to‘lqinlàrgààjràtilàdi.

Bir jinsli, izîtrîp muhitdà tàrqàlàyotgàn sfårik to‘lqinningt vàqtdàgi frînti S1 bo‘lsin. Gyuygåns prinsipigà àsîsàn, S1 dàyotgàn nuqtàlàrning hàr biri v ·∆t ràdiusli sfårik to‘lqinlàrningikkilàmchi nuqtàviy mànbàyigà àylànàdi và t + ∆t pàytdàgi to‘lqinfrînti bu ikkilàmchi to‘lqinlàrgà urinmà sirtdàn ibîràt bo‘làdi.Shu bilàn birgà yorug‘lik to‘lqinlàri elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdànibîràtligi hàm bizgà mà’lum.

Òo‘lqin nàzàriyaning kàmchiliklàri.Yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasi judà ko‘phîdisàlàrni tushuntirib bårà îlgàn bo‘lsà-dà(bu hîdisàlàr bilàn kåyingi màvzulàrdà bàtàfsiltànishàmiz), mà’lum kàmchiliklàrdàn hàmxîli emàs edi. Bu kàmchiliklàrning eng asosiysiuning efir dåb ataluvchi muhitdà tàrqàlishigaoid mulîhàzàdir. Efirni «såzish» màqsàdidào‘tkàzilgàn ko‘plàb tàjribàlàr esa muvàffàqiyat-sizlikkà uchràdi. Bundàn tàshqàri, yorug‘-likning to‘lqin nàzàriyasi biz kåyingi bîbdàtànishàdigàn jismlàrning nurlànishi, fîtîeffåkt,Êîmptîn effåkti kàbi bà’zi hîdisàlàrni tu-shuntirishgà hàm îjizlik qildi.

X. GYUYGENS

(1629–1695)

S1

S2

v · ∆t

13- rasm.


21

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘lik to‘lqin nàzàriyaning yaratilishini nimà tàqîzî etgàn?2. Bu nàzàriyaning muàlliflàri kimlàr? 3. Yorug‘lik to‘lqinlàri qàndàytàsàvvur qilingàn? 4. Efir qàndày muhit? 5. Gyuygåns prinsipini aytibbering. 6. To‘lqin sirti và to‘lqin frînti nima? 7. Yorug‘lik to‘lqinnàzàriyasining kàmchiliklàri nimadan iborat?

Yorug‘lik intårfårånsiyasi

Ì à z m u n i : yorug‘lik to‘lqinlàrining intårfårånsiyasi; to‘l-qinlàrning kîgåråntligi; yorug‘lik to‘lqinlàrining supårpîzitsiyasi;màksimumlar và minimumlar shàrtlàri; màksimumlar và mini-mumlar shàrtlàrini yo‘l fàrqi îrqàli ifîdàlàsh.

Yorug‘lik to‘lqinlàrining intårfårånsiyasi. Biz hîzirgàchàyorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlish, qàytish và sinishqînunlàri bilàn tànishdik. Bu qînunlàr yorug‘likning hàr ikkàlà:hàm kîrpuskular, hàm to‘lqin nàzàriyasi àsîsidà tushuntirilishimumkin. Endi esà yorug‘likning fàqàt to‘lqin nàzàriyasi tushun-tirà îlàdigàn bà’zi hîdisàlàr bilàn tànishàmiz. Ulàrdàn biri yorug‘likintårfårånsiyasidir.

Yorug‘lik intårfårånsiyasi dåb, ikki (yoki bir nåchtà) kîgåråntyorug‘lik to‘lqinlàrining qo‘shilishi nàtijàsidà yorug‘lik îqiminingfàzîdà qàytà tàqsimlànishigà, ya’ni bà’zi jîylàrdà màksimum vabîshqà jîylàrdà minimum intånsivliklàrning vujudgà kålishigààytilàdi.

Yuqîridà tà’kidlàngànidåk, hàr qàndày yorug‘lik to‘lqini emàs,fàqàtginà kîgårånt yorug‘lik to‘lqinlàriginà intårfårånsiyagàkirishishi mumkin. Õo‘sh, kîgårånt yorug‘lik to‘lqinlari dåb qàndàyyorug‘lik to‘lqinlàrigà àytilàdi?

Òo‘lqinlàrning kîgåråntligi. Êîgårånt to‘lqinlàr dåb, chàstîtàlàri(to‘lqin uzunliklàri) tång và fàzàlàrining fàrqi o‘zgàrmàs bo‘lgànto‘lqinlàrgà àytilàdi.

Bundày shàrtni mînîõrîmàtik to‘lqinlàrginà qànîàtlàntirishimumkin. Ìînîõrîmàtik to‘lqinlàr – bir õil chàstîtàli (to‘lqinuzunlikli) và o‘zgàrmàs àmplitudàli to‘lqinlàr. Òurli yorug‘likmànbàlàridàn mînîõrîmàtik yorug‘lik to‘lqinlàri chiqmàgànligiuchun ham ulàr intårfårånsiyagà kirishishmàydi. Àynàn shusàbàbli, ikkità elåktr làmpîchkàsi bilàn yoritilàyotgàn stîlningustidà intårfårånsion mànzàrà hîsil bo‘lmàydi. Turli mànbàlàrdàn

7-§.


22

chiqàyotgàn yorug‘liklàrning nimà sàbàbdàn mînîõrîmàtik bo‘làîlmàsligini tushunish uchun yorug‘likning pàydî bo‘lish måõà-nizmini tàhlil qilish kåràk. Yorug‘lik mànbà àtîmlàrining g‘àlàyon-làngàn hîlàtdàn àsîsiy hîlàtgà o‘tishidà chiqàrilib, judà qisqàvaqt (10−8 s) dàvîm etàdi. Bundày nurlànish hàr bir mànbàdàgiàtîmlàrning o‘zigàginà õîs bo‘lgànligi uchun hàm, håch qàchînikkità mànbàdàn chiqàdigàn yorug‘lik mînîõrîmàtik bo‘là îlmàydi.

U holda intårfårånsiya mànzàràsini hîsil qilish uchun nimàqilmîq kåràk? Bu muàmmîni yechishning yagînà yo‘li bittàmànbàdàn chiqàyotgàn yorug‘lik nurini ikkigà àjràtib (shundà ulàrmînîõrîmàtik bo‘làdi), turli îptik yo‘llar o‘tgandan so‘ng ulàrniyana qo‘shishdan iborat. Îptik yo‘llàrning fàrqi o‘zgàrmàs bo‘lsà,fàzàlàr fàrqi hàm o‘zgàrmàs bo‘làdi. Bungà erishishning ko‘plàbusullàri màvjud bo‘lib, ulàr bilàn quyidà tànishàmiz. Endi màksi-mum và minimum intånsivliklàr hîsil bo‘lish måõànizmi bilàntànishàylik.

Yorug‘lik to‘lqinlàrining supårpîzitsiyasi. Bîshqà bàrchà to‘l-qinlàr kàbi, yorug‘lik to‘lqinlàri uchun hàm supårpîzitsiya prin-sipi o‘rinlidir. Bîshqàchà àytgàndà, to‘lqinlàrning qo‘shilishinàtijàsidà hîsil bo‘lgàn to‘lqinning elåktr (màgnit) màydîn kuch-làngànligi qo‘shiluvchi to‘lqinlàr elåktr (màgnit) màydîn kuchlàn-gànliklàrining shu nuqtàdàgi qiymàtlàrining våktîriàl yig‘indisigàtång. Ikkità x1 = A1cos(ωt + ϕ1) và x2 = A1cos(ωt + ϕ2) kîgåråntyassi yorug‘lik to‘lqinlàrining qo‘shilishi nàtijàsidà fàzîning mà’lumbir nuqtàsidà quyidàgi àmplitudàli tåbrànish vujudgà kålàdi:

A A A A A212

22

1 2 2 12= + + −cos( )ϕ ϕ . (7.1)

Bu yerdà (ϕ2 − ϕ1) – qo‘shilàyotgàn to‘lqinlàrning fàzàlàr fàrqi.Àgàr to‘lqin intånsivligi àmplitudàning kvàdràtigà prîpîrsiînàl-

ligini (I∼À2) e’tibîrgà îlsàk, (7.1) ni quyidàgichà yozish mumkin:

I I I I I= + + −1 2 1 2 2 12 cos( )ϕ ϕ . (7.2)

Ushbu ifîdà ikkità kîgårånt yorug‘lik to‘lqinlàrining qo‘shilishinàtijàsidà hîsil bo‘lgàn to‘lqin intånsivligi I ni dàstlàbki to‘lqinlàrintånsivligi I1 và I2 làr îrqàli ifîdàlàydi.

Ìàksimumlar và minimumlar shàrtlàri. (7.2) dàn ko‘rinibturibdiki, hîsil bo‘lgàn to‘lqin intånsivligi (yorug‘lik intånsivligi)cos(ϕ2 − ϕ1) ning qiymàtigà bîg‘liq. Òrigînîmåtriya kursidàn mà’-lumki, kîsinusning qiymàti +1 dàn −1 gàchà îràliqdà o‘zgàràdi.


23

1) cos(ϕ2 − ϕ1) = 1, ya’ni o‘zining eng kàttà qiymàtini qàbulqilsin. U holda

ϕ2 − ϕ1 = 0, 2π, 4π, ..., 2kπ, (7.3)

bu yerdà k = 0, 1, 2, 3, ....Ushbu holatda (7.1) ifoda

A = A1 + A2 (7.4)

ko‘rinishni îlib, nàtijàviy tåbrànishning kuchàyishi ro‘y båràdi.Àgàr A2 = A1 bo‘lsà,

Amax = 2A1, (7.5)

yorug‘lik àmplitudàsining ikki màrtà kuchàyishi kuzàtilàdi.2) cos(ϕ2 − ϕ1) = −1, ya’ni o‘zining eng kichik qiymàtini qàbul

qilsin:

ϕ2 − ϕ1 = π, 3π, 5π, ..., 2(k + 1)π. (7.6)

Bu yerdà hàm k = 0, 1, 2, 3, ... . Bundà (7.1) ifoda

A = |A1 − A2 | (7.7)

ko‘rinishni îlib, nàtijàviy tåbrànishning susàyishi ro‘y båràdi. ÀgàrA2 = A1 bo‘lsà,

Amin = 0, (7.8)

yorug‘lik àmplitudàsining to‘là so‘nishi kuzàtilàdi.Ìàksimumlar và minimumlar shàrtlàrini yo‘l fàrqi îrqàli

ifîdàlàsh. Îdàtdà, nàtijàviy tåbrànish àmplitudàsining kuchàyish(màksimum) và susàyish (minimum) shàrtlàrini fàzàlàr fàrqiϕ2 − ϕ1 bilàn emàs, bàlki to‘lqinlàr o‘tàdigàn yo‘l fàrqi δ bilànifîdàlàsh qulày hisîblànàdi. Àgàr elåktrîmàgnit to‘lqin dàvri 2πvà bundà u to‘lqin uzunligi λ gà tång yo‘lni o‘tishini nàzàrdà

tutsàk, ϕ = π fàzà to‘lqin λ2

gà tång yo‘lni o‘tishigà mîs kålishini

ko‘ràmiz. Ushbu mulîhàzà àsîsidà màksimumlàr shàrti (7.3) niquyidàgichà yozish mumkin:

δ λλ= =22

k k . (7.9)

Àgàr qo‘shiluvchi to‘lqinlàrning yo‘l fàrqi yarim to‘lqin uzunli-gining juft sînigà yoki to‘lqin uzunligining butun sînigà tång bo‘lsà,nàtijàviy tåbrànishning màksimàl kuchàyishi ro‘y båràdi.


24

Shuningdåk, minimumlàr shàrti(7.6) ni qàytà yozàmiz:

δ λ= +( )2 12

k . (7.10)

Àgàr qo‘shiluvchi to‘lqinlàr yo‘lfàrqi yarim to‘lqin uzunligining tîqsînigà tång bo‘lsà, nàtijàviy tåbrà-nishning susàyishi ro‘y båràdi.

k = 0, 1, 2, 3, ... qiymàtlàrintårfårånsiya màksimumlàri và mi-nimumlàrining tàrtibi dåyilàdi.

14- ràsmdà tång àmplitudàlito‘lqinlàr intårfårånsiyasi ko‘rsà-tilgàn. Àgàr yo‘l fàrqi yarim to‘lqinuzunligining juft sînigà tång bo‘l-sà, À = À1 + À2 = 2À1 – yorug‘lik-

ning kuchàyishi (14- à ràsm), àgàr yo‘l fàrqi yarim to‘lqinuzunligining tîq sînigà tång bo‘lsà, A = |A1 − − A2 | = 0 – yorug‘-likning susayishi, to‘lqinning so‘nishi (14- b ràsm) ro‘y båràdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Intårfårånsiya hîdisàsi yorug‘likning qàndày tàbiàtgà egàliginiisbîtlàydi? 2. Yorug‘lik intårfårånsiyasi nima? 3. Qàndày yorug‘lik to‘lqinlàriintårfårånsiyagà kirishishi mumkin? 4. Êîgårånt to‘lqinlàr dåb qàndàyto‘lqinlàrgà àytilàdi? 5. Ìînîõrîmàtik to‘lqinlàr dåb-chi? 6. Nimà uchunikkità elåktr làmpîchkàsi bilàn yoritilgàn stîl ustidà intårfårånsiya mànzàràsihîsil bo‘lmàydi? 7. Òurli mànbàlàrdàn chiqàyotgàn yorug‘lik to‘lqinlàrinimà sàbàbdàn mînîõrîmàtik bo‘là îlmàydi? 8. Êîgårånt yorug‘likto‘lqinlàri qàndày hîsil qilinàdi? 9. Yorug‘lik to‘lqinlàri uchun supårpîzitsiyaprinsipini ta’riflang. 10. Ikkità kîgårånt to‘lqinlàrning qo‘shilishi nàtijàsidàhîsil bo‘lgàn tåbrànish àmplitudàsi qàndày àniqlànàdi? 11. Òo‘lqinintånsivligi-chi? 12. Qàchîn nàtijàviy tåbrànishning kuchàyishi ro‘y båràdi?13. Susàyishi-chi? 14. À1 = À2 bo‘lgàndà tåbrànish àmplitudàsining màksimàlvà minimàl qiymàtlàri nimàgà tång bo‘làdi? 15. Òåbrànish àmplitudàsi-ning qiymàtlàrini fàzàlàr fàrqi bilàn ifîdàlàsh qulàymi yoki yo‘l fàrqibilànmi? 16. Fàzàning ϕ = π gà o‘zgàrishi to‘lqin uzunligining qàndàyo‘zgàrishigà mîs kålàdi? 17. Nàtijàviy tåbrànishning màksimàl kuchàyishiqàchîn ro‘y båràdi? Ìàksimumlàr shàrtini yozing. 18. Nàtijàviytåbrànishning susàyishi qàchîn ro‘y båràdi? Ìinimumlàr shàrtini yozing.19. k nimàni ko‘rsàtàdi? 20. 14- ràsmdàgi mànzàràni tushuntiring.

X

t

t

A1 A2

A

A1

O

λ/214- rasm.

X

O

A2

a)

b)


25

Yorug‘lik intårfårånsiyasini kuzàtish usullàri.Yorug‘lik intårfårånsiyasidàn fîydàlànish

Ìàzmuni: Yung usuli; Frånål ko‘zgusi; Frånål biprizmàsi;yupqà pàrdàdà intårfårånsiya; Nyutîn hàlqàlàri; yorug‘lik intårfå-rånsiyasidàn fîydàlànish.

Endi yorug‘lik intårfårånsiyasini kuzàtish usullàri bilàn tàni-shàylik. Bu usullàrning bàrchàsi bittà mànbàdàn chiqqàn yorug‘liknurini ikkigà àjràtish và ulàrni turli îptik yo‘llàr o‘tkàzib qàytàqo‘shishgà àsîslàngàn.

1. Yung usuli. Birinchi bo‘lib, intårfårånsiya hîdisàsi kuzàtilgànbu usul 15- ràsmdà ko‘rsàtilgàn. S mànbàdàn chiqàyotgàn yorug‘likundàn bir õil uzîqlikdà jîylàshgàn S1 và S2 tirqishlàrgà tushàdi.Àynàn shu tirqishlàr kîgårånt to‘lqinlàrning mànbàyi vàzifàsinio‘tàb, E ekràndà intårfårånsiya mànzàràsi kuzàtilàdi.

2. Frånål ko‘zgusi. S mànbàdàn chiqàyotgàn yorug‘lik bir-birigà nisbàtàn ànchà kichik ϕ burchàk îstidà jîylàshgàn ÀÎ vàÎB ko‘zgulàrgà tushàdi (16- ràsm).

Êo‘zgudàn qàytgàn nurlàr E ekràndà intårfårånsiya mànzàrà-sini hîsil qilàdi. Ulàrni go‘yoki màvhum S1 và S2 mànbàlàrdànchiqàyotgàn nurlàr sifàtidà qàràsh mumkin.

3. Frånål biprizmàsi. U ikkità bir õil, àsîslàri yopishtirilgànprizmàlàrdàn ibîràt (17- ràsm). S mànbàdàn chiqàyotgàn yorug‘likbiprizmàdàn sinib o‘tib, go‘yoki S1 và S2 màvhum mànbàlàrdànchiqàyotgàn kîgårånt to‘lqinlàr sifàtidà E ekràndà intårfårånsiyamànzàràsini hîsil qilàdi.

4. Yupqà pàrdàdà intårfårånsiya. Êundàlik hàyotimizdà yupqàshishà plàstinkàdà, sîvun pàrdàsi và shungà o‘õshàsh pàrdàlàrdàintårfårånsiya hîdisàsi (turli rànglàrning tîvlànishi) kuzàtilàdi.

S

S1

S2

B

C

E

15- rasm.

8-§.


26

18- ràsmdà d qàlinlikli n yupqà pàrdà ko‘rsàtilgàn. À nuqtàgào‘tkàzilgàn pårpåndikular bilàn α burchàk hîsil qilib SÀ nurtushmîqdà. Bu nur À nuqtàdà qismàn qàytib, ÀE yo‘nàlishdàhàràkàtlànàdi. Qismàn singàn nur B nuqtàdàn yanà qàytàdi vàpàrdàdàn chiqib, ÀE gà pàràllål CD yo‘nàlishdà hàràkàtlànàdi.ÀE và CD nurlàr bittà SA nurdàn hîsil bo‘lgàni uchun hàmkîgårånt bo‘làdi và intårfårånsiyagà kirishishàdi. Shuni tà’kidlàsh

lîzimki, qàytgàn yorug‘lik nurining to‘lqin uzunligi λ2

gà o‘zgàràdi,

ya’ni yo‘l fàrqigà λ2

qo‘shilàdi. Bîshqàchà àytgàndà, qàytgàn

yorug‘lik to‘lqini fàzàsini π gà o‘zgàrtiràdi.Yupqà pàrdàdà intårfårånsiya quyidàgi ifîdàlàr yordàmidà

àniqlànàdi.

S1

S2

S

O

Bϕ

E

17- rasm. 18- rasm.

16- rasm.

S1

S2

S

E

S

dA

E D

α β

γ

C

nB

A


27

Ìàksimumlàr shàrti:

2222 sin22 λλ +α−==δ ndk . (8.1)

Ìinimumlàr shàrti:

2222 sin2)12( λλ +α−=+=δ ndk . (8.2)

Òushàyotgàn yorug‘likning tàrkibigà qàràb, (8.1) shàrtgàbinîàn, turli õil ràngli intårfårånsiya yo‘llàri kuzàtilishi mumkin.

5. Nyutîn hàlqàlàri. Yassi-pàràllål plàstinkà ustigà kàttà ràdiusli(R = 10–100 m) yassi-qàvàriq linzà qo‘yilgàn bo‘lsin (19- à ràsm).Bu hîldà tång qàlinlikli yo‘llàr hàlqàlàr ko‘rinishidà bo‘lib, ulàrgàNyutîn hàlqàlàri dåyilàdi. Linzàgà mînîõrîmàtik yorug‘lik tushàyot-gàn bo‘lsà, hàvî qàtlàmining yuqîri và quyi qàtlàmlàridàn qày-tàyotgàn to‘lqinlàr o‘zàrî intårfårånsiyagà kirishàdi. Qàytgànyorug‘lik uchun qîrîng‘i hàlqàlàrning ràdiuslàri

qr kRλ= (8.3)

ifîdà bilàn àniqlànib, màrkàzdà qîrà dîg‘ bo‘làdi (19- b ràsm).Bu yerdà k = 0, 1, 2, ... – hàlqàlàrning tàrtib ràqàmi. Yorug‘hàlqàlàrning ràdiuslàri

λ−= 2yo (2 1)k Rr (8.4)

kàbi àniqlànàdi. Bu yerdà k = 1, 2, 3, ... – yorug‘ hàlqàlàrningtàrtib ràqàmlàri.

3 2 133′ 22′ 11′

a) b)

19- rasm.


28

Qàytgàn và o‘tgàn yorug‘liklàrning îptik yo‘l fàrqlàri λ2

gàfàrq qilgàni uchun hàm, ulàrdàgi màksimum và minimumlàrningo‘rni àlmàshàdi. Bîshqàchà àytgàndà, o‘tgàn yorug‘lik uchun (8.3)ifîdà yorug‘, (8.4) ifoda qîrîng‘i hàlqàlàrning ràdiuslàrini àniqlàydi.

Yorug‘lik intårfårånsiyasidàn fîydàlànish. Intårfårånsiya hîdi-sàsining miqdîriy qînuniyatlàri to‘lqin uzunligi λ gà bîg‘liqbo‘lgàni uchun hàm, undan to‘lqin uzunligini o‘lchàshdà foyda-laniladi (intårfårånsiîn spåktrîskîpiya). Ìisîl uchun, Nyutînhàlqàlàrining ràdiusini o‘lchàb yorug‘likning to‘lqin uzunliginiàniqlàsh mumkin.

Shuningdåk, intårfårånsiya hîdisàsidàn îptik àsbîblàrningsifàtini yaõshilàshdà (yorishtirilgàn îptikà) và yaõshi qàytàruvchiqàtlàmlàrni hîsil qilishdà hàm fîydàlànilàdi.

Intårfårånsiya hîdisàsi intårfårîmåtrlàr dåb ataluvchi o‘lchîvàsbîblàridà hàm kång qo‘llànilàdi. Bu àsbîblàrning bàrchàsiningish prinsiplàri bir õil bo‘lib, fàqàt yasàlishi bilànginà fàrq qilàdi.Bundày àsbîblàr yordàmidà yorug‘likning to‘lqin uzunligi, jism-làrning o‘lchàmlàri, jism o‘lchàmlàrining tåmpåràturàgà bîg‘liqligivà hîkazolàr kàttà àniqlikdà o‘lchànishi mumkin.

Ìàsàlàn, Ìàykålsîn intårfårîmåtri 10−7 m gàchà àniqlikdànàtijà ko‘rsàtàdi. Bundày intårfårîmåtr yordàmidà birinchi bo‘libmåtrning õàlqàrî etàlîni yorug‘likning to‘lqin uzunligi bilan sîlish-tirilgàn.

Intårfårîmåtrlàr yordàmidà îptik dåtàllàrning sifàtini, bur-chàklàrining àniqligini nàzîràt qilish, hàvîdà tåz-tåz ro‘y båràdigànjàràyonlàrning àmàlgà îshishini kuzàtish mumkin.

Intårfårîmåtr và mikrîskîpdàn ibîràt mikrîintårfårîmåtrlàryordàmidà sirtlàrning sàyqàlligini nàzîràt qilish mumkin.

Intårfårånsiîn råfràktîmåtrlàr yordàmidà esà shàffîf jismlàr(gàzlàr, suyuqliklàr và qàttiq jismlàr) sindirish ko‘rsàtkichlàriningbîsimgà, temperaturagà và àràlàshmàlàrgà bîg‘liqligi o‘rgànilàdi.Bulàrdàn tàshqàri hàm intårfårånsiya jàràyonining qo‘llànilishchågàràsi ànchà kàttà.

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘lik intårfårånsiyasini kuzàtishning bàrchà usullàrigà õîs bo‘lgànõususiyat nimà? 2. Yung usulini aytib bering. 15- ràsmni tushuntiring.3. Frånål ko‘zgusi nima? 16- ràsmni tushuntiring. 4. Frånål biprizmàsinima? 17- ràsmni tushuntiring. 5. Sîvun pàrdàsidà turli rànglàrning


29

tîvlànishini qàndày tushuntiràsiz? 6. Yupqà pàrdàdà intårfårånsiya qàndàyvujudgà kålàdi? 18- ràsmni tushuntiring. 7. Qàytgàn yorug‘likning to‘lqinuzunligi o‘zgàràdimi? 8. Fàzàsi-chi? 9. Yupqà pàrdàdàgi intårfårånsiya uchunmàksimumlàr và minimumlàr shàrtini yozing. 10. Nyutîn hàlqàlàri qàndàyhîsil qilinàdi? 11. Qàytgàn yorug‘lik uchun qîrîng‘i hàlqàlàrning ràdiuslàriqanday? 12. Yorug‘ hàlqàlàrning ràdiuslàri-chi? 13. O‘tgàn yorug‘lik uchunshu hàlqàlàr ràdiuslàri qanday bo‘ladi? 14. Nimà uchun qàytgàn và o‘tgànyorug‘liklàr uchun hàlqàlàrning ràdiuslàri mîs kålmàydi? 15. Intårfårånsiyahîdisàsi yordàmidà yorug‘lik to‘lqinlàrining uzunligini àniqlàsh mumkinmi?16. Intårfårîmåtrlàr nimà màqsàdlàrdà ishlàtilàdi? 17. Ìàykålsîn intårfå-rîmåtri hàqidà nimàni bilàsiz? 18. Ìikrîintårfårîmåtr yordàmidà nimàninàzîràt qilish mumkin? 19. Intårfårånsiîn råfràktîmåtrlàr yordàmidànimàlàr o‘rgànilàdi?

Yorug‘lik difràksiyasi

Ì à z m u n i : to‘lqinlàr difràksiyasi; yorug‘lik difràksiyasi;Gyuygåns–Frånål prinsipi.

Òo‘lqinlàr difràksiyasi. Difràksiya so‘zi lîtinchà diffractus –singàn, yo‘nàlishini o‘zgàrtirgàn, dågàn mà’nîni ànglàtàdi. Shuninguchun hàm to‘lqinlàr difràksiyasi dågàndà ulàrning to‘siqni àylànibo‘tishi nàzàrdà tutilgàn.

Àynàn shu difràksiya shàrîfàti bilàn to‘lqinlàr gåîmåtrik sîyasîhàsigà yetishi, to‘siqlàrni àylànib o‘tishi, kichkinà tirqishdàno‘tib ekràngà tushishi và shungà o‘õshàshlàr ro‘y bårishi mumkin.Òîvushning pànà jîydà eshitilishi hàm tîvush to‘lqinlàri difràk-siyasining nàtijàsidir.

Yorug‘lik difràksiyasi. Yuqîridàgidåk hîllàr yorug‘lik bilànhàm ro‘y båràdimi, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Buning uchun sxemasi20- ràsmdà ko‘rsàtilgàndåk tàjribà o‘tkàzàmiz. Yorug‘lik mànbàyiqàrshisidà kichkinà tirqishli ÀB to‘siq turgàn bo‘lsin. E ekràndàtirqishning sîyasi, yorug‘ dîg‘ hîsil bo‘làdi (20- à ràsm). EndiÀB to‘siqdàgi tirqishni kichràytirà bîràmiz. Òirqishning o‘lchàmlàriÀB to‘siq và ekràngàchà bo‘lgàn màsîfàdàn minglàb màrtà kichikbo‘lgàndà ekràndà yorug‘ và qîrîng‘i àylànàlàrdàn ibîràt muràk-kàb mànzàrà vujudgà kålàdi (20- b ràsm).

Bundày mànzàràni fàqàt yorug‘likning difràksiyasiginà vujudgàkåltirishi mumkin. Yorug‘lik difràksiya mànzàràsini vujudgà kåltiràrekàn, dåmàk, u to‘lqin tàbiàtigà egà bo‘ladi.

Shuning uchun hàm difràksiya hîdisàsi yorug‘likning to‘lqintàbiàtigà egàligini ko‘rsàtuvchi jàràyonlàrdàn biri hisîblànàdi.

9-§.


30

S

AE

B

S

A

B

E

20- rasm.

Yorug‘lik to‘lqinlàrining to‘siqni àylànib o‘tishi và gåîmåtriksîya tîmîngà îg‘ishi yorug‘lik difràksiyasi dåyilàdi.

Dåmàk, to‘g‘ri chiziq bo‘ylàb tàrqàlishdàn hàr qàndày chåtlà-shish yorug‘lik difràksiyasining nàtijàsi bo‘lib, uning to‘lqin tàbiàti-gà egàligini isbîtlàydi.

Gyuygåns–Frånål prinsipi. Biz endi 20- à ràsmdàgi mànzàràhàqidà chuqurrîq mulîhàzà yuritàylik. Àgàr yorug‘lik to‘lqintàbiàtigà egà bo‘lsà, undà yorug‘ dîg‘ chågàràsining kåskin bo‘-lishini qàndày tushuntirish mumkin? Õuddi shundày mulîhàzàniyorug‘lik mànbàyi qàrshisidàgi jism sîyasining (4- ràsmga q.) kåskinbo‘lishi hàqidà hàm àytish mumkin.

Gyuygåns prinsipi yuqîridà kåltirilgàn muàmmîni yechishgàîjizlik qilàdi. Chunki u to‘lqin àmplitudàsi và, dåmàk, to‘lqinintånsivligining yo‘nàlishlàr bo‘yichà tàqsimîti hàqidàgi màsàlàniqàràmàydi.

Gyuygåns prinsipigà binîàn, to‘lqin frînti yetib bîrgàn hàrbir nuqtàni mustàqil tåbrànish mànbàyi sifàtidà qàràsh mumkin.Frànsuz fizigi Î.Frånål (1788–1827) bu prinsipni to‘ldirib,fàzîning istàlgàn nuqtàsidàgi tåbrànishlàrni, to‘lqin frîntiningbo‘làklàridàn ibîràt màvhum mànbàlàr chiqàràdigàn ikkilàmchito‘lqinlàr intårfårånsiyasining nàtijàsi sifàtidà qàràsh mumkin, dågàn

a)

b)


31

qo‘shimchà kiritdi. Uning fikrigà ko‘rà, bu màvhum mànbàlàrkîgårånt to‘lqinlàr chiqàràdi và ulàr fàzîning istàlgàn nuqtàsidàintårfårånsiyagà kirishib, bir-birlàrini kuchàytirishlàri yoki so‘ndi-rishlàri mumkin.

Frånål o‘z prinsipigà binîàn, to‘lqin frîntini shundày bo‘làk-làrgà (Frånål zînàlàrigà) bo‘lishni tàklif qildiki, bundà qo‘shnizînàlàrdàn qàràlàyotgàn nuqtàgà yetib kålàyotgàn to‘lqinlàrning

fàzàlàri qàràmà-qàrshi, ya’ni ∆ϕ = π và dåmàk, yo‘l fàrqi δ λ=2

gà tång bo‘lsin. Nàtijàdà ikkità qo‘shni zînàning qàràlàyotgànnuqtàdà hîsil qilàdigàn tåbrànishlàri bir-birlàrini so‘ndiràdi.

Ìàsàlàn, S nuqtàviy mànbàning istàlgàn Ì nuqtàdà hîsilqilàdigàn yorug‘lik to‘lqinining àmplitudàsini tîpàylik (21- ràsm).Gyuygåns–Frånål prinsipigà binîàn, S mànbàning tà’sirini Φ to‘l-qin frîntining bo‘làklàridàn ibîràt màvhum mànbàlàrning tà’siribilàn àlmàshtiràmiz. Frånål ulàrni, hàlqàsimîn shàkldàgi zînàlàr

chåkkàsidàn Ì nuqtàgàchà bo‘lgàn fàrq λ2

gà tång bo‘làdigànqilib tànlàdi, ya’ni

P M P M P M P M P M P M1 0 2 1 3 2 2− = − = − = λ .

Zînàlàrdàn Ì nuqtàgà yetib bîrgàn tåbrànishlàrning fàzàlàriqàràmà-qàrshi bo‘lgànligi sàbàbli, nàtijàviy tåbrànish àmplitudàsiquyidàgichà àniqlànàdi:

À = À1 − À2 + À3 − À4 + ... + Àm, (9.1)

bu yerdà À1, À2, À3, ... Àm – mîs ràvishdà 1, 2, 3, ... m- zînàlàr

SP0

P1

P2

P3

b M

b + 32λ

b + 22λ

b + λ2

21- rasm.Φ


32

vujudgà kåltiràdigàn tåbrànishlàr àmplitudàsi. Ifîdàdàn ko‘rinibturibdiki, tirqishdà jîylàshàdigàn zînàlàr sîni juft bo‘lsà, Ì nuq-tàdà qîrîng‘i dîg‘, tîq bo‘lsà – yorug‘ dîg‘ hîsil bo‘làdi. Òirqishdàbittà zînà jîylàshganda, Ì nuqtàdà màksimum intånsivlik hîsil bo‘làdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Difràksiya so‘zi qàndày mà’nîni ànglàtàdi? 2. Òo‘lqinlàr difràksiyasidågàndà nimà nàzàrdà tutilàdi? 3. Òîvushning pànà jîydà eshitilishiniqàndày tushuntiràsiz? 4. 20- à ràsmdàgi mànzàràni tushuntiring. 5. 20- bràsmdàgi mànzàràni tushuntiring. 20- b ràsmdàgi mànzàrà vujudgà kålishiuchun qàndày shàrtlàr bàjàrilishi kåràk? 7. Gyuygåns prinsipi nima?8. Frånål Gyuygåns prinsipigà qàndày qo‘shimchà kiritdi? 9. Frånål màv-hum mànbàlàr hàqidà qàndày fikr bildirgàn? 10. Frånål zînàlàri qàndàyprinsipgà àsîsàn bo‘lingàn? 11. Qo‘shni zînàlàrdàn kålàyotgàn to‘lqinlàr-ning yo‘l fàrqi nimàgà tång? 12. 21- ràsmni tushuntiring. 13. Qo‘shnizînàlàrdàn kålgàn tåbrànishlàr àmplitudàlàri bir-birlàrigà qàndày munî-sàbàtdà bo‘lishàdi? 14. Ì nuqtàdàgi nàtijàviy àmplitudà nimàgà tång?15. Ì nuqtàdà qàchîn qîrîng‘i, qàchîn yorug‘ dîg‘ hîsil bo‘làdi?16. Òirqishdà bittà zînà jîylàshgàndà nimà bo‘làdi?

Pàràllål nurlàr dàstàsining yakkàtirqishdàgi difràksiyasi. Difràksiîn pànjàrà.Difràksiyadàn fîydàlànish

Ì à z m u n i : pàràllål nurlàr dàstàsining yakkà tirqishdàgidifràksiyasi; màksimumlàr và minimumlàr shàrti; difràksiînpànjàràning tuzilishi; difràksiîn pànjàràdà difràksiya; difràksiyadànfîydàlànish.

Pàràllål nurlàr dàstàsining yakkà tirqishdàgi difràksiyasi. Nåmisfizigi I.Fràungîfår (1787–1826) kàttà àmàliy àhàmiyatgà egàbo‘lgàn pàràllål nurlàr dàstàsining difràksiyasini o‘rgàndi. Shuninguchun hàm bu difràksiyagà bà’zàn Fràungîfår difràksiyasi dåyilàdi.

Yassi mînîõrîmàtik yorug‘lik to‘lqini kångligi a bo‘lgàn tirqishtåkisligigà tik tushàyotgàn bo‘lsin (22- à ràsm). Òirqishdà ϕ bur-chàkkà îg‘ib hàràkàtlànàyotgàn chåkkà MC và ND nurlàr îràsidàgiîptik yo‘l fàrqi

δ = NF = a ⋅ sinϕ (10.1)

gà tång bo‘làdi. Bu yerdà F nuqta – M nuqtadàn ND nurgà tushi-rilgàn pårpåndikularning àsîsi.

10-§.


33

MN tirqish tåkisligidàgito‘lqin sirtining îchiq qisminitirqishning Ì qirràsigà pàràllålbo‘lgàn tàsmà ko‘rinishidàgiFrånål zînàlàrigà bo‘làmiz. Hàrbir zînàning kångligi ulàrningchåkkàlàri uchun yo‘l fàrqi λ

2gà tång bo‘làdigàn qilib tànlànàdi.(10.1) ifîdàdàn ko‘rinib turib-diki, tirqishdà jîylàshàdigànzînàlàr sîni ϕ burchàkkà bîg‘-liq bo‘làdi. O‘z nàvbàtidà, ikki-làmchi to‘lqinlàr qo‘shilishiningnàtijàsi esà Frånål zînàlàriningsînigà bîg‘liq. Bizgà mà’lumki,hàr bir juft qo‘shni Frånål zî-nàlàri vujudgà kåltiràdigàn tåb-rànishlar àmplitudàsi nîlgà tång, chunki qo‘shni zînàlàrningtåbrànishlàri bir-birlàrini so‘ndiràdi.

Ìàksimumlàr và minimumlàr shàrti. Frånål zînàlàri sîni juftbo‘lsà:

δ ϕ λ= = ± =a m msin , ( , , , ... )2 1 2 32

, (10.2)

B nuqtàdà difràksiîn minimum (to‘là qîrîng‘ilik), àgàr Frånålzînàlàri sîni tîq bo‘lsà:

δ ϕ λ= = ± + =a m msin ( ) , ( , , , ... )2 1 1 2 32

, (10.3)

bittà kîmpånsàtsiyalànmàgàn zînàgà mîs kåluvchi difràksiînmàksimum kuzàtilàdi. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, to‘g‘ri yo‘nàlishdà(ϕ = 0) tirqish o‘zini go‘yoki bittà Frånål zînàsidåk tutàdi vàyorug‘lik shu yo‘nàlishdà eng kàttà intånsivlik bilàn tàrqàlib,B nuqtàdà màrkàziy difràksiîn màksimum kuzàtilàdi. 22- b ràsmdàdifràksiya nàtijàsidà intånsivlikning ekràndàgi tàqsimîti (difràksiînspåktr) kåltirilgàn.

Difràksiîn pànjàràning tuzilishi. Endi ko‘plàb tirqishlàrdànibîràt siståmà bilàn tànishàylik. Bir tåkislikdà yotgàn, kångliklàritång nîshàffîf sîhàlàr bilàn àjràtilgàn pàràllål tirqishlàrdàn ibîràtsiståmà difràksiîn pànjàrà dåyilàdi.

3 Fizika, II qism

M N

ϕ

ϕ

DC

B0

B EI

1,0

0,047 0,017

− 2 λa

− λa

+ λa

+ 2 λa

+ 3 λa0

F

−sinϕ

22- rasm.

a)

b)

sinϕ


34

Àgàr tirqishning kångligini a,nîshàffîf sîhàning kångligini b dåbîlsàk, d = a + b kàttàlik difràksiînpànjàràning dîimiysi (dàvri) dåyilàdi.23- ràsmdà difràksiîn pànjàrà ko‘rsà-tilgàn. Gàrchi ràsmdà sîddàlik uchunikkità tirqish – MN = CD = a và NC = bko‘rsàtilgàn bo‘lsà-dà, u difràksiînpànjàrà to‘g‘risidà tàsàvvurgà egàbo‘lish uchun yetàrli.

Difràksiîn pànjàràdà difràksiya.Yassi mînîõrîmàtik to‘lqin pànjàràtåkisligigà tik tushàyotgàn bo‘lsin.Òirqishlàr bir-birlàridàn tång uzîqlikdà

jîylàshgànlàri uchun hàm ikkità qo‘shni tirqishdàn chiqàyotgànnurlàrning yo‘l fàrqi (23- ràsm)

δ = CF = (a + b)sinϕ = d ⋅ sinϕ (10.4)

gà tång bo‘làdi.Difràksiîn pànjàrà hîlidà hàm yakkà tirqishdàgi difràksiya kàbi

(bîsh) minimumlàr

a ⋅ sinϕ = ±mλ, (m = 1, 2, 3, ...) (10.5)

shàrtdàn àniqlànàdi. Àgàr

d ⋅ sinϕ = ±mλ, (m = 0, 1, 2, ...) (10.6)

shàrt bàjàrilsà, bir tirqishning tà’siri ikkinchi tirqish tîmînidànkuchàytirilàdi và shuning uchun hàm bu shàrt bîsh màksimumlàrshàrti dåyilàdi.

Bundàn tàshqàri, difràksiîn pànjàràdà hîsil bo‘làdigàn difràk-siîn pànjàràning qo‘shimchà minimumlàri shàrtini hàm àniqlàshmumkin.

Difràksiyadàn fîydàlànish. Difràksiya hîdisàsidàn fàn và tåõ-nikàdà kång fîydàlànilàdi. Ìisîl sifàtidà difràksiîn pànjàrà àsîsidàishlàydigàn spåktrîgràflàrni kåltirish mumkin. Bundày qurilmàlàryordàmidà mîddàlàrning tàrkibi và sifàti hàqidà tàsàvvurgà egàbo‘lish mumkin.

Àyniqsà, to‘lqin uzunligini àniqlàsh zàrur bo‘lgàn spåktràlànàlizdà difràksiîn pànjàràdàn judà kång fîydàlànilàdi. (10.6)

M N C D

F ϕϕ

B E

MN = aNC = b

23- rasm.


35

fîrmulàdàn ko‘rinib turibdiki, yorug‘likning λ to‘lqin uzunliginitîpish uchun ϕ difràksiya burchàgini àniqlàsh kifîya. Chunkipànjàrà dîimiysi d và bîsh màksimumlàr tàrtibi k mà’lum bo‘làdi.Pànjàrà dîimiysi d qànchà kichik bo‘lsà, bîsh màksimumlàr shun-chà yaqqîl àjràlgàn bo‘lib, λ to‘lqin uzunligini shunchà àniqo‘lchàsh imkîni tug‘ilàdi.

Difràksiîn pànjàrà hàm bàrchà spektràl àsbîblàr kàbi àjràtàîlish kuchi bilàn õàràktårlànàdi. Bu õàràktåristikà àsbîbning ikkitàeng yaqin, λ và λ + ∆λ to‘lqin uzunlikli spåktràl chiziqlàrni àjràtàîlish qîbiliyati bilàn àniqlànàdi. Bu spåktràl chiziqlàr o‘zlàridànkångrîq bittà màksimumgà qo‘shilib kåtmàsàginà ulàrni àjràtibîlish mumkin bo‘làdi. Pànjàrà àjràtà îlish qîbiliyatining o‘lchîvisifàtidà quyidàgi ifîdàdàn fîydàlànilàdi:

λ∆λ

= kN ,

bu yerdà N – pànjàràdàgi shtriõlàr sîni. Êåltirilgàn ifîdàdàn ko‘rinibturibdiki, difràksiîn pànjàràning àjràtà îlish qîbiliyati undàgishtriõlàr sînigà bîg‘liq.

Fîydàlànilishigà qàràb zàmînàviy difràksiîn pànjàràlàrdàgishtriõlàr sîni 1 mm dà 6000 dàn 0,25 tà gàchà bo‘lishi mumkin.Bundày pànjàràlàr yordàmidà spåktrning ultràbinàfshà qismidàninfràqizil qismigàchà bo‘lgàn sîhà o‘rgànilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Fràungîfår difràksiyasi dåb qàndày difràksiyagà àytilàdi? 2. Òirqish-dàn ϕ burchàkkà îg‘ib o‘tgàn chåkkà nurlàr îràsidàgi yo‘l fàrqi qanday?3. Frånål zînàlàri qàndày tànlànàdi? 4. Frånålning qo‘shni zînàlàri vujudgàkåltiràdigàn tåbrànishlàr àmplitudàsi nimàgà tång? 5. Qàchîn difràksiînminimum ro‘y båràdi? Difràksiîn màksimum-chi? 6. Difràksiîn màksimumqàndày vujudgà kålàdi? 7. ϕ = 0 dà qàndày hîl ro‘y båràdi? 8. 22- ràsmdàgimànzàràni tushuntiring. 9. Difràksiîn pànjàrà dåb nimàgà àytilàdi?10. Pànjàrà dîimiysi nimàgà tång? 11. 23- ràsmdàgi mànzàràni tushun-tiring. 12. Difràksiîn pànjàràdà minimumlàr hosil bo‘lish shàrti qanday?13. Bîsh màksimumlàr shàrti-chi? 14. Bîsh màksimum qàndày vujudgàkålàdi? 15. Difràksiîn pànjàrà qàyårdà qo‘llànilàdi? 16. Difràksiîn pànjàràyordàmidà yorug‘likning to‘lqin uzunligini àniqlàsh mumkinmi?17. Pànjàràning àjràtà îlish qîbiliyati qàndày àniqlànàdi? 18. Àjràtà îlishqîbiliyati pànjàràdàgi shtriõlàr sînigà bîg‘liqmi? 19. Zàmînàviy pànjàrà-làrning 1 mm dà nåchtà shtriõ bîr? 20. Shtriõlàr sînining bundày qiymà-tigà erishishdàn qàndày màqsàd ko‘zdà tutilàdi?


36

Gîlîgràfiya hàqidà tushunchà

Ì à z m u n i : gîlîgràfiya tàriõidàn; gîlî-gràfiyaning àsîsi; gîlîgràmmà hîsil qilish;gîlîgràfik tàsvir hîsil qilish; gîlîgràfiyaningqo‘llànilishi.

Gîlîgràfiya tàriõidàn. Gîlîgràfiya(yunînchà – to‘là yozuv) – intårfårånsiya màn-zàràsi yordàmidà yozuvni và to‘lqin màydîniniqàytà tiklàshning màõsus usuli. Bu usul intårfå-rånsiya và difràksiya qînunlàrigà àsîslàngàn.

Jismlàrning fàzîviy tàsvirini qàyd qilishningvà qàytà tiklàshning bu yangi usuli 1947- yildàingliz fizigi D.Gàbîr (1900–1979) tîmî-nidàn kàshf qilingàn. Bu kàshfiyoti uchunD.Gàbîr 1971- yildà Nîbål mukîfîtigà sàzî-

vîr bo‘ldi. Gîlîgràfiya iõtirî qilingàn dàstlàbki yillàrdà ungàyetàrlichà e’tibîr bårilmàdi. Buning àsîsiy sàbàbi qizigàn mànbàlàrchiqàràdigàn yorug‘lik to‘lqinlàri yordàmidà kåskin intårfårånsiyamànzàràsi hîsil qilishning imkîni bo‘lmàgànligidàdir. Àmmî yuqîridàràjàdàgi mînîõrîmàtik nurlàr – làzår nurlàri pàydî bo‘lgànidànso‘ng bu usulning àmàldà qo‘llànishidà kåskin burilish ro‘y bårdi.

Gîlîgràfiyaning àsîsi. Endi gîlîgràfiyaning àsîsi bilàntànishishgà o‘tàylik. Õo‘sh, jism to‘g‘risidàgi mà’lumît (uning tàs-viri) qàndày qilib qàyd etilàdi và qàndày qilib tiklànàdi? Buninguchun jismdàn chiqàyotgàn to‘lqin àmplitudàsi và fàzàsini qàydqilish và qàytà tiklàsh zàrur. Bu esà àmàldà mumkin. Chunkiintårfårånsiyadà, intånsivlikning tàqsimîti intårfårånsiyagà kiruvchito‘lqinlàrning hàm àmplitudàlàrigà, hàm fàzàlàrigà bîg‘liq bo‘làdi(7.1- § gà qàràng).

Shuning uchun hàm fàzà, hàm àmplitudà hàqidàgi mà’lu-mîtlàrni qàyd qilish uchun jismdàn chiquvchi to‘lqindàn (jismto‘lqini) tàshqàri, yorug‘lik mànbàyidàn bîruvchi, ungà kîgåråntbo‘lgàn to‘lqindàn hàm (tàyanch to‘lqini) fîydàlànilàdi.

Gîlîgràfiyaning àsîsiy g‘îyasigà muvîfiq, jism và tàyanchto‘lqinlàri hîsil qilàdigàn intårfårånsiîn mànzàràdàgi intånsivliklàrtàqsimîti ràsmgà tushirib îlinàdi. So‘ngrà, fîtîplàstinkàdà qàydqilingàn qîràygàn tàqsimîtlàr yorug‘lik difràksiyasi yordàmidàqàytà tiklànib, jism bo‘lmàsà hàm, uni o‘rgànish imkîniyati vu-judgà kålàdi.

D. GABOR

(1900–1979)

11-§.


37

Gîlîgràmmà hîsil qilish. Gîlîgràmmà dåb, fîtîplàstinkàdà qàydqilingàn tàyanch và jism to‘lqinlàri hîsil qilgàn intårfårånsiînmànzàràgà àytilàdi. Buning qàndày àmàlgà îshirilishi 24- à ràsm-dàgi sõåmàdà ko‘rsàtilgàn.

Làzår nuri ikkità qismgà àjràtilib, bir qismi ko‘zgugà, ikkinchiqismi esà jismgà yo‘nàltirilàdi. Nurning birinchi qismi ko‘zgudànqàytib fîtîplàstinkàgà tushsà (tàyanch to‘lqini), ikkinchi qismijismdàn qàytib fîtîplàstinkàgà tushàdi (jism to‘lqini). Bu to‘lqinlàrkîgårånt bo‘lgànliklàri uchun fîtîplàstinkàdà intårfårånsiyamànzàràsini vujudgà kåltiràdi. Òàyanch và jism to‘lqinlàriningqo‘shilishi nàtijàsidà hîsil bo‘lgàn intårfårånsiya mànzàràsiningfîtîplàstinkàdàgi ràsmi chiqàrilib, gîlîgràmmà hîsil qilinàdi.

Gîlîgràfik tàsvirni tiklàsh. Òàsvirni tiklàsh uchun gîlîgràmmàdàstlàbki jîyigà qo‘yilàdi (24- b ràsm). U tàyanch to‘lqini bilàn

Ko‘zgu

Lazer

Gologramma

Lazer

To‘siq

Mavhumtasvir

Haqiqiytasvir

a)

b)

24- rasm.


38

yoritilib, làzårning jism îrqàli tushàdigàn qismi to‘silàdi. Fîtî-plàstinkàgà tushàyotgàn nurning intårfårånsiîn mànzàràdàgi difràk-siyasi nàtijàsidà jism to‘lqinining nusõàsi, ya’ni jismning màvhumhàjmiy tàsviri tiklànàdi. Òàsvirdà jismning bàrchà õususiyatlàri àks-làngàn bo‘lib, gîlîgràfiyagàchà qàyårdà turgàn bo‘lsà, o‘shà jîydàturàdi. U shunchàlik råàl tuyulàdiki, ushlàb ko‘rish mumkindåk bo‘-làdi. Bundàn tàshqàri, kuzàtish gîlîgràmmàning o‘ng tîmînidàno‘tkir burchàk îstidà îlib bîrilsà, nàrsàning hàqiqiy tàsviri hàmtiklànàdi. Låkin bu hîldà nàrsàning jîylàshuvi tåskàrisigà o‘zgàràdi.Ìàsàlàn, bîtiq jîy qàvàriq và àksinchà bo‘làdi. Àmmî, îdàtdà,jism råàl màvjuddåk tuyulàdigàn màvhum tàsvirdàn fîydàlànilàdi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, hàttî gîlîgràmmàning bir bo‘làgihàm tàsvirni to‘là tiklàshgà imkîn båràdi. Àmmî bo‘làkchàningjudà kichik bo‘lishi tàsvirning àniqligini yomînlàshtirishi mumkin.

Gîlîgràfiyaning qo‘llànilishi. Gîlîgràfiya usulidàn hîzir judàko‘p sîhàlàrdà fîydàlànilàdi. Låkin ulàrning eng muhimi – mà’lu-mîtlàrni yozish và sàqlàsh. Gîlîgràfiya îddiy mikrîfîtîgràfiyausuligà qàràgàndà, bir õil hàjmgà yuzlàb màrtà ko‘p mà’lumîtniyozishgà imkîn båràdi. Ìàsàlàn, o‘lchamlàri 32×32 mm bo‘lgànfîtîplàstinkàgà, hàr birining yuzàsi 1 mm2 dàn bo‘lgàn 1024 tàgîlîgràmmàni, ya’ni 1024 båtli kitîbni jîylàshtirish mumkin.Gîlîgràfik õîtiràli EHÌ, gîlîgràfik elåktrîn mikrîskîp, gîlîgràfikkinî và tålåvidåniyå, gîlîgràfik intårfårîmåtrlàr kàbi istiqbîllisîhàlàr endiginà rivîjlànà bîshlàmîqdà.

Sinîv sàvîllàri

1. Gîlîgràfiya so‘zi qàndày mà’nîgà egà và u qàndày usul? 2. Gîlî-gràfiyani kim và qàchîn kàshf etgàn? 3. Gîlîgràfiyadàn fîydàlànishgàqàchîn jiddiy e’tibîr bårilà bîshlàndi và nimà uchun? 4. Jism to‘lqini dåbqàndày to‘lqingà àytilàdi? 5. Òàyanch to‘lqini dåb-chi? 6. Bu to‘lqinlàrintårfårensiyagà kirishishàdimi? 7. Gîlîgràfiyaning àsîsiy g‘îyasi nimàdànibîràt? 8. Gîlîgràmmà dåb nimàgà àytilàdi? 9. 24- à ràsmdàgi sõåmànitushuntiring. 10. Qàndày nurlàr fîtîplàstinkàdà intårfårånsiîn mànzàrànivujudgà kåltiràdi? 11. Gîlîgràmmà qàndày hîsil qilinàdi? 12. Òàsvirnitiklàsh uchun gîlîgràmmà nimà qilinàdi? 13. 24- b ràsmdàgi hîlàtnitushuntiring. 14. Qàndày nurlàr difràksiîn mànzàràni vujudgà kåltiràdi?15. Difràksiîn pànjàrà vàzifàsini nimà o‘tàydi? 16. Difràksiya nàtijàsidànimà hîsil bo‘làdi? 17. Jismning qàndày tàsviri và qàyårdà tiklànàdi?18. Jismning hàqiqiy tàsviri qàndày tiklànàdi? 19. Gîlîgràmmàning birbo‘làgi tàsvirni tiklày îlàdimi? 20. Gîlîgràfiyadàn qàndày màqsàdlàrdà


39

fîydàlànilàdi và uning àfzàlligi nimàdà? 21. Bittà fîtîplàstinkàgà qànchàhàjmli kitîbni jîylàshtirish mumkin? 22. Gîlîgràfiyadàn kålgusidà qàn-dày sîhàlàrdà fîydàlànish mumkin?

Yorug‘likning qutblànishi. Qutblàgichlàr

Ì à z m u n i : tàbiiy yorug‘lik; qutblàngàn yorug‘lik; måõànikto‘lqinlàrning qutblànishi; qutblàgichlàr; Ìàlyus qînuni; Bryustårqînuni; qutblànishdàn fîydàlànish.

Òàbiiy yorug‘lik. Bizgà mà’lumki, Ìàksvåll nàzàriyasigàmuvîfiq, yorug‘lik ko‘ndàlàng to‘lqinlàrdàn ibîràt bo‘lib, elåktrvà màgnit màydîn kuchlàngànliklàrining våktîrlàri

rE và H

r o‘zàrî

pårpåndikular và to‘lqin tàrqàlish tåzligi våktîri rv gà pårpåndikular

tåkislikdà tåbrànadi Shuning uchun hàm yorug‘likning qutblànishqînunlàrini o‘rgànishdà fàqàtginà bittà våktîrni o‘rgànishning o‘ziyetàrlidir. Îdàtdà, mulîhazàlàr yorug‘lik våktîri dåb ataluvchielåktr màydîn kuchlàngànligi våktîri

rE to‘g‘risidà yuritilàdi.

Yorug‘lik ko‘plàb àtîmlàr tîmînidàn chiqàrilàdi va ko‘plàbelåktrîmàgnit nurlànishlàrning yig‘indisidàn ibîràt bo‘làdi. Bunurlànishlàr mustàqil ràvishdà àmàlgà îshirilgàni uchun yorug‘likvåktîrining hàmmà yo‘nàlishlàr bo‘yichà tàqsimîti bir õil bo‘làdi(25- à ràsm).r

E våktîri bàrchà yo‘nàlishlàr bo‘yichà tång tàqsimlàngànyorug‘lik tàbiiy yorug‘lik dåyilàdi.

Qutblàngàn yorug‘lik. Yorug‘lik våktîri tåbrànish yo‘nàlishiningtåkis tàqsimîti birîr usul bilàn o‘zgàrtirilgàn yorug‘lik qutblàngànyorug‘lik dåyilàdi.

Àytàylik, qàndàydir tàshqi tà’sir nàtijàsidà rE våktîr tåbràni-

shining birîr yo‘nàlishi bîshqà yo‘nàlishlàrgà nisbàtàn ustunrîqbo‘lsin (25- b ràsm). U hîldà bundày yorug‘lik qismàn qutblàngànyorug‘lik dåyilàdi.r

E våktîrining tåbrànishi fàqàt bittà yo‘nàlishdà ro‘y båràdigànyorug‘lik yassi qutblàngàn (chiziqli qutblàngàn) yorug‘lik dåyilàdi(25- d ràsm).

25- rasm.

a) b) d)

12-§.


40

Yassi qutblàngàn yorug‘lik rE våktîrining tåbrànish và to‘lqin

tàrqàlish yo‘nàlishlàri yotuvchi tåkislik qutblànish tåkisligi dåyilàdi.Ìåõànik to‘lqinlàrning qutblànishi. Yorug‘lik to‘lqinlàrining

qutblànish måõànizmini yaõshirîq tàsàvvur qilish uchun måõànikto‘lqinlàrning qutblànishi bilan tànishàylik.

Bo‘ylàmà to‘lqinlàr (tîvush to‘lqinlàri) hîlidà tåbrànishto‘lqinning tàrqàlish yo‘nàlishi bilàn mîs kålàdi. Êo‘ndàlàng to‘l-qinlàr hîlidà esà tåbrànish to‘lqinning tàrqàlish yo‘nàlishigà pår-påndikular bo‘làdi. Shu bilàn birgà, to‘lqinning tàrqàlish yo‘nà-lishigà pårpåndikular bo‘lgàn yo‘nàlish chåksiz ko‘pdir (26- à ràsm).

Qutblàngàn to‘lqinni hîsil qilish uchun quyidàgichà tàjribào‘tkàzàylik. Yo‘lidà tirqishli to‘siq qo‘yilgàn ko‘ndàlàng to‘lqin SOchilvir bo‘ylàb tàrqàlàyotgàn bo‘lsin (26- b ràsm). Gàrchi to‘lqinhàràkàt yo‘nàlishigà pårpåndikular bo‘lgàn bàrchà yo‘nàlishlàrdàtåbrànishi mumkin bo‘lsà-dà, ÀB tirqishgà pàràllål bo‘lgàn to‘lqin-làrginà to‘siqdàn o‘tàdi, bîshqàchà àytgàndà, shu yo‘nàlish bîsh-qàlàrigà nisbàtàn ustun bo‘lib qîlàdi, ya’ni to‘lqin qutblànàdi. Àgàrto‘siq và dåmàk, tirqish hàm 90° gà burilsà (26- d ràsm), to‘lqintirqish îrqàli o‘tîlmày so‘nàdi. Òàjribà nàtijàsi chilvirdàgi to‘lqinko‘ndàlàng, qutblànish esà ko‘ndàlàng to‘lqinlàrgà õîs õususiyatekànligini ko‘rsàtàdi. Bo‘ylàmà to‘lqinlàr tirqish qàndày jîylàshishi-dàn qàt’i nàzàr, undàn o‘tàvåràdi.

Qutblàgichlàr. Endi yorug‘lik to‘lqinlàrining tàbiàtini àniqlàshuchun yuqîridà kåltirilgàngà o‘õshàsh tàjribà o‘tkàzib ko‘ràylik.Yorug‘lik to‘lqini hîlidà «tirqishli to‘siq» vàzifàsini nimà bàjàrishimumkin, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Bu vàzifàni bà’zi kristàllàr, màsàlàn,turmàlin o‘tàshi mumkin. Bundày kristàllàr ànizîtrîpik õususiyat-làrgà egà bo‘lgànliklàri uchun, yorug‘lik tåbrànishining mà’lumyo‘nàlishidàgisini o‘tkàzib, bîshqàlàrini o‘tkàzmàydi. Bîshqàchààytgàndà, ulàr yorug‘likni qutblàsh õususiyatigà egà và shuninguchun ulàr qutblàgichlàr dåyilàdi.

Z

Y

X

SA

B

O

S

AB

O

26- rasm.

a) b) d)


41

Yorug‘lik to‘lqinining qutblànish õususiyatigà egàligi uningko‘ndàlàng to‘lqin ekànligini isbîtlàydi.

Ìàlyus qînuni. Endi turmàlin bilàn tàjribà o‘tkàzàylik. Buninguchun tàbiiy yorug‘lik turmàlin plàstinkàning îptik o‘qi OO′ gàpårpåndikular ràvishdà yo‘nàltirilàdi (27- ràsm). (Òurmàlin plàs-tinkà 26- ràsmdàgi to‘siq vàzifàsini bàjàrsà, uning OO′ îptik o‘qiundàgi tirqish vàzifàsini o‘tàydi. Îptik o‘q dåb, turmàlinningtåbrànish so‘nmày o‘tàdigàn yo‘nàlishigà àytilàdi). Birinchi turmà-linni nur yo‘nàlishi àtrîfidà àylàntirib, undàn o‘tgàn yorug‘likintånsivligining o‘zgàrmàgànligini ko‘ràmiz. Àgàr nurning yo‘ligàikkinchi Ò2 turmàlin plàstinkàni qo‘ysàk và uni nur yo‘nàlishiàtrîfidà àylàntirsàk, o‘tàyotgàn yorug‘lik intånsivligining o‘zgàrishikuzàtilàdi. Ikkinchi turmàlindàn chiqàyotgàn nurning intånsivligiturmàlin plàstinkàlàrning îptik o‘qlàri îràsidàgi α burchàkka(28- ràsm) bîg‘liq bo‘lib, tushàyotgàn yorug‘lik intånsivligi bilàn

B

A

O ′

O ′

A ′

B ′

T1

O

T2

O

O ′

O

T1

T2

E

O ′

O

α

E0

27- rasm.

28- rasm.


42

frànsuz fizigi E.Ìàlyus (1775–1812) nîmidàgi qînun îrqàlibîg‘làngàn:

I = I0cosα, (12.1)

bu yerdà I – ikkinchi turmàlindàn chiqàyotgàn, I0 – ikkinchiturmàlingà tushàyotgàn yorug‘lik intånsivliklàri.

Àgàr α π=2

bo‘lsà, cosα = 0 và I = 0, ya’ni ikkinchi turmà-lindà yorug‘lik to‘lqini so‘nàdi. Bu esà birinchi turmàlindàn fàqàtmà’lum yo‘nàlishdàgi (27- ràsmdà bu yo‘nàlish ÀB strålkà bilànko‘rsàtilgàn) yorug‘lik tåbrànishlàri o‘tishini, bîshqàchà àytgàn-dà, birinchi turmàlin tàbiiy yorug‘likni yassi qutblàngàn yorug‘-likkà àylàntirishini ko‘rsàtàdi.

Bryustår qînuni. Tàbiiy yorug‘lik ikkità dielåktrikning (misîluchun hàvî và suv) chågàràsigà tushganda bir qismi qàytàdi, birqismi esà sinib ikkinchi muhitdà hàràkàtlànàdi. Bu nurlàrningyo‘ligà turmàlin plàstinkà qo‘yib, ulàrning qismàn qutblàngànligigàishînch hîsil qilish mumkin. Òàjribàlàr qàytgàn nurdà tushishtåkisligigà pårpåndikular bo‘lgàn tåbrànish (29- ràsmdà ulàr nuq-tàlàr bilàn ko‘rsàtilgàn), singànidà esà tushish tåkisligigà pàràllåltåbrànish (strålkàlàr bilàn ko‘rsàtilgàn) ustunrîq bo‘lishini ko‘rsàtdi.

Qutblànish dàràjàsi nurning tushish burchàgi và sindirishko‘rsàtkichigà bîg‘liq. Shîtlàndiyalik fizik D.Bryustår (1781–1868) tushish burchàgi iB sindirish ko‘rsàtkichi (n21) yordàmidà

tg iB = n21 (12.2)

munîsàbàt îrqàli àniqlànishini ko‘rsàtuvchi o‘z qînunini yaràtdi.Bu yerdà n21 – ikkinchi muhitning birinchi muhitgà nisbàtànsindirish ko‘rsàtkichi.

Òàbiiy yorug‘lik dielåktriklàrchågàràsigà Bryustår burchàgi îsti-dà tushsà, qàytgàn nur yassi qutb-làngàn bo‘làdi (tushish tåkisligigàpårpåndikular tåbrànishlàrgàginà egàbo‘làdi) (30- ràsm). Singàn nur esàmàksimàl (låkin to‘là emàs) qutb-làngàn bo‘làdi.

Qutblànishdàn fîydàlànish.Qutblànish hîdisàsi õàlq õo‘jàligidàjudà kång qo‘llànilàdi. Bulàrgà må-õànik yuklànish nàtijàsidà vujudgà29- rasm.


43

kålàdigàn elàstik kuchlànish jîylàri-ni àniqlàsh, tîvushni yozish và eshit-tirish kàbi tåz o‘tàdigàn jàràyon-làrni o‘rgànish misîl bo‘làdi.

Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà,bà’zi kristàllàr và îrgànik mîddà-làrning eritmàlàridàn qutblàngànyorug‘lik o‘tgànidà qutblànishtåkisligining burilishi kuzàtilàdi.Qutblànish tåkisligini burîvchimîddàlàr îptik fàîl mîddàlàrdåyilàdi. Bundày mîddàlàrgàkvàrs, shàkàrning suvdàgi eritmàsivà bîshqàlàr misîl bo‘làdi. Àynàn shu hîdisàdan îptik fàîlmîddàlàr eritmàsining kînsåntràtsiyasini àniqlàshdà kångfîydàlànilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘lik Ìàksvåll nàzàriyasigà ko‘ra qàndày to‘lqin? 2. Yorug‘likvåktîri dåb qàndày våktîrgà àytilàdi? 3. Yorug‘lik våktîri bàrchà yo‘nàlishlàrbo‘yichà qàndày tàqsimlàngàn? 4. Qàndày yorug‘lik tàbiiy yorug‘lik dåyilàdi?5. Qàndày yorug‘lik qutblàngàn yorug‘lik dåyilàdi? 6. Qàndày yorug‘likqismàn qutblàngàn dåyilàdi? Yassi qutblàngàn dåb-chi? 7. Qutblànishtåkisligi dåb qàndày tåkislikkà àytilàdi? 8. Qutblàngàn måõànik to‘lqin dåbqàndày to‘lqingà àytilàdi? 9. Àgàr to‘siq 90° gà burilsà, nimà ro‘y båràdivà uning sàbàbini tushuntiring. 10. Qàndày måõànik to‘lqinlàr qutblànishimumkin? 11. Òurmàlin qàndày õususiyatgà egà? 12. Òurmàlinning bundàyõususiyatgà egàligi qàndày tushuntirilàdi? 13. Qutblàgich dåb nimàgà àytilàdi?14. Nimàgà àsîslànib yorug‘likni ko‘ndàlàng to‘lqindàn ibîràt dåyishmumkin? 15. Òåbrànishning turmàlin îptik o‘qi yo‘nàlishidàgi tàshkiletuvchisi qàndày o‘zgàràdi? 16. Birinchi turmàlin burilgàndà yorug‘likintånsivligi o‘zgàràdimi? Ikkinchisi burilgàndà-chi? 17. Ikkinchi turmàlindànchiqqàn yorug‘lik turmàlin plàstinkàlàrining îptik o‘qlàri îràsidàgi bur-chàkkà bîg‘liqmi? 18. α π=

2 bo‘lgàndà ikkinchi turmàlindàn chiqqàn

yorug‘lik intånsivligi nimàgà tång bo‘làdi? 19. 27- ràsmdàgi hîlàtnitushuntiring. 20. Ìàlyus qînunini tushuntiring. 21. 28- ràsmni izohlang.22. Yorug‘lik ikkità dielåktrik chågàràsigà tushganda qanday hîl ro‘y båràdi?23. Qàytgàn và singàn nurlàr qàndày qutblàngàn bo‘làdi? 24. Bryustårqînunini tushuntiring. 25. Îptik fàîl mîddàlàr dåb qàndày mîddàlàrgààytilàdi? 26. Qutblànish hîdisàsidàn qàyårlardà fîydàlànilàdi?

30- rasm.

iBn1

n2

i2

π/2


44

Oq yoru

g‘lik

QizilPushtiSariqYashilHavorangKo‘kBinafsharang

31- rasm.

Yorug‘lik dispårsiyasi

Ì à z m u n i : yorug‘lik dispårsiyasi; yorug‘lik dispårsiyasiningtàbiàti; spåktr rànglàrining qo‘shilishi; spåktrlàrning turlàri; jism-làrning ràngi; yorug‘likning yutilishi.

Dispårsiya so‘zi lîtinchà dispersio – sîchilish so‘zidàn îlingàn.Yorug‘lik dispårsiyasini birinchi bo‘lib kuzàtgàn kishi ingliz fizigiI.Nyutîn hisîblànàdi. U îq yorug‘lik dàstàsini shishà prizmàîrqàli o‘tkàzib, ekràndà turli rànglàr kåtmà-kåtligidàn tàshkil tîp-gàn spåktrni kuzàtdi (31- ràsm). I. Nyutîn îq yorug‘lik yetti õil –qizil, pushti, sàriq, yashil, havorang, ko‘k và binàfshàrànglàrdànibîràtligini àniqlàdi. Prizmàdàn o‘tgàn îq yorug‘likning turli ràng-làrgà àjràlib kåtishi dispårsiyaning nàtijàsidir.

Dispårsiya dåb, muhit sindirish ko‘rsàtkichining yorug‘lik to‘lqinuzunligigà (chàstîtàsigà) bîg‘liqligigà àytilàdi.

Shundày qilib, dispårsiya hîdisàsi yorug‘likning to‘lqin tàbiàtiàsîsidà tushuntirish mumkin bo‘lgàn hîdisàlàrdàn biri bo‘lib,undà to‘lqin uzunligi muhim rîl o‘ynàydi.

Yorug‘lik dispårsiyasining tàbiàti. Vàkuumdà istàlgàn to‘lqinuzunlikli elåktrîmàgnit to‘lqinlàrning tàrqàlish tåzligi bir õil(c = 3 · 108 m/s), mîddàlàrdà esà to‘lqin uzunligigà bîg‘liq bo‘làdi.Shuning uchun hàm îq yorug‘lik tàrkibigà kiràdigàn turli rànglàrgàmîs kåluvchi to‘lqinlàr uchun muhitning sindirish ko‘rsàtkichihàm fàrq qilàdi. Nàtijàdà prizmàdàn o‘tish pàytidà turli rànglàrturlichà sindirish ko‘rsàtkichigà uchràydi, turlichà sinàdi và bir-biridàn àjràlib chiqàdi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, dispårsiya hîdisàsi nàfàqàt prizmàdà,bàlki judà ko‘p bîshqà hîllàrdà hàm kuzàtilàdi. Ìàsàlàn, quyoshnurlàrining àtmîsfåràda hîsil bo‘làdigàn suv tîmchilàridà sinishiuning ràngli nurlàrgà àjràlishigà, ya’ni kàmàlàkning hîsil bo‘lishigàîlib kålàdi.

13-§.


45

Nîrmàl dispårsiyadà to‘lqin uzunligi îrtishi bilàn muhitningsindirish ko‘rsàtkichi kàmàyadi. Shuning uchun hàm spåktrningyuqîrisidà eng kàttà to‘lqin uzunlikli qizil, pàstidà esà eng kichikto‘lqin uzunlikli binàfshàrànglàr jîylàshàdi. Bîshqà rànglàr hàmshu tàrtibdà, to‘lqin uzunliklàrning kàmàyib bîrishigà muvîfiqjîylàshgàn.

Quyidà bà’zi mîddàlàr sindirish ko‘rsàtkichlàrining to‘lqinuzunligigà bîg‘lanishi kåltirilgàn.

2 - j à d v à l

n

λ, µm Fluîrit Êvàrs Îsh tuzi

0,2 1,5 1,65 1,75

1,6 1,43 1,53 1,53

3,2 1,41 1,47 1,51

Spåktr rànglàrining qo‘shilishi. Nyutîn o‘z tàjribàsini dàvîmettirib, prizmàdàn chiqqàn ràngli nurlàrni linzà yordàmidà birjîygà to‘plàgàn và ekràndà îq yorug‘lik hîsil bo‘lgànini ko‘rgàn.Dåmàk, ràngli nurlàrning qo‘shilishi nàtijàsidà îq yorug‘lik hîsilbo‘làdi, ya’ni dispårsiya nàtijàsidà hîsil bo‘lgàn yettità ràngli yorug‘-lik îq yorug‘likning tàrkibigà kiruvchi yorug‘liklàrdir (32-ràsm).

Umumàn îlgàndà, ikkità (yoki undàn ko‘p) rànglàrni qo‘shishbilàn hàm îq yorug‘likni hîsil qilish mumkin. Bundày rànglàrgàqo‘shimchà ràng dåyilàdi. Sàriq và ko‘k rànglàr qo‘shimchà rànglàrgàmisîl bo‘là îlàdi. Uchtà àsîsiy hisîblànmish qizil, yashil và binàf-shàrànglàrni turli hissàlàrdà qo‘shish bilàn istàlgàn ko‘rinishdàgiràngni hîsil qilish mumkin.

Jismlàrning ràngi. Shàffîf (yorug‘likni qàytàrmàydigàn vàyutmàydigàn) jismning ràngi undàn o‘tàdigàn yorug‘likning tàrkibibilàn àniqlànàdi.

Oq yorug‘lik

Oqyorug‘lik

Ekran

32- rasm.


46

Àgàr bo‘yoq surtilgàn shishàgà îq yorug‘lik tushsà, undàshishà, àsîsàn, bo‘yoq ràngidàgi yorug‘likni o‘tkàzàdi. Ìàsàlàn,qizil bo‘yoq surtilgàn shishà qizil ràngli yorug‘likni, yashil bo‘yoqsurtilgàn shishà yashilràngli yorug‘likni o‘tkàzàdi và h. Òurli rànglifiltrlàrdàn fîydàlànish shundày õususiyatgà àsîslàngàn.

Àgàr jism o‘zigà tushàyotgàn yorug‘likni qàytàrsà, nimàbo‘làdi? Òàbiiyki, jism shu ràngda ko‘rinàdi. Ìàsàlàn, qizil bo‘libko‘ringàn jism qizil ràngli yorug‘likni, ko‘k bo‘lib ko‘ringàn jismko‘k ràngli yorug‘likni qàytàràdi. Nîshàffîf jismning ràngi uqàytàràdigàn yorug‘lik rànglàrining àràlàshmàsi bilàn àniqlànàdi.Dåmàk, jismlàrgà birîr ràngli bo‘yoq surtish – ungà shu õilràngli yorug‘likni qàytàràdigàn mîddàni surtish, dåmàkdir.

Bàrchà ràngdàgi yorug‘likni qàytàràdigàn jism îq bo‘lib ko‘ri-nàdi. O‘zigà tushàyotgàn bàrchà yorug‘likni yutàdigàn jism esàqîrà jism bo‘làdi. Òàbiàtdà àbsîlut qîrà jism hàm, àbsîlut îq jismhàm màvjud emàs. Ya’ni bàrchà jismlàr îzmi-ko‘pmi yorug‘likniyutàdi yoki qàytàràdi.

Spåktrlàrning turlàri. Difràksiya và dispårsiya nàtijàsidà hîsilbo‘lgàn spåktrlàr bir-biridàn kåskin fàrq qilàdi. Difràksiînpànjàràgà tushàyotgàn yorug‘lik to‘lqin uzunligigà qàràb difràksiînmàksimumlàrgà tàqsimlànàdi. Îg‘ish burchàgining sinusi to‘lqinuzunligigà prîpîrsiînàl bo‘làdi (10.6- ifîdàgà qàràng). Shuninguchun hàm kàttà to‘lqin uzunligigà egà bo‘lgàn qizil nurlàr, kichikto‘lqin uzunligigà egà binàfshàrang nurlàrdàn ko‘rà ko‘prîq îg‘àdi.

Dispårsiyadà esà yorug‘lik muhitning sindirish ko‘rsàtkichigàqàràb yoyilàdi. Òushàyotgàn yorug‘likning to‘lqin uzunligi îrtishibilàn prizmàning sindirish ko‘rsàtkichi kàmàyadi (2-jàdvàlgàqàràng). Shuning uchun kàttà to‘lqin uzunligigà egà bo‘lgàn qizilnurlàr, kichik to‘lqin uzunligigà egà bo‘lgàn binàfshàrang nurlàrdànko‘rà kàmrîq îg‘àdi.

Dispårsiyaning àhàmiyati. Dispårsiya hîdisàsining kàshf qilinishiyorug‘likning tàbiàti, umumàn îlgàndà, nurlànish yordàmidàmîddàlàrning tuzilishi to‘g‘risidà muhim mà’lumîtlàr îlishgàimkîn bårdi.

Bundàn tàshqàri, rànglàr to‘g‘risidà îlingàn mà’lumîtlàr bå-zàsh ishlàridà, kåràkli rànglàrni tànlàshdà muhim rol o‘ynaydi.Bîshqàchà àytgàndà, kåràkli bo‘yoqni turli rànglàrni qànchà hissà-dà qo‘shib hîsil qilishni àniqlàsh mumkin.

Yorug‘likning yutilishi. Yorug‘likning yutilishi (àbsîrbsiya) dåbmîddàdàn o‘tishdà yorug‘lik enårgiyasining yo‘qîtilishigà àytilàdi.


47

Bungà sàbàb – yorug‘lik enårgiyasining mîddàning ichki enårgiya-sigà àylànishi. Yutilish nàtijàsidà o‘tàyotgàn yorug‘likning intån-sivligi kàmàyadi.

Yorug‘likning mîddàdà yutilishi Bugår qînuni yordàmidàtàvsiflànàdi:

I = I0 e−αx,

bu yerdà I và I0 – mîs ràvishdà x qàlinlikli mîddàgà tushàyotgànvà undàn chiqàyotgàn yorug‘likning intånsivliklàri. α – yutilishkîeffitsiyånti dåyilib, mîddàning kimyoviy tàrkibi, hîlàti và tu-shàyotgàn yorug‘likning to‘lqin uzunligigà bîg‘liq kàttàlik.

Sinîv sàvîllàri

1. Dispårsiya so‘zi qàndày mà’nîni bildiràdi? 2. Dispårsiya hîdisàsinibirinchi bo‘lib kim kuzàtgàn? 3. Nyutînning tàjribàsini izîhlàb båring.4. Dispårsiya dåb nimàgà àytilàdi? 5. Dispårsiya hîdisàsi qàndày ro‘y båràdi?6. Êàmàlàk qàndày vujudgà kålàdi? 7. Yorug‘likning to‘lqin uzunligi îrtishibilàn muhitning sindirish ko‘rsàtkichi qàndày o‘zgàràdi? 8. Nimà uchundispårsiya spåktrining yuqîrisidà qizil, pàstidà esà binàfshàràng jîylàshàdi?9. 2- jàdvàlni tushuntiring. 10. 33-ràsmdàgi mànzàràni izîhlàb båring.11. Ekràndàgi mànzàràgà qàràb qàndày õulîsà chiqàrish mumkin?12. Qo‘shimchà rànglàr dåb qàndày rànglàrgà àytilàdi? 13. Shàffîf jismdåb qàndày jismga àytilàdi? 14. Shàffîf jismning ràngi qàndày àniqlànàdi?15. Bo‘yoq surtilgàn shishà qàndày ràngli yorug‘likni o‘tkàzàdi? 16. Shishàfiltrlàr nimàgà àsîslànib yasàlàdi? 17. Jism birîr õil yorug‘likni qàytàrgandauning ràngi qàndày ko‘rinàdi? 18. Sàriq ràngli jism qàndày ràngli yorug‘likniqàytàràdi? 19. Nîshàffîf jismning ràngi qàndày àniqlànàdi? 20. Jismlàrgàbo‘yoq surtish nimàni ànglàtàdi? 21. Qàndày jism bàrchà yorug‘likniqàytàràdi? 22. Qàndày jism o‘zigà tushgàn bàrchà yorug‘likni yutàdi?23. Òàbiàtdà àbsîlut qîrà và àbsîlut îq jismlàr màvjudmi? 24. Difràksiyaspåktridà nurlàr qàndày îg‘àdi và nimà uchun? 25. Dispårsiya spåktridà-chi? 26. Yorug‘likning yutilishi (àbsîrbsiya) dåb nimàgà àytilàdi? 27. Yutilishnàtijàsidà mîddàdàn o‘tàdigàn yorug‘likning intånsivligi o‘zgàràdimi?28. Bugår qînuni formulasi qanday? 29. Yutilish kîeffitsiyånti dåb nimàgààytilàdi? 30. Yutilish kîeffitsiyånti nimàlàrgà bîg‘liq?

Nurlanish và yutilish spåktrlàri. Spåktràl ànàliz

Ì à z m u n i : nurlanish spåktri; yutilish spåktri; Quyosh vàyulduzlàrning spåktrlàri; spåktràl ànàliz hàqidà tushunchà; spåktràlàsbîblàr; spåktràl ànàlizning qo‘llànilishi.

14-§.


48

Nurlanish spåktri. Hàr qàndày qizdirilgàn mîddà o‘zidànelåktrîmàgnit to‘lqinlàr chiqàràdi. Bu to‘lqinlàr màjmuàsi nurlanishspåktri dåyilàdi. Ìîddàlàrning hîlàtigà và nurlànish måõànizmigàqàràb nurlanish spåktrlàri hàm turlichà bo‘làdi.

Àgàr qizdirilgàn qàttiq jismdàn chiqàyotgàn yorug‘lik prizmàîrqàli o‘tkàzilsà, ekràndà yaõlit uzluksiz nurlanish spåktri hîsil bo‘làdi.

Àgàr gàz yoki bug‘ yorug‘lik mànbàyi bo‘lib õizmàt qilsà,spåktrning mànzàràsi kåskin o‘zgàràdi. Qîrîng‘i sîhàlàr bilànàjràtilgàn yorqin chiziqlàr màjmuàsi kuzàtilàdi. Bundày spåktrlàrchiziqli spåktrlàr dåyilàdi. Nàtriy, vîdîrîd và gåliyning spåktrlàrichiziqli spåktrlàrgà misîl bo‘là îlàdi (33- à, b, d ràsmlàr).

Nurlànàyotgàn gàzlàr spåktrlàrining ko‘rinishi gàzning kimyo-viy tàbiàtigà bîg‘liq bo‘làdi. Hàr bir gàz yoki bug‘ o‘zigàginà õîsbo‘lgàn spåktrlàrgà egà. Shuning uchun nurlànàyotgàn gàzningspåktrigà qàràb, uning kimyoviy tàrkibini àniqlàsh mumkin.

Àgàr nurlànish mànbàyi bo‘lib mîddàning mîlåkulàsi õizmàtqilsà, yo‘l-yo‘l spåktr kuzàtilàdi.

Yutilish spåktrlàri. Yuqîridà ko‘rilgàn nurlanish spåktrlàridàntàshqàri yutilish spåktrlàri hàm màvjud. Ulàr quyidàgichà hîsilqilinàdi. Îq yorug‘likni tåkshirilàyotgàn mîddà îrqàli o‘tkàzib,spåktrni àniqlàydigàn àsbîbgà yo‘nàltirilàdi. Bundà yaõlit spåktrdàmà’lum tàrtibdà jîylàshgàn qîrà chiziqlàr ko‘rinàdi. Bu chiziq-làrning sîni và jîylàshuvi tåkshirilàyotgàn mîddàning tàrkibito‘g‘risidà mulîhàzà yuritishgà imkîn båràdi. Ìisîl uchun, îqyorug‘likning yo‘lidà nàtriy bug‘làri turgàn bo‘lsà, u holda nur-lanish spåktridà sàriq chiziq turgàn jîydà, yutilish spåktridà qîràyo‘l hîsil bo‘làdi (33- à và 33- f ràsmlàrni sîlishtiring). Ushbuhîdisà Êirõgîf tîmînidàn quyidàgichà tushuntirildi. Àtîm o‘zidànqàndày yorug‘lik to‘lqini nurlasà, shundày yorug‘lik to‘lqinini yutàdi.

33- f, g, h ràsmlàrdà nàtriyning, vîdîrîdning và gåliyningyutilish spåktrlàri ko‘rsàtilgàn. 33- e ràsmdà tàrkibigà yuqîridàgimîddàlàr kirishini isbîtlîvchi quyosh spåktri kåltirilgàn.

Biz kålgusidà àtîmlàrning nurlànishi và spåktrlàri hàqidàgimulîhazàlàrgà yanà qàytàmiz.

Quyosh và yulduzlàrning spåktrlàri. Quyosh và yulduzlàrtemperaturasi và ràngigà ko‘ra quyidàgi turlàrgà bo‘linàdi: eng issiqyulduzlàrning tåmpåràturàsi 100 000 Ê àtrîfidà; havorangyulduzlàrniki – 30 000 Ê; sàriqlàriniki esà 6 000 Ê và eng sîvuqyulduzlàrniki 3 000 Ê àtrîfidà bo‘làdi (Quyosh bizgà eng yaqinjîylàshgàn yulduz bo‘lib, sirtining temperaturasi 6 000 Ê).


49

Yulduzlàr enårgiyasining mànbàyi ulàrning ichidà 10 000 000 Êtemperaturada vîdîrîdning gåliygà àylànish råàksiyalàridir. Shuninguchun hàm bàrchà yulduzlàrning (shu jumlàdàn, Quyoshninghàm) àtmîsfåràsining àsîsiy qismini vîdîrîd và gåliy tàshkil qilàdi.

Yulduzlàrning spåktrlàri ulàrning tàrkibidà vîdîrîd và gåliydàntàshqàri turli kimyoviy birikmàlàr và elåmåntlàr màvjudligini ko‘r-sàtàdi. Judà issiq yulduzlàrning spåktrlàridà gåliy và àzîtgà õîs bo‘l-gàn yorqin chiziqlàr àjràlib tursà, sîvuq yulduzlàrning spåktrlà-ridà turli mîlåkular birikmàlàrning yutilish yo‘llàri ko‘prîq bo‘làdi.

Quyoshning spåktri turli qîrà chiziqlàr bilàn kåsilgàniniko‘rish mumkin (33- e ràsm). Bu chiziqlàr ulàrni birinchi bo‘libtàvsiflàgàn kishining nîmi bilàn Fràungîfår chiziqlàri dåyilàdi.Êirõgîfning fikrigà ko‘rà, bu chiziqlàr Quyosh và Yer àtmîsfåràsitàrkibigà kiruvchi elåmåntlàrning yutilish spåktrlàridir. Bu chiziq-làrning spåktrdàgi o‘rnigà qàràb, Quyosh nuri Quyosh àtmîsfå-ràsidàn qàndày mîddàlàr îrqàli o‘tgànligini àniqlàsh mumkin.

Quyosh àtmîsfåràsidà Yerdà màvjud elåmåntlàrdàn vîdîrîd,nàtriy, kàlsiy, tåmir và bîshqà mîddàlàr màvjudligi àniqlàngàn.Quyosh spåktrini o‘rgànish o‘shà pàytgàchà nîmà’lum bo‘lgànelåmånt màvjudligini ko‘rsàtdi. Uni gåliy (gråkchà «gåliîs» – quyoshso‘zidàn îlingàn) dåb nîmlàdilàr. 26 yil o‘tgàndàn so‘ng gåliyYerdà hàm tîpildi.4 Fizika, II qism

a)

b)

d)

e)

f)

g)

h)

400 450 500 550 600 700 λ, nm 33- rasm.


50

Spåktràl ànàliz hàqidà tushunchà. Nurlanish và yutilishspåktrlàrini o‘rgànish mîddàlàrning tàrkibini àniqlàshgà imkînbårishi hàqidà bàyon qilindi. Shuningdåk, spåktràl chiziqlàrningyorqinligi màzkur elåmåntning birikmàdàgi miqdîrini àniqlàshgàimkîn båràdi. Nurlanish và yutilish spåktrlàrigà muvîfiq mîddàningkimyoviy tàrkibini o‘rgànish usuli spåktràl ànàliz dåyilàdi.

Ìisîl uchun spåktrdà sàriq chiziq bo‘làdigàn bo‘lsà, buo‘rgànilàyotgàn mîddà tàrkibidà nàtriy bîrligini ko‘rsàtàdi. Àgàrspåktrdà îldin mà’lum bo‘lmàgàn chiziq ko‘rinsà, bu yangi elåmåntkàshf qilingànligining isbîtidir. Spåktràl ànàliz judà såzgir usulbo‘lib, uning yordàmidà elåmåntning 10−10 g miqdîrini hàm àniq-làsh mumkin. Êimyoviy usullàr bilàn bundày kàm miqdîrdàgimîddàni qàyd qilishning mutlàqî ilîji yo‘q.

Spåktràl àsbîblàr. Spåktrning ko‘rinish sîhàsini o‘rgànishuchun spåktrîskîp dåb ataluvchi àsbîblàr ishlàtilàdi. Eng sîddàspåktrîskîp 34- ràsmdà ko‘rsàtilgàn. Spåktrîskîp kîllimàtîr – 1;prizmàli ko‘rish trubàsi – 2; prizmàli stîlchà – 3; tirqish – 4;linzà – 5; îbyåktiv – 6 và îkular – 7 làrdàn tàshkil tîpgàn.Òirqishdàn kålàyotgàn nur kîllimàtîr îrqàli linzàgà tushàdi. Uprizmàdàn o‘tishdà turli rànglàrgà àjràlàdi và îbyåktiv, ko‘rishtrubàsi îrqàli îkular yordàmidà kuzàtilàdi.

Spåktrni fîtîplàstinkàdà qàyd qilishgà imkîn båruvchi àsbîbspåktrîgràf dåb ataladi.

Yanada tàkîmillashgan, ya’ni uchinchi trubà bilàn tà’minlàn-gàn àsbîb spåktrîmåtr deb ataladi.

Spåktràl ànàlizning qo‘llànilishi. Spåktràl ànàliz fàn uchunmuhim àhàmiyatgà egà. Àyniqsà, uning àstrînîmiya uchun àhà-miyati judàyam kàttà. Îsmîn jismlàrining tàrkibi to‘g‘risidà

mà’lumît îlishning yagînàyo‘li spåktràl ànàlizdir. Bu usulbilàn Quyoshning, yulduz-làrning và yulduz turkumi-ning tàrkiblàri o‘rgànilgàn,D.I.Ìåndålåyåv elåmåntlàrjàdvàlining 25 tà elåmånti kàshfqilingàn. Hîzirgi pàytdà spåktràlànàliz gåîlîgiyadà, måtàl-lurgiyadà, kimyodà, tibbiyotdàvà hàttî îziq-îvqàt sànîàtidàhàm kång qo‘llànilàdi.

7 2 36 51

4

B

Q

34- rasm.


51

Sinîv sàvîllàri

1. Nurlanish spåktri dåb nimàgà àytilàdi? 2. Nurlanish spåktriningqàndày turlàrini bilàsiz? 3. Chiziqli spåktr dåb qàndày spåktrgà àytilàdi?4. Nurlanish spåktri gàzning tàbiàtigà bîg‘liqmi? 5. Yutilish spåktrlàri qàndàyhîsil bo‘làdi? 6. Yutilish spåktrining ko‘rinishi qàndày bo‘làdi? 7. 33- à vàf ràsmlàrni sîlishtiring. 8. Êirõgîfning spåktrlàr hàqidàgi fikri qanday?9. 33- b và d, 33- g và h ràsmlàrni sîlishtiring. 10. Quyosh và yulduzlàrningspåktrlàri qanday? 11. Quyosh hàm yulduzmi? 12. Yulduzlàr ràngigà qàràbnåchà turgà bo‘linàdi? Quyosh qàysi turgà kiràdi? 13. Yulduzlàr enårgiya-sining mànbàyi nimà? 14. Yulduzlàr àtmîsfåràsining àsîsiy qismi qàndàyelåmåntlàrdàn ibîràt? 15. 33- e ràsmni bîshqà ràsmlàr bilàn sîlishtiribtàhlil qiling. 16. Fràungîfår chiziqlàri dåb qàndày chiziqlàrgà àytilàdi?17. Fràungîfår chiziqlàrini Êirõgîf qàndày tushuntirgàn? 18. Quyoshningtàrkibidà Yerdà màvjud bo‘lgàn qàndày elåmåntlàr màvjud? 19. Gåliyqàndày kàshf qilingàn? 20. Spåktràl ànàliz yordàmidà mîddàning tàrkibiniqàndày àniqlàsh mumkin? 21. Bu usul bilàn qànchà miqdîrdàgi mîddàniqàyd qilish mumkin? 22. Spåktrîskîp nimà màqsàddà ishlàtilàdi?23. Spåktrîgràf qàndày àsbîb? Spåktrîmåtr-chi? 24. Spåktràl ànàlizningàhàmiyati. 25. Spåktràl ànàlizning qo‘llànilishiga misollar keltiring.

Elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsi.Infràqizil và ultràbinàfshà nurlàr

Ì à z m u n i : elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsi; infràqizilnurlàr; ultràbinàfshà nurlàr.

Elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsi. I qism, 122- § dà elåktrî-màgnit to‘lqinlàr shkàlàsi hàqidà mà’lumît bårilgàn edi. O‘shàndà,àsîsàn, ràdiîto‘lqinlàr hàqidà fikr yuritgàn edik. Êåyinchàlik esàto‘lqin uzunligi 4,0 · 10−7 m dàn 7,6 · 10−7 m gàchà bo‘lgàn, ko‘zgàko‘rinàdigàn yorug‘lik to‘lqinlàrini o‘rgàndik. Elåktrîmàgnit to‘l-qinlàr shkàlàsini o‘rgànishni dàvîm ettirib, endi infràqizil vàultràbinàfshà nurlàrni o‘rgànàmiz. Råntgån nurlàri hàqidà kåyingimàvzudà fikr yuritsàk, γ- nurlàrgà kåyingi bîblàrdà to‘õtàlibo‘tàmiz.

Infràqizil nurlàr. Infràqizil nurlàr elåktrîmàgnit to‘lqinlàrshkàlàsidà ràdiîto‘lqinlàr và ko‘zgà ko‘rinuvchi qizil yorug‘liko‘rtàsidà jîylàshgàn. Uning to‘lqin uzunligi 2 mm dàn 760 nmgàchà îràliqdà bo‘làdi. Bu nurlàrning chàstîtàsi qizil nurnikidànkichikrîq bo‘lgàni uchun infràqizil, ya’ni qizildàn pàstrîq chàstîtàlidåb nîmlàngàn. U 1800- yildà ingliz îlimi V.Gårshål tîmînidàn

15-§.


52

kàshf qilingàn bo‘lib, judà kàttà enårgiyagà egà. Bu nurlar tushgànjîyini judà qàttiq qizdiràdi và shu sababli ungà issiq nur deb nomberilgan.

Vîlfram tîlàli cho‘g‘lànmà và gàz to‘ldirilgàn turli õil làmpàlàrinfràqizil nurlàrning mànbàyi bo‘làdi. Infràqizil nurning eng kuchlitàbiiy mànbàyi – Quyosh. Quyosh nurlàrining qàriyb yarmiinfràqizil nurlàrdan tashkil topgan. Infràqizil nurlàr insîn và jînliîrgànizmlàrning to‘qimàlàrigà singib, bàrchà biîlogik jàràyon-làrning bîrishigà ijîbiy tà’sir ko‘rsàtàdi. Uning qishlîq õo‘jàligidàgiàhàmiyati hàm kàttà. Shishà và shàffîf plyonkàlàrdàn o‘tgàninfràqizil nurlàr pàrnik ichidà issiqlik enårgiyasigà àylànàdi (pàrnikeffåkti). Shuningdåk, bu nurlàr måvàlàr, sàbzàvîtlàr và bîshqànàrsàlàrni quritishdà hàm ishlàtilàdi. Nàrsàlàrning infràqizil tàsvir-làrini ko‘rinuvchi tàsvirlàrgà àylàntiruvchi àsbîblàr hàm màvjud.Infràqizil nurlàr yordàmidà qîrîng‘ilikdàgi nàrsàlàrning jîyiniàniqlàsh mumkin. Infràqizil làzårlàr Yerdà và kîsmîsdà àlîqào‘rnàtishdà hàm ishlàtilàdi.

Ultràbinàfshà nurlàr. Ultràbinàfshà nurlàr binàfshà yorug‘lik-dàn kåyin jîylàshgàn bo‘lib, to‘lqin uzunligi 400 m dàn 10 nmgàchà îràliqdà bo‘làdi. (Ultràbinàfshà so‘zi binàfshàdàn kàttàrîqchàstîtàli, ya’ni to‘q binàfshà dågàn mà’nîni ànglàtàdi.)

Ultràbinàfshà nurlàr ko‘zgà ko‘rinmàydi và shàrtli ràvishdàquyidàgi turlàrgà bo‘linàdi: yaqin ultràbinàfshà nurlàr (400–200nm to‘lqin uzunlikli), 1801- yildà nåmis fizigi I.Rittår và inglizfizigi U.Vî l l à s tîn làr tîmînidàn kàshf qilingàn; uzîq vàvàkuumli ultràbinàfshà nurlàr (200–10 nm) nåmis fizigiV.Shumàn và ingliz fizigi Ò.Làymànlàr tîmînidàn o‘rgànilgàn.

3 000 Ê gàchà qizdirilgàn jismlàr ultràbinàfshà nurlàr màn-bàyi bo‘làdi. Bundày mànbà vàzifàsini simîbli, ksånînli và bîshqàgàzli làmpàlàr, istàlgàn yuqîri temperaturali plàzmà o‘tàshimumkin. Quyosh, yulduzlàr và bîshqà fàzîviy jismlàr ultràbi-nàfshà nurlàrning tàbiiy mànbàyi hisoblanadi.

Ultràbinàfshà nurlàr kuchli biîlîgik tà’sirgà egà. Òo‘lqin uzun-ligi 400–320 nm bo‘lgàn ultràbinàfshà nurlàr chiniqtiruvchi,sîg‘liqni mustàhkàmlîvchi tà’sirgà egà. Insîn îrgànizmidàD vitàmin hîsil bo‘lishigà yordàm båràdi. 320–280 nm li nurlàrbàdànning qîràyishigà îlib kålsà, 280–250 nm li to‘lqinlàr bàktå-riyalàrni o‘ldiruvchi tà’sir ko‘rsàtàdi. Bu nurlàrning yuqîri dîzàsiko‘zning jàrîhàtlànishi và tårining kuyishigà îlib kålàdi.


53

Ultràbinàfshà nurlàr Yer àtmîsfåràsi tîmînidàn kuchli yuti-làdi và shuning uchun hàm bàlànd tîg‘ hududlàridà o‘rgànilàdi.Îdàtdà, ulàr ultràbinàfshà nurlàrni ko‘zgà ko‘rinuvchi nurlàrgààylàntiruvchi fîtî- và luminåssånsiyalànàdigàn màtåriàllàrdà qàydqilib o‘rgànilàdi.

Nurlànish va yutilish spåktridàgi ultràbinàfshà nurlàr sîhà-sini o‘rgànish àtîmlàr, mîlåkulàlàr, iînlàr và qàttiq jismlàrningelåktrîn tuzilishini o‘rgànishgà yordàm båràdi. Bu nurlàrni o‘rgà-nish îsmîn jismlàri hàqidà mà’lumît båràdi. Ultràbinàfshà nur-làrning mîddàlàrgà tà’siridan kriminàlistikà và sàn’àtshunîslikdàkång fîydàlànilàdi. Shuningdåk, ultràbinàfshà nurlàr yordàmidààtmîsfåràdàgi turli zàràrli àràlàshmàlàrni hàm àniqlàsh mumkin.

Sinîv sàvîllàri

1. Elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsini tàvsiflàng. 2. Infràqizil nurlàrdåb qàndày nurlàrgà àytilàdi? 3. Infràqizil so‘zi qanday mà’nîni ànglàtàdi?4. Infràqizil nurlàrning to‘lqin uzunligi qàndày bo‘làdi? 5. U kim tîmînidànvà qàchîn kàshf qilingàn? 6. Infràqizil nur qàndày enårgiyagà egà?7. Infràqizil nurlàrning mànbàyi nima? 8. Infràqizil nurlàrning biîlîgiktà’siri qanday? 9. Uning qishlîq õo‘jàligidàgi àhàmiyati qanday? 10. Infràqizilnurlàrning ishlàtilishiga misollar keltiring. 11. Ultràbinàfshà nurlàrni ta’riflang.12. Ultràbinàfshà so‘zi qàndày mà’nîni ànglàtàdi? 13. Ultràbinàfshà nurlàrko‘zgà ko‘rinàdimi? Uning turlàrini aytib bering. 14. Ultràbinàfshà nurlàr-ning mànbàyi nima? 15. Uning biîlîgik tà’siri qanday? 16. Ultràbinàfshànurlàr nimà uchun bàlànd tîg‘ zînàlàridà o‘rgànilàdi? 17. Ultràbinàfshànurlàrning àhàmiyati nimadan iborat?

Råntgån nurlàri

Ì à z m u n i : råntgån nurlàri; råntgåntrubkàsi; råntgån nurlàri – elåktrîmàgnitto‘lqinlàr; råntgån nurlàrining qo‘llànilishi.

Råntgån nurlàri. Nåmis fizigi V.Råntgån1895- yildà trubkàdà gàzlàrning elåktr tîkio‘tkàzish jàràyonini o‘rgànàyotib nîmà’lumnurni kàshf etdi. Êåyinchàlik esà ungà råntgånnurlàri dåb nîm bårishdi. Bu nurlàr trubkàningkàtîddàn chiqàyotgàn kàttà tåzlikli elåktrînlàrtushàyotgàn jîyidà yashil sifàt nurlànish vu-judgà kåltirishi nàtijàsidà qàyd qilindi. Råntgån

V. RENTGEN

(1845–1923)

16-§.


54

nurlàrining îddiy nur uchun nîshàffîf hisîblànuvchi îdàmtanasi, qîrà qîg‘îz, kàrtîn và yupqà måtàll qàtlàmlàrdàn îsînginào‘tà îlish qîbiliyatigà egàligi àniqlàndi.

Råntgån trubkàsi. Råntgån nurlàrining vujudgà kålish må-õànizmini bilish uchun uni hîsil qilàdigàn, råntgån trubkàsi dåbataluvchi màõsus àsbîb bilàn tànishàylik (35- ràsm). Råntgåntrubkàsi ichidàgi bîsim 0,1 mPà àtrîfidà bo‘lgàn shishà bàllîndànibîràt. Vîlfràmdàn spiràl ko‘rinishidà yasàlgàn kàtîd elåktrînlàrmànbàyi bo‘lib õizmàt qilàdi. Òårmîelåktrîn emissiya nàtijàsidàkàtîddàn chiqàyotgàn elåktrînlàr îqimi kuchli elåktr màydîndàtåzlàtilàdi. Òåzlàshgàn elåktrînlar îqimi 45° burchàk îstidào‘rnàtilgàn îg‘ir ànîdgà tushàdi. Ànîdning bundày jîylàshtirilishigàsàbàb, undàn chiqàyotgàn nurning yo‘nàlishini bîshqàrishdir.

Òåzlàshtiruvchi màydîndà = =2

k 2mE eUv kinåtik enårgiyagà

egà bo‘lgàn elåktrîn ànîd mîddàsidà tîrmîzlànàdi. Êàttà tåzliklielåktrînlàrning ànîddà tîrmîzlànishi nàtijàsidà råntgån nurlàrivujudgà kålàdi.

Òîrmîzlànish nàtijàsidà vujudgà kålàdigàn råntgån nurlàriuzluksiz, yaõlit spåktrgà egà. Chunki ànîdgà urilàyotgàn elåktrîn-làrning tåzliklàri và dåmàk, kinåtik enårgiyalàri hàm turlichà. Shunità’kidlàsh lîzimki, råntgån nurlàrining enårgiyasi uni vujudgàkåltirgàn elåktrînlàrning enårgiyasidàn kàttà bo‘là îlmàydi.

Råntgån nurlàrining vujudgà kålish måõànizmi bilàn tànishdik,låkin bu nurning tàbiàti qàndày, dågàn sàvîlgà hàli jàvîb bårmàdik.

Råntgån nurlàri – elåktrîmàgnit to‘lqinlàr. Råntgån nurlàrielåktrîmàgnit to‘lqinlàrmi, dågàn sàvîl u kàshf qilingàn pàytlàr-dàyoq pàydî bo‘lgàn. Låkin bu sàvîlgà jàvîb bårish uchun råntgånnurlàrining to‘lqin õususiyatigà egà ekànligini isbîtlàsh taqozo

U = 50–200 kV Elektronlar

KatodAnod

Rentgen nurlari

35- rasm.

8–12 V


55

qilinadi. Shu màqsàddà råntgån nurlàrining tîr tirqishdàn bo‘ladi-gan difràksiyasini qàyd qilish yo‘lidàgi bàrchà urinishlàr muvàffà-qiyatsizlikkà uchràgàn. Àmmî 1912- yildà nåmis fizigi Ì.Làuedifràksiîn pànjàrà sifàtidà kristàllàrdàn fîydàlànishni tàklif qildivà kristàllàrdà råntgån nurlàrining difràksiyasi nàzàriyasini ishlàbchiqdi. Chunki îràlàridàgi màsîfàsi bir nåchà nànîmåtr tàrtibidàbo‘lgàn và tugunlàri yetàrli dàràjàdà bàtàrtib jîylàshgàn kristàlljudà yaõshi difràksiîn pànjàrà vàzifàsini o‘tàshi mumkin. V.Fridriõvà P.Êni ppinglàr tîmînidàn o‘tkàzilgàn tàjribàlàrdà Ì.Làuenàzàriyasi to‘là tàsdiqlànib, råntgån nurlàrining difràksiyasi kuzàtil-di. Shundày qilib, råntgån nurlàrining elåktrîmàgnit to‘lqin ekànligiisbîtlàndi. Råntgån nurlàri elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsidàultràbinàfshà và γ- nurlàr îràlig‘idà jîylàshgàn bo‘lib, to‘lqinuzunligi 100 nm dàn 10−5 nm gàchà bo‘lgàn elåktrîmàgnit to‘lqin-làrdàn ibîràtdir.

Råntgån nurlàrining qo‘llànilishi. Råntgån nurlàrining judàyaõshi singib (yutilmày) o‘tish qîbiliyati, fîtîplàstinkàgà tà’siri,mîddàlàrdàn o‘tishdà iînlàshtirish qîbiliyatigà egàligi uning fànvà tåõnikàdà, àmàliyotdà kång qo‘llànilishigà imkîn bårdi. Råntgånnurlàri eng ko‘p qo‘llànilàdigàn sîhà – råntgån dåfåktîskîpiyasi.Bu usulning màqsàdi råntgån nurlàri yordàmidà buyumlàrdàgiichki kàmchiliklàrni và ulàrning o‘rnini, kàttàligini, tàbiàtini àniq-làshdan iborat. Usulning mîhiyati råntgån nurlàrining turli zichlik-dàn o‘tgàndà turlichà yutilishigà àsîslàngàn. Ìànzàràni fîtî-plàstinkàgà tushirib îlish qulày usullàrdàn hisîblànàdi. Bu usul,àyniqsà, tibbiyotdà (råntgånîdiàgnîstikà) judà kång qo‘llànilàdi.

Shuningdåk, råntgån nurlàri, àniqrîg‘i, bu nurlàr vujudgàkåltiràdigàn difràksiîn mànzàrà yordàmidà mîddàlàrning tuzili-shini, àtîmlàrning jîylàshuvini àniqlàsh mumkin. Bu usul råntgånstrukturà ànàlizi dåyilàdi.

Bundàn tàshqàri, råntgån nurlàri dàvîlàshdà, mikrîskîplàrdà,spåktrîskîpiyadà, spåktràl ànàlizdà, àstrînîmiyadà và bîshqà birqànchà sîhàlàrdà judà kång qo‘llànilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Råntgån nurlàrini kim và qàchîn kàshf qilgàn? 2. U qàndày kàshfqilingàn? 3. Uning qàndày õususiyatlàri àniqlàngàn? 4. Råntgån nurlàriqàndày hîsil qilinàdi? 5. 35- ràsmdàgi mànzàràni tushuntirib båring. 6. Ànîd45° burchàk îstidà o‘rnàtilishigà sàbàb nimà? 7. Råntgån nurlàri qàndàyvujudgà kålàdi? 8. Òîrmîzlànish råntgån nurlàrining spåktri qàndày bo‘làdi?9. Nimà uchun råntgån nurlàrining enårgiyasi uni vujudgà kåltirgàn elåktrîn-


56

ning enårgiyasidàn kàttà bo‘là îlmàydi? 10. Råntgån nurlàrining to‘lqinxususiyatga ega ekànligini isbîtlàsh nima uchun zarur bo‘ldi? 11. Ì.Làuetàklifining mîhiyati nima? 12. Làuening g‘îyasi tàjribàdà isbîtlàndimi?13. Òàjribà nàtijàsidàn qàndày õulîsà chiqàrish mumkin? 14. Råntgånnurlàrining to‘lqin uzunligi qanday? 15. Nimà uchun îddiy tirqishdà råntgånnurlàrining difràksiyasi kuzàtilmàgàn? 16. Råntgån nurlàrining qàndàyõususiyatlàri uning kång qo‘llànilishigà imkîn yaràtdi? 17. Råntgån dåfåk-tîskîpiyasining mîhiyati nimàdàn iborat? 18. Råntgån strukturà ànàlizinimàni àniqlàshgà imkîn båràdi? 19. Råntgån nurlàridan yanà qàyårlàrdàfîydàlànilàdi? 20. Råntgån nurlàridàn fîydàlànilgàn và o‘zingiz båvîsitàishtirîk etgàn uchtà misîl kåltiring.

Ìàsàlà yechish nàmunàlàri

1 - m à s à l à . Intårfårånsiyagà kiruvchi nurlàrning îptik yo‘lfàrqi 1,9 · 10−6 m bo‘lsin. Undà ko‘zgà ko‘rinuvchi yorug‘lik uchun(7,6 · 10−7 m dàn 3,8 · 10−7 m gàchà): 1) màksimàl kuchàytirilgàn;2) màksimàl susàytirilgàn to‘lqin uzunliklàr àniqlànsin.

Bårilgàn:δ = 1,9 · 10−6 m;λ1 = 7,6 · 10−7 m;λ2 = 3,8 · 10−7 m.______________

1) λmax = ?2) λmin = ?

Yechish. 1. Intårfårånsiya nàtijàsidàmàksimàl kuchàyuvchi yorug‘lik to‘lqin-làri quyidàgi shàrtdàn àniqlànàdi:

δ = kλ, (k = 0, 1, 2, ...) (1)

Bundàn

λ δ=k

. (2)

(2) ifîdàgà kàttàliklàrning sîn qiymàtlàrini qo‘yish k ningk = 3, k = 4, k = 5 qiymàtlàridàginà to‘lqin uzunliklàri so‘ràlgànîràliqdà yotishini ko‘rsàtàdi:

λmax, , ( )= = ⋅ =⋅ −

−1 9 103

676 33 10 3m, k ;

λmax, , ( )= = ⋅ =⋅ −

−1 9 104

674 75 10 4m, k ;

λmax, , ( )= = ⋅ =⋅ −

−1 9 105

673 8 10 5m, k .

2. Intårfårånsiya nàtijàsidà màksimàl susàyuvchi yorug‘lik to‘l-qinlàri quyidàgi shàrtdàn àniqlànàdi:

δ λ= + =( ) , ( , , , , ... )2 1 0 1 2 32

k k , (3)

max

max

max


57

Bundàn

λ δ=+

22 1k

. (4)

Êàttàliklàrning qiymàtlàrini (4) gà qo‘yish k ning k = 2, k = 3,k = 4 qiymàtlàri uchunginà to‘lqin uzunliklàri so‘ràlgàn îràliqdàyotishini ko‘rsàtàdi:

λmin,

( ), ( )= = ⋅ =⋅ ⋅

⋅ +

−−2 1 9 10

2 2 1

677 6 10 2m m, k ;

λmin,

( ), ( )= = ⋅ =⋅ ⋅

⋅ +

−−2 1 9 10

2 3 1

675 43 10 3m m, k ;

λmin,

( ), ( )= = ⋅ =⋅ ⋅

⋅ +

−−2 1 9 10

2 4 1

674 22 10 4m m, k .

J à v î b :1. λ λ λmax max max, , ,= ⋅ = ⋅ = ⋅− − −6 33 10 4 75 10 3 8 107 7 6m; m; m;

2. λ λ λmin min min, , ,= ⋅ = ⋅ = ⋅− − −7 6 10 5 43 10 4 22 107 7 7m; m; m.

2 - m à s à l à . Êångligi 2 sm và dàvri 5 · 10−6 m bo‘lgàndifràksiîn pànjàrà qizil nur uchun (λ = 7 · 10−7 m) ikkinchi tàrtiblispåktrdà (k = 2), qàndày to‘lqin uzunliklàrni àjràtà îlishi mumkin?

Bårilgàn:s = 2 sm = 2 · 10−2 m;d = 5 · 10−6 m;λ = 7 · 10−7 m;k = 2.______________

∆λ = ?

Yechish. Pànjàràning àjràtà îlishqîbiliyati quyidàgichà àniqlànàdi:

kN = λ∆λ

, (1)

bundàn ∆λ =⋅λ

k N. (2)

Bu yerdà N sd

= – (3)

– difràksiîn pànjàràdàgi shtriõlàr sîni, d – pànjàrà dîimiysi.(3) ni hisîbgà îlib, (2) ni qàytà yozàmiz:

∆λ = ⋅⋅

λ dk s

. (4)

Êàttàliklàrning sîn qiymàtlàrini qo‘yib tîpàmiz:

λ = = ⋅⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅

− −

−−7 10 5 10

2 2 10

7 6

2100 875 10m m, .

J à v î b : ∆λ = ⋅ −0 875 10 10, m .

min

min

min

max

max

max

min

max

min


58

3 - m à s à l à . Yorug‘likning hàvîdàn îsh tuzi kristàligà tushi-shidàgi Bryustår burchàgi 57°. Yorug‘likning shu kristàlldàgi tåzligiàniqlànsin.

Bårilgàn:iB = 57°;n1 = 1___________v2 = ?

Yechish. Bryustår qînunigà muvîfiq:

= = 2

121tg B

nni n . (1)

Àgàr n1 = 1 và n c2

2=

v ekànligini e’tibîrgà îlsàk,

=2

tg Bci v (2)

ni hîsil qilàmiz. Bu yerdà c = ⋅3 108 ms

– yorug‘likningbo‘shliqdàgi tåzligi.

(2) ifîdàdàn v2 ni tîpamiz:

=2 tg B

ci

v . (3)

Êàttàliklàrning sîn qiymàtlàrini qo‘yib hisoblaymiz:

v2

883 10

572 10= = ⋅⋅

tgms

mso .

J à v î b : v282 10= ⋅ m

s.

Ìustàqil yechish uchun màsàlàlàr

1. Àgàr yoritilgànlik 100 000 lx bo‘lsà, quyoshli kundà 100 sm2 liyuzàgà qàndày yorug‘lik îqimi tushàdi? (Φ = 1000 lm.)

2. Yorug‘lik nuri dielåktrikdàn vàkuumgà o‘tàdi. Òo‘là qàytishburchàgi 42° gà tång. Yorug‘likning dielåktrikdàgi tåzligiàniqlànsin. (v2 = 2,02 · 108 m/s.)

3. Yorug‘lik nuri hàvîdàn shishàgà (n = 1,5) yo‘nàltirilgàn. Qàyt-gàn và singàn nurlàr îràsidàgi burchàk 90° gà tång bo‘lsà,tushish và yutish burchàklàri tîpilsin. (i1 = 56°, i2 = 34°.)

4. Spirt uchun to‘là qàytish burchàgi 47° gà tång. Spirtningsindirish ko‘rsàtkichi tîpilsin. (n ≈ 1,4.)

5. To‘lqin uzunligi 0,52 · 10−6 m bo‘lgàn mînîõrîmàtik nurningpàràllål dàstàsi 61°10′ burchàk îstidà hàvîdàgi sîvun pufàgigàtushdi. Àgàr kuzàtish qàytàyotgàn yorug‘lik uchun îlib bîrilsà,


59

pufàkning qàndày qàlinligidà intårfårånsiya yo‘llàri kuzàtilàdi?(d = 0,13 · 10−6 m.)

6. Kångligi 2 · 10−6 m bo‘lgan tirqishgà 0,589 · 10−6 m to‘lqinuzunlikli mînîõrîmàtik yorug‘lik pårpåndikular tushmîqdà.Yorug‘lik màksimumi kuzàtilàdigàn bàrchà burchàklàr àniqlàn-sin. (ϕ1 = 26°; ϕ2 = 47°24′.)

7. Hàr bir millimåtridà 500 tà shtriõi (tirqishi) bo‘lgàn difràksiînpànjàràgà 0,5 · 10−6 m to‘lqin uzunlikli yassi mînîõrîmàtikto‘lqin tushmîqdà. Àgàr nurlàr tikkà tushàyotgàn bo‘lsà,spåktrning kuzàtish mumkin bo‘lgàn eng kàttà tàrkibiy qismiàniqlànsin. (kmax = 4.)

8. Quyoshdàn kålàyotgàn yorug‘lik nuri ko‘l sirtidàn qàytàyot-gàndà màksimàl qutblàngàn bo‘lishi uchun Quyosh gîrizîntgànisbàtàn qàndày burchàk îstidà bo‘lishi kåràk? (γ = 37°.)

Test savollari

1. Yorug‘likning to‘lqin uzunligi deb, yorug‘lik ... aytiladi.

A. Ma’lum vaqt ichida bosib o‘tgan yo‘lga.B. Bir davrga o‘tadigan masofaga.C. Uzluksiz tarqalgan nurga.D. Juda kichik vaqt oralig‘idagi masofaga.

2. Yorug‘lik qanday tabiatlarga ega?

A. Korpuskular. B. Òo‘lqin. C. Elektromagnit.D. Difraksiya. E. Òo‘gri javob A va B.

3. Yorug‘lik manbayidan fazoviy burchak bo‘ylab tarqalayotganyorug‘lik oqimining shu fazoviy burchakka nisbati bilan aniqla-nadigan fizik kattalikka nima deyiladi?

A. Yorug‘lik oqimi. B. Fotometriya. C. Yoritilganlik.D. Yorug‘lik kuchi. E. Nurlanish oqimi.

4. Yorug‘lik oqimining SI sistemasidagi birligi nima?

A. Luks. B. Lumen. C. Kandela. D. Sham. E. Steradian.

5. ... deb, fotoplastinkada qayd qilingan tayanch va jism to‘lqinlarihosil qilgan interferension manzaraga aytiladi.

A. Difraksiya. B. Golografiya.C. Monoxromatik to‘lqinlar. D. Dispersiya.E. Interferensiya.


60

Bobning asosiy xulosalari

Yorug‘lik to‘lqini uzunligi 4,0 ⋅ 10−7–7,6 ⋅ 10−7 m bo‘lganelektromagnit to‘lqinlardan iborat.

Yorug‘likning tezligi chekli bo‘lib, u vakuumda c = 300000 km/s == 108 m/s tezlik bilan harakatlanadi.

Yorug‘lik nuri deganda, yorug‘lik energiyasi tarqaladiganyo‘nalish tushuniladi.

Muhitning absolut sindirish ko‘rsatkichi n yorug‘likningbo‘shliqdagi tezligi c ning shu muhitdagi tezligi v ga nisbati kabianiqlanadi, ya’ni

vcn = .

Yupqa linza formulasi: fba111 =+ .

Gyugens prinsipi: muhitning yorug‘lik to‘lqini yetib borgan harbir nuqtasi ikkilamchi to‘lqinlarning nuqtaviy manbayi bo‘ladi.

Kogerent to‘lqinlar deb, chastotalari (to‘lqin uzunliklari) tengva fazalarining farqi o‘zgarmas bo‘lgan to‘lqinlarga aytiladi.

Yorug‘lik interferensiyasi deb, ikki (yoki bir necha) kogerentyorug‘lik to‘lqinlarining qo‘shilishi natijasida yorug‘lik oqiminingfazoda qayta taqsimlanishiga, ya’ni ba’zi joylarda maksimum va boshqajoylarda minimum intensivliklarning vujudga kelishiga aytiladi.

Yorug‘lik to‘lqinlarining to‘siqni aylanib o‘tishi va geometriksoya tomonga og‘ishiga yorug‘lik difraksiyasi deyiladi.

Golografiya (yunoncha – to‘la yozuv) – interferensiya manzarasiyordamida yozuvni va to‘lqin maydonini qayta tiklashning maxsus usuli.

Qutblangan yorug‘lik deb, yorug‘lik vektori tebranish yo‘nalishi-ning tekis taqsimoti biror usul bilan o‘zgartirilgan yorug‘likka aytiladi.

Malyus qonuni: I = I0cos2α.

Bryuster qonuni: tg iB = n

21.

Dispersiya deb, muhit sindirish ko‘rsatkichining yorug‘likto‘lqin uzunligiga (chastotasiga) bog‘liqligiga aytiladi.

Nurlanish deb, qizdirilgan modda o‘zidan chiqaradigan elektro-magnit to‘lqinlar majmuasiga aytiladi.

Atom o‘zidan qanday yorug‘lik to‘lqini nurlasa, shundayyorug‘lik to‘lqinini yutadi.

Nurlanish va yutilish spektrlariga muvofiq, moddaning kimyo-viy tarkibini o‘rganish usuliga spektral analiz deyiladi.

Rentgen nurlari – to‘lqin uzunliklari 100 mm dan 10−5 kmgacha bo‘lgan elektromagnit to‘lqinlardan iboratdir.


61

Biz îldingi bîbdà yorug‘likning hàm zàrràlàr îqimidàn ibîràt(kîrpuskular nàzàriya) ekànligini tàsdiqlîvchi (gåîmåtrik îptikà),hàm elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt (to‘lqin nàzàriya) ekànliginitàsdiqlîvchi jàràyonlàr (intårfårånsiya, difràksiya, qutblànish)bilàn tànishdik. Bulardan tashqari, yorug‘likning kîrpuskulartàbiàtini tàsdiqlîvchi fîtîeffåkt, Kîmptîn effåkti hîdisàlàri kuzàtil-gàn. Õo‘sh, yorug‘lik o‘zi nimà, dågàn sàvîlgà àniqrîq jàvîb bårishpàyti kålmàdimi?

Biz hîzirgàchà o‘rgàngàn klàssik måõànikà àtîmning tuzilishivà uning spåktrining tàbiàtini tushuntirishgà îjizlik qilàdi. Umumànîlgàndà, àtîmlàrning và elåmåntàr zàrràlàrning hàràkàt qînunlàriqàndày bo‘làdi?

Yuqîridàgi sàvîllàrgà jàvîb izlàsh và ulàrni bir-birigà bîg‘làshkvànt måõànikàsining yaràtilishigà îlib kåldi.

Biz quyidà bu fànning vujudgà kålishi và u àsîsidà tushuntiribbårilàdigàn fizik jàràyonlàr bilàn, àniqrîg‘i, kvànt måõànikàsiàsîslàri bilàn tànishàmiz.

I I B O B

Yuqîridà qàyd etilgànidåk, yorug‘likning tàbiàti hàqidàgimàsàlà fiziklàr îldidà turgàn eng kàttà muàmmîlàrdàn biri edi.Bu muàmmî, àyniqsà, issiqlikdàn nurlànishni o‘rgànish jàràyoni-dà yaqqîl nàmîyon bo‘ldi. Uni yechish yo‘lidà dàdil g‘îyani ilgàrisurgàn nåmis fizigi Ì.Plànk 1900- yildà «enårgiya fàqàt kichkinàpîrsiyalàr, ya’ni kvàntlàr ko‘rinishidà chiqàrilàdi và yutilàdi»,dågàn fikrni bildirdi. 1905- yildà À.Eynshtåyn fîtîeffåkt hîdisàsiuchun o‘z fîrmulàsini yozib, Plànk gipîtåzàsini yanàdà rivîjlàn-tirdi.

Yorug‘likning hàr ikkàlà tàbiàtini hàm tàsdiqlîvchi hîdisàlàr-ning màvjudligi, u hàr ikkàlà õususiyatgà hàm egà emàsmikàn,dågàn fikrning tug‘ilishigà sàbàb bo‘ldi. Bu – yorug‘likning kîr-puskular-to‘lqin duàlizmining pàydî bo‘lishigà îlib kåldi.

KVANT FIZIKASI ASOSLARI

KVANT OPTIKASI ELEMENTLARI


62

Issiqlikdàn nurlànish.Issiqlikdàn nurlànish qînunlàri

Ì à z m u n i : issiqlikdan nurlànish; issiqlikdàn nurlànishõàràktåristikàlàri; Êirõgîf qînuni; Ståfàn–Bîlsmàn qînuni;Vinning siljish qînuni.

Issiqlikdàn nurlànish. Issiqlikdàn nurlànish tàbiàtdà eng ko‘ptàrqàlgàn elåktrîmàgnit nurlànishdir. U tåmpåràturàsi 0 Ê dànfàrq qilàdigàn hàr qàndày jismgà õîs bo‘lib, mîddàning ichkienårgiyasi hisîbigà àmàlgà îshirilàdi. Nàtijàdà mîddàning ichkienårgiyasi kàmàyadi, tåmpåràturàsi pàsàyadi, ya’ni sîviydi. Jismuzîq vàqt nurlànib turishi uchun esà uning kàmàyayotgàn enår-giyasini to‘ldirib turish kåràk. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, jismnurlànish bilàn bir pàytdà bîshqà jismlàr tîmînidàn chiqàrilàyot-gàn nurlànish enårgiyasini ham yutàdi. Buning nàtijàsidà jismningichki enårgiyasi îrtàdi, tåmpåràturàsi ko‘tàrilàdi, ya’ni qiziydi.Dåmàk, jism, bir tîmîndàn, nurlànish enårgiyasini chiqàrsà,ikkinchi tîmîndàn yutàdi. Nàtijàdà mà’lum vàqt dàvîmidà jismchiqàràdigàn và yutàdigàn enårgiyaning tånglàshuvi ro‘y båràdi,ya’ni uning tåmpåràturàsi o‘zgàrmàydi. Bundày hîlàtdàgi nurlànishmuvîzanàtdàgi nurlànish dåyilàdi.

Siståmàning vàqt o‘tishi bilàn tårmîdinàmik pàràmåtrlàrio‘zgàrmàydigàn hîlàti tårmîdinàmik muvîzanàt dåyilàdi.

Àgàr tàshqi shàrîit o‘zgàrmàsa, tårmîdinàmik siståmà o‘z-o‘zidàn muvîzanàt hîlàtidàn chiqmàydi.

Issiqlikdàn nurlànish õàràktåristikàlàri. Nurlànishning eng àsî-siy xàràktåristikàsi W nurlànish enårgiyasi hisîblànàdi.

Nurlànish îqimi Φe dåb, W nurlànish enårgiyasining t nurlà-nish vàqtigà nisbàti bilàn àniqlànàdigàn kàttàlikkà àytilàdi:

eWtΦ = . (17.1)

Boshqacha aytganda, nurlanish oqimi vaqt birligidàgi nurlà-

nish enårgiyasi bilàn õàràktårlànàdi và W Js

= làrdà o‘lchànàdi.

Jismning nurlànishi (Re) dåb, jism chiqàràyotgàn Φe nurlànishîqimining jism sirtining S yuzàsigà nisbàti bilàn àniqlànàdigàn kàttà-likkà àytilàdi:

Φ= e

e SR . (17.2)

17-§.


63

Binobarin, nurlànish – jismning birlik sirtidàn chiqàyotgàn

nurlàr îqimidir. Nurlànish Wm2 làrdà o‘lchanadi.

Yuqîridà kåltirilgàn õàràktåristikàlàr butun nurlànish spåktrigàõîs bo‘lgàn kàttàliklardir. Àmàldà esà to‘lqin uzunligining birîrkichkinà intårvàligà tààlluqli nurlànishni bilish muhim àhàmiyatgàegà bo‘làdi. Àytàylik, spåktrning to‘lqin uzunligi ∆λ bo‘lgàn îrà-lig‘ini qàràyotgàn bo‘làylik. Enårgiyaning shu îràliqqà tààlluqliqismi nurlànishning spåktràl zichligi bilàn õàràktårlànàdi.

Nurlànishning spåktràl zichligi (rλ ) dåb, spåktrning birîr qismigàto‘g‘ri kåluvchi ∆Re nurlanishning shu qismning to‘lqin uzunligi ∆λgà nisbàti bilàn àniqlànàdigàn kàttàlikkà àytilàdi:

r Reλ = ∆

∆λ, (17.3)

ya’ni nurlànishning spåktràl zichligi birlik to‘lqin uzunligigà to‘g‘rikåluvchi nurlànishdir.

Nurlànishning spåktràl zichligi Wm3 làrdà o‘lchànib, jismning

temperaturasigà bîg‘liq bo‘ladi. Jism tîmînidàn nurlànish enårgiya-sining yutilishini õàràktårlàsh màqsàdidà yutish kîeffitsiyånti tu-shunchàsi kiritilàdi.

Yutish kîeffitsiyånti (α) dåb, shu jism tîmînidàn yutilgàn Φe

nurlànish îqimining, ungà tushàyotgàn ′Φe nurlànish îqimigà nis-bàtigà àytilàdi:

Φ′Φα = ee. (17.4)

α yutish kîeffitsiyåntini birîr ∆λ îràliq uchun hàm qàràshmumkin:

λλ

λ

∆Φ′∆Φ

α = e

e. (17.5)

Êirõgîf qînuni. Biz qàràyotgàn siståmà bir nåchtà jismlàrdàntàshkil tîpgàn và jismlàr îràsidà enårgiya àlmàshuvi fàqàt issiqliknurlànishi và yutilishi îrqàli àmàlgà îshsin. Bîshqàchà àytgàndà,jismlàr îràsidà issiqlik uzàtilishi (tågib turgàn jîylàrdàgi mîlåkulàlàriîrqàli) và kînvåksiya (mîlåkulàlàrning ko‘chishi) màvjud bo‘l-màsin. Shundày hîldà hàm, mà’lum vàqtdàn kåyin, siståmàdàgijismlàr tåmpåràturàlàrining tånglàshuvi ro‘y båradi. Bungà sàbàb,


64

issiqrîq jismlàr yutgànigà nisbàtàn ko‘prîq nurlànib, enårgiyasi-ning bir qismini sîvuqrîq jismlàrgà båradi. Bu jàràyon siståmàdamuvîzànàt qaror topguncha dàvîm etàdi và tåmpåràturà tånglàsh-gàndàn so‘ng to‘õtàydi.

Fàqàt nurlànish và yutish îrqàli enårgiya àlmàshàdigàn,tårmîdinàmik muvîzànàt hîlàtidàgi jismlàr nurlànish spåktràlzichligining yutish kîeffitsiyåntigà nisbàti o‘zgàrmàs kàttàlik bo‘lib,jismning tàbiàtigà bîg‘liq bo‘lmàydi. Bàrchà jismlàr uchun u birõil – to‘lqin uzunligi λ và tåmpåràturà Ò ning funksiyasi:

λ λ

λ λα α= = λ1 2

1 2

( , )r r

f T . (17.6)

Ungà muvîfiq: jism qàndày to‘lqin uzunlikli elåktrîmàgnitto‘lqinlàrni chiqàrsà, shundày to‘lqin uzunlikli elåktrîmàgnitto‘lqinlàrni yutàdi.

O‘zigà tushàyotgàn elåktrîmàgnit to‘lqinlàrning bàrchàsiniyutàdigàn jism àbsîlut qîrà jism dåyilàdi. Àbsîlut qîrà jism uchunαλ = 1. O‘z xîssàlàrigà ko‘rà qîràkuya, qîrà bàõmàl và hîkàzîlàràbsîlut qîrà jismgà misîl bo‘làdi. Ichki qismi yutuvchi mîddàdànyasàlgàn, kichkinà tirqishli jism àbsîlut qîrà jismning yaõshimîduli bo‘là îlàdi (36- ràsm). Òirqishdàn kirgàn nur ko‘p màrtàqàytàdi và hàr bir qàytishdà qismàn yutilà bîràdi.

Yutish kîeffitsiyånti αλ < 1 bo‘lgàn jismlàr kulràng jismlàrdåyilàdi.

Endi nurlànishning tåmpåràturàgà bîg‘liqligini o‘rgànàylik.Ståfàn–Bîlsmàn qînuni. Gàrchi, Êirõgîf qînuni nurlànishning

spåktràl zichligi tåmpåràturà và to‘lqin uzunligigà prîpîrsiînàlliginiko‘rsàtsà-dà, bu bîg‘lànishning îshkîr ko‘rinishini yozish muhimàhàmiyatgà egàdir. Ushbu màsàlàni qismàn yechishgà erishgànàvstriyalik fiziklàr Y.Ståfàn và L.Bîlsmàn quyidàgi o‘z nîmlàribilàn àtàluvchi qînunni yaràtdilàr. Qîrà jismning nurlànishi uningtårmîdinàmik temperaturasining to‘rtinchi dàràjàsigà prîpîrsiînàl:

Re = σT 4. (17.7)

Bu yerdà σ = 5,67 · 108 W m K2( )⋅ 4 – Ståfàn–Bîlsmàn dîimiysi.37- ràsmdà nurlànish spåktràl zichligi và to‘lqin uzunligi îràsidàgibîg‘lànishlàrning turli temperaturalar uchun o‘tkàzilgàn tàjribànàtijàlàri kåltirilgàn. Ulàrdàn ko‘rinib turibdiki, hàr bir uzluksizegri chiziq, temperatura îrtishi bilàn kichik to‘lqin uzunliklàr tîmînsiljiydigàn, yaqqîl ko‘rinib turàdigàn màksimumlàrgà egà.


65

Vinning siljish qînuni. Yuqorida ko‘rdikki, temperatura îrtishibilàn chiziqlàr to‘lqin uzunligining kichik qiymàtlàri tîmîngàsiljiydi, ya’ni λmax kàmàyadi. Ushbu siljishni nåmis fizigi V.Vinquyidàgi siljish qînuni orqali ifîdàlàgan.

Eng kàttà to‘lqin uzunligi λmax qîrà jismning temperaturasigàtåskàri prîpîrsiînàl:

λ =maxcT

. (17.8)

Bu qînun Vinning siljish qînuni dåb ataladi. Vin dîimiysic = 2,898 ⋅ 10−3 m ⋅ K. Qizdirilgàn jism sîviy bîshlàgàndà ko‘prîqto‘lqin uzunligi kàttà bo‘lgàn nurlànish chiqàrishi Vinning siljishqînuni yordàmidà tushuntirilàdi. Ìàsàlàn, îq ràngli qizdirilgànmåtàll sîviy bîshlàgàndà qizil tusgà kiràdi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, gàrchi empirik ràvishdà tîpilgànStåfàn–Bîlsmàn và Vin qînunlàri issiqlik nurlànishidà muhimrîl o‘ynàgàn bo‘lsà-dà, ulàr õususiy hîllarniginà ifîdàlàshlàrimumkin. Bîshqàchà àytgàndà, Ståfàn–Bîlsmàn qînuni 37- ràsmdàkåltirilgàn và tàjribà nàtijàlàri àsîsidà chizilgàn bîg‘lànishning kichikto‘lqin uzunlikli qismini tushuntirà îlsà, Vin qînuni kàttà to‘lqinuzunlikli qismi bilàn mîs kålàdi. Òo‘lqin uzunliklàrining o‘rtàqiymàtlàrigà mîs kåluvchi tàjribà nàtijàlàrini esà hàr ikkàlà qînunhàm tushuntirib bårà îlmàydi.

Sinîv sàvîllàri

1. Qàndày hîdisàlàr yorug‘likning kîrpuskular nàzàriyasini tàsdiq-làydi? Òo‘lqin nàzàriyasini-chi? 2. Êvànt fizikàsi qàndày muàmmîlàrnio‘rgànàdi? 3. Yorug‘lik qàndày õususiyatgà egà? 4. Ì.Plànk qàndày fikrni

O

rλ, T

λmax

tem

pera

tura

o‘sa

di

36- rasm. 37- rasm.

5 Fizika, II qism

λ


66

bildirdi? 5. Issiqlikdàn nurlànish qàndày nurlànish? 6. Issiqlikdàn nurlànishnàtijàsidà jismning ichki enårgiyasi qàndày o‘zgàràdi? 7. Nurlànish enårgiya-sini yutgàndà jismdà qàndày o‘zgàrish ro‘y båràdi? 8. Nurlànàyotgàn jismtåmpåràturàsining pàsàyishini, nurlanish yutàyotgàn jism tåmpåràturàsiningîrtishini qàndày tushuntiràsiz? 9. Ìuvîzînàtli nurlànish dåb qàndàynurlànishgà àytilàdi? 10. Òårmîdinàmik muvîzînàt dåb qàndày hîlàtgààytilàdi? 11. Nurlànish îqimi và uning birligini ayting. 12. Jismningnurlànishi và uning birligi qanday? 13. Nurlànishning spåktràl zichliginima và bundày tushunchàning kiritilishigà qàndày zàruràt bîr? 14. Yutishkîeffitsiyånti nima? 15. Êirõgîf qînunini ta’riflang. 16. Àbsîlut qîrà jismdåb qàndày jismgà àytilàdi? 17. Àbsîlut qîrà jismning mîdålini tushuntiring.18. Êulràng jism qanday jism? 19. Ståfàn–Bîlsmàn qînuni và uningàhàmiyati qanday? 20. 37- ràsmdàgi bîg‘lànishlàrni tushintiring.21. Òåmpåràturà îrtishi bilàn chiziqlàr qàndày o‘zgàràdi? 22. Vinningsiljish qînunini ta’riflang. 23. Vin qînunining o‘rinliligigà misîl kåltiring.24. Ståfàn–Bîlsmàn và Vin qînunlàrining qàndày kàmchiliklàri màvjud?

Relåy–Jins qînuni. Plànk gipîtåzàsi

Ì à z m u n i : Relåy–Jins qînuni; Plànk gipîtåzàsi; fîtîn vàuning õàràktåristikàlàri.

Relåy–Jins qînuni. Ståfàn–Bîlsmàn và Vin qînuni yordàmidànurlànish spåktràl taqsimotining ko‘rinishini tîpish yo‘lidàgiurinishlàr muvàffàqiyatsizlikkà uchràgàndàn so‘ng, ingliz fiziklàriD. Relåy và J. Jins yangi fîrmulàni tàklif qildilar. Ulàr enårgiyaningerkinlik dàràjàlàri bo‘yichà tåkis tàqsimîti hàqidàgi klàssik qînunàsîsidà nurlànishning spåktràl zichligi uchun quyidàgi ifîdàniyozdilàr:

λπ

λ=

22r kT . (18.1)

Àmmî ushbu ifîdà hàm 38- ràsmdàgi bîg‘lànishlàrning kàttàto‘lqin uzunlikli (kichik chàstîtàli) qisminiginà tushuntirib båràîldi. U kichik to‘lqin uzunliklàr (kàttà chàstîtàlàr) uchun mutlàqîyarîqsiz bo‘lib chiqdi. Ìàsàlàn, to‘lqin uzunligi nîlgà yaqinlàsh-gàndà nurlànishning spåktràl zichligi chåksiz kàttà qiymàtni qàbulqilàdi. ((18.1) ifîdàning màõràji nîlgà intilganda, r

λ ning qiymàti

chåksizlikkà intilàdi). Bu hîl fàndà «ultràbinàfshà hàlîkàti» dåbnîmlànàdi.

Shundày qilib, jismlàr chiqàràdigàn enårgiya uzluksiz ràvishdào‘zgàràdi dåb hisîblîvchi klàssik tàsàvvurlàr àsîsidà, jism nurlà-

18-§.


67

nish spåktrini tushuntirish yo‘lidàgi bàrchàurinishlàr o‘tib bo‘lmàs to‘siqqà duch kålàvårdi.Ìuàmmîni yechish yangichà g‘îya, yangichàfikr yuritishni tàqîzî qildi.

Plànk gipîtåzàsi. Bu g‘îya klàssik tàsàvvurgàtåskàri, ya’ni nurlànish enårgiyasi uzlukli, qiy-màti sàkràb o‘zgàràdi, dågàn tàsàvvurgà àsîs-làngàn bo‘lishi mumkin edi.

Buni birinchi bo‘lib tushunib yetgàn nåmisfizigi Ì.Plànk quyidàgi gipîtåzàni îlg‘à surdi.

Jismning nurlànish enårgiyasi klàssik fizikà-dà tàsàvvur qilingànidåk uzluksiz bo‘lmày,tåbrànish chàstîtàsi ν gà prîpîrsiànàl E enårgiyali kvàntlàrdàn,ya’ni àlîhidà enårgiyali pîrsiyalàrdàn ibîràtdir:

E = h ⋅ ν, (18.2)

bu yerdà h = 6,62 ⋅10−34 J ⋅ s – Plànk dîimiysi. U nurlànish enårgiyasiqànchà miqdîrdà sàkràb o‘zgàrishini ko‘rsàtàdi.

Bizgà mà’lumki, jism ko‘plàb sîndàgi àtîmlàrdàn ibîràt vàbu àtîmlàrning hàr biri Plànk gipîtåzàsigà ko‘ra elåktrîmàgnitto‘lqinlàr chiqàràdi. Bîshqàchà àytgàndà, àtîmning nurlànishenårgiyasi kvànt enårgiyasigà kàrràli ràvishdà o‘zgàrib, E, 2E,3E, ..., nE qiymàtlàrniginà qàbul qilishi mumkin. Àytàylik,ν = 1010 Hz chàstîtàli nurlar (λ = 3 ·102 m radioto‘lqinlar) kvàntenårgiyasini tîpish so‘ràlgàn bo‘lsin:

E = h ⋅ ν = 6,62 ·10−24 J.

Bu yetàrli dàràjàdà kichik sîn bo‘lib, bundày qiymàtni klàssikfizikàdà uzluksiz ràvishdà o‘zgàràdi, dåb hisîblàsh mumkin.

Àgàr ν = 1015 Hz chàstîtàli nurlar (λ = 3 ·10−7 m li ultrabinafshato‘lqinlar) uchun kvànt enårgiyasi tîpilsà:

E = h ⋅ ν = 6,62 ·10−19 J,

mikrîzàrràlàr fizikàsi uchun hisîbgà îlish zàrur bo‘lgàn kàttàliknihîsil qilàmiz. Shuning uchun tàklif qilgàn gipîtåzàsi àsîsidà Plànktîmînidàn tîpilgàn fîrmulà nàfàqàt jismning nurlànish spåktrinito‘là tushuntirib bårmày, bàlki uning yordàmidà klàssik fizikàqînunlàri, jumlàdàn, Ståfàn–Bîlsmàn và Vin qînunlàrini hàmhîsil qilish mumkin.

M. PLANK

(1858–1947)


68

Fîtîn và uning õàràktåristikàlàri. Plànk gipîtåzàsi yorug‘likkvànti hàqidàgi tushunchàning pàydî bo‘lishigà îlib kåldi và ufîtîn dåb nîm îldi. Fîtîn quyidàgi õàràktåristikàlàrgà egà.

Fîtînning enårgiyasi:

E h hc= =νλ

, (18.3)

màssàsi

m Ec

hc

hc

= = =2 2

νλ

, (18.4)

impulsi

p mc hc

h= = =νλ2. (18.5)

Yuqîridàgi ifîdàlàrdà νλ

= c ekanligi e’tibîrgà îlingàn. c = 3 · 108

m/s – yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligi.Fîtîn yorug‘lik tåzligigà tång bo‘lgàn tåzlik bilàn hàràkàtlànàdi.

Uni såkinlàshtirib hàm, tåzlàtib hàm bo‘lmàydi. Shuning uchunfîtînning tinchlikdàgi màssàsi to‘g‘risidà gàpirish mà’nîgà egàemàs.

Sinîv sàvîllàri

1. Relåy–Jins fîrmulàsini yozing. 2. Relåy–Jins fîrmulàsi nurlànishspåktrining qàysi qismini tushintirà îlàdi? 3. «Ultràbinàfshà hàlîkàt» dåbnimàgà àytilàdi? 4. Nimà uchun Ståfàn–Bîlsmàn, Vin và Rålåy–Jinsqînunlàri jismning nurlànish spåktrini to‘là tushuntirib bårà îlmàydi?5. Plànk gipîtåzàsini ta’riflang. 6. Plànk dîimiysi và uning fizik mà’nîsiniaytib bering. 7. Plànk gipîtåzàsigà muvîfiq àtîmlàrning nurlànish enårgiyasiqàndày bo‘làdi? 8. Òurli chàstîtàli elåktrîmàgnit to‘lqinlàr uchun kvàntenårgiyasini hisîblàng. 9. Ståfàn–Bîlsmàn và Vin qînunlàrini Plànkfîrmulàsidàn hîsil qilish mumkinmi? 10. Àgàr mumkin bo‘lsà, uni qàndàyizîhlàysiz? 11. Fîtîn nimà? 12. Fîtînning enårgiyasi qanday? 13. Fîtîn-ning màssàsi qanday? 14. Fîtînning impulsi qanday? 15. Fîtînning tåz-ligi qanday? 16. Fîtînni qàndày qilib såkinlàshtirish mumkin? 17. Fîtîn-ning tinchlikdàgi màssàsi qanday?

Fîtîeffåkt hîdisàsi

Ì à z m u n i : fîtîeffåkt hîdisàsi; Stîlåtîv tàjribàsi; to‘yinishtîki; tutuvchi pîtånsiàl; Stîlåtov qînunlàri; fîtîeffåkt hîdisàsiningtàlqini; Eynshtåyn tånglàmàsi; fîtîeffåktning qizil chågàràsi; Stîlåtîvqînunlàrining tàlqini; ko‘p fîtînli fîtîeffåkt; ichki fîtîeffåkt.

19-§.


69

Fîtîeffåkt hîdisàsi. Yorug‘lik tà’siridàelåktrînlàrning mîddàlàrdàn àjràlib chiqishhîdisàsi tàshqi fîtîeffåkt dåyilàdi. Bu hîdisà-ni 1887- yildà G.Gårs kàshf qilgàn và u 1890-yildà rus fizigi À.Stîlåtîv tîmînidàn o‘rgà-nilgàn.

Àgàr tàshqi fîtîeffåkt àsîsàn o‘tkàzgich-làrdà ro‘y bårishi và ulàrdàgi elåktrînlàrningàtîm và mîlåkulàlàrgà bîg‘lànish enårgiyasijudà kichikligini e’tibîrgà îlsàk, elåktrînlàràtîmlàr và mîlåkulàlàrdàn àjràlib chiqishigàishînch hîsil qilàmiz.

Àgàr àtîm yoki mîlåkulàdàn àjràtib îlingànelåktrîn mîddàning ichidà erkin elåktrînlàrsifàtidà qîlsà, bundày hîdisàgà ichki fîtîeffåktdåyilàdi. Ichki fîtîeffåkt àsîsàn yarimo‘tkàz-gichlàrdà kuzàtilib, 1908- yildà rus fizigiÀ.Iîffå (1880–1960) tîmînidàn o‘rgànilgàn.

Stîlåtîv tàjribàsi. Stîlåtîv tîmînidàntàshqi fîtîeffåktni o‘rgànish tàjribàsining sõå-màsi 38- ràsmdà kåltirilgàn.

Vàkuumli nàydà kàtîd vàzifàsini bàjàruv-chi tåkshirilàyotgàn Ê plàstinkà và ànîd vàzifà-sini bàjàruvchi À elåktrîd jîylàshtirilgàn.Êàtîd và ànîd R qàrshilik îrqàli tîk mànbàyigàulàngàn. Elåktrîdlàr îràsidà kuchlànish (ànîd kuchlànishi) vîlt-måtr V, zànjirdàgi tîk esà gàlvanîmåtr (kichik tîklàrni o‘lchày-

A. F. IOFFE

(1880–1960)

A. G. STOLETOV

V

G

K A

R

Yorug‘lik

38- rasm.


70

digàn àsbîb) G yordàmidà o‘lchànàdi. Êàtîd yoritilmàgàn dàstlàbkipàytdà zànjirdà tîk bo‘lmàydi. Chunki kàtîd và ànîd o‘rtàsidàgibo‘shliqdà zàryad tàshuvchi zàrràlàr bo‘lmàydi. Àgàr kàtîd shishàko‘zgu îrqàli yoritilsà, gàlvînîmåtr zànjirdà tîk pàydî bo‘lgàniniko‘rsàtàdi (ungà fîtîtîk dåyilàdi). Bungà sàbàb, kàtîd plàstinkàsigàtushgàn yorug‘likning undàn elåktrînlàrni (ulàr fîtîelåktrînlàrdåyilàdi) urib chiqàrishi và bu elåktrînlàrning elåktr màydîntà’siridà ànîd tîmîn bàtàrtib hàràkàtining vujudgà kålishidir.Pîtånsiîmåtr yordàmidà ànîd kuchlànishining qiymàti và ishîrà-sini o‘zgàrtirish mumkin. Bu pàytdà gàlvànîmåtr tîk kuchiningmîs o‘zgàrishlàrini ko‘rsàtàdi.

Òo‘yinish tîki. 39- ràsmdà ànîd kuchlànishi và fîtîtîk îràsidàgibîg‘lànish ko‘rsàtilgàn. Bu bîg‘lànish fîtîeffåktning vîlt-àmpårõàràktåristikàsi dåyilàdi. Undàn ko‘rinib turibdiki, kàtîd và ànîdîràsidàgi kuchlànish îrtishi bilàn fîtîtîkning qiymàti hàm îrtibbîràdi. Êuchlànishning birîr qiymàtidàn bîshlàb tîk kuchi o‘zgàr-mày qîlàdi. Bungà sàbàb, yorug‘lik tà’siridà kàtîddàn urib chiqàri-làyotgàn elåktrînlàrning bàrchàsi ànîdgà yetib bîràyotgànligidir.Bu tîkkà to‘yinish tîki (It ) dåyilàdi. Shuni tà’kidlàsh lîzimki,to‘yinish tîkining qiymàti kàtîdgà tushàyotgàn yorug‘lik îqimigàbîg‘liq bo‘lib, yorug‘lik îqimi ko‘pàyishi bilàn to‘yinish tîkiningqiymàti hàm îrtàdi (39- ràsmgà q.).

Òutuvchi pîtånsiàl. Fîtîeffåktning vîlt-àmpår õàràktåris-tikàsidàn ko‘rinib turibdiki, ànîd kuchlànishi nîlgà tång bo‘lgàndàhàm zànjirdà tîk bo‘làvårar ekan. (Ànîd kuchlànishi nîlgà tångbo‘lgàndà fîtîelåktrînlàrni ànîdgà tîmîn hàràkàtlàntiruvchi elåktrmàydîn bo‘lmàydi.) Bungà sàbàb, kàtîddàn urib chiqàrilàyotgànelåktrînlàrning tàshqi tà’sir bo‘lmàgàndà hàm ànîdgà yetib îlish-làri uchun yetàrli bo‘lgàn kinåtik enårgiyagà egà bo‘lishlàridir. Bu

I

It2

It1 A1

AUt U

Φ2 > Φ1

Φ1

39- rasm.


71

elåktrînlàrni to‘õtàtish uchun tîrmîzlîvchi kuch bo‘lishi kåràk.Bundày kuchni vujudgà kåltirish uchun îldingisigà tåskàri yo‘nà-lishdà kuchlànish qo‘yilàdi và hîsil bo‘lgàn elåktr màydîn elåk-trînlàrning ànîdgà tîmîn hàràkàtigà to‘sqinlik qilàdi. Nàtijàdàtîrmîzlîvchi kuchlànishning mà’lum qiymàtidàn bîshlàb bàrchàelåktrînlàr to‘õtàtib qîlinàdi và zànjirdàgi tîk nîlgà tång bo‘làdi.Êuchlànishning bu qiymàti tutuvchi kuchlànish (Ut ) dåyilàdi.Òutuvchi kuchlànishning qiymàtigà qàràb chiqàyotgàn elåktrîn-làrning tåzligini àniqlàsh mumkin.

Àytàylik, m màssàli elåktrîn v tåzlik bilàn chiqàyotgàn bo‘lsin.

Undà elåktrînning kinåtik enårgiyasi mv2

2 gà tång bo‘làdi. Ikkinchi

tîmîndàn, e zàryadli elåktrîn Ut pîtånsiàlli tutuvchi màydîndàno‘tishi uchun eUt enårgiya sàrflàshi kåràk. Àgàr elåktrînning kinåtikenårgiyasi tutuvchi màydîn enårgiyasidàn kàttà bo‘lsà, ya’nim eUv2

2> , elåktrîn ànîdgà yetib bîràdi.

Àks hîldà, ya’ni m eU tv2

2< bo‘lgànda, elåktrîn ànîdgà yetîl-

màydi.

m eU tv2

2= (19.1)

hîl chågàràviy hîl hisîblànàdi và tutuvchi pîtånsiàlning shu qiy-màtidàn bîshlàb elåktrîn tîrmîzlîvchi màydîndà tutib qîlinàdi.Dåmàk, yuqîridàgi tånglikdàn, elåktrînning ànîdgà yetib bîràîlishini tà’minlày îlmàydigàn chågàràviy tåzligini tîpish mumkin:

v = ⋅ ⋅2 e Um

t . (19.2)

Stîlåtîv qînunlàri. O‘tkàzgàn judà ko‘p nîzik tàjribàlàri àsîsidàStîlåtîv fîtîeffåktning quyidàgi qînunlàrini àniqlàdi.

1. Òo‘yinish fîtîtîkining kuchi kàtîdgà tushàyotgàn yorug‘likîqimigà prîpîrsiînàl:

It = k ⋅ Φe, (19.3)

ya’ni yorug‘lik îqimi qànchà kàttà bo‘lsà (intånsiv bo‘lsà), fîtîtîkhàm shunchà kàttà bo‘làdi. Bu yerdà k – kàtîd màtåriàliningyorug‘likni såzishini õàràktårlîvchi kîeffitsiyånt.

2. Fîtîelåktrînlàrning kinåtik enårgiyasi tushàyotgàn yorug‘-likning chàstîtàsigà to‘g‘ri prîpîrsiînàl và yorug‘lik îqimigà bîg‘liqemàs.


72

3. Òushàyotgàn yorug‘lik intånsivligi qàndày bo‘lishidàn qàt’inàzàr, fîtîeffåkt mà’lum chàstîtàdàn (to‘lqin uzunligidàn) bîshlàbro‘y bårà bîshlàydi và bu chàstîtà kàtîdning qàndày màtåriàldànyasàlgànigà bîg‘liq.

Fîtîeffåkt hîdisàsining tàlqini. Fîtîeffåkt hîdisàsini yorug‘-likning to‘lqin õususiyati àsîsidà tushuntirish mumkinmi? Birinchiqînunni tushuntirish mumkin. Chunki kàtîdgà tushàyotgànyorug‘lik måtàll sirtidàgi elåktrînlàrni tåbrànmà hàràkàtgà kåltiràdi.Òåbrànish àmplitudàsi esà tushàyotgàn yorug‘lik intånsivligigàbîg‘liq. U qànchà kàttà bo‘lsà, elåktrînning kinåtik enårgiyasi hàmshunchà kàttà bo‘làdi và musbàt iînlàrning tîrtish kuchlàriniyengib, kàtîdni tàrk etàdi. Intånsivlik îrtishi bilàn kàtîdni tàrketuvchi elåktrînlàr sîni hàm îrtàdi và dåmàk, to‘yinish tîkiningqiymàti hàm îrtàdi.

Shu tàriqà mulîhàzà yuritilganda yorug‘lik îqimining îrtishielåktrîn kinåtik enårgiyasining îrtishigà hàm îlib kålishi kåràk.Låkin Stîlåtîv tàjribàsi bu fikrni tàsdiqlàmàydi. Dåmàk, ikkinchiqînunni yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasi àsîsidà tushuntirib bo‘l-màydi. Uchinchi qînunni tushuntirishgà urinishlàr hàm shundàyõulîsàgà kålishni tàqozî etàdi.

U holda fîtîeffåkt hîdisàsini yorug‘likning qàndày tàbiàtinuqtàyi nàzàridàn tushuntirish mumkin, dågàn sàvîl tug‘ilàdi.

Eynshtåyn tånglàmàsi. Stîlåtîv qînunlàri hàqidàgi chuqurmulîhàzà yuritgàn À.Eynshtåyn fîtîeffåkt hîdisàsini Plànk gipî-tåzàsi àsîsidà tushuntirishgà qàrîr qildi. U Plànk gipîtåzàsini rivîj-làntirib, yorug‘lik nàfàqàt chiqàrilgàndà, bàlki fàzîdà tàrqàlgànidàhàm, bîshqà mîddàlàr tîmînidàn yutilgànidà hàm o‘zini fîtînlàrîqimidåk tutàdi, dågàn fikrni bildirdi.

Eynshtåyn fîtîeffåkt hîdisàsini shundày tushuntirdi. Êàtîdgàtushàyotgàn fîtîn o‘zining hν enårgiyasini elåktrîngà båràdi. Àgàrbu enårgiya elåktrînning chiqish ishi À dàn kàttà bo‘lsà, elåktrîn

kàtîddàn àjràlib chiqàdi. Låkin u ànîdgà yetib bîrishi uchun mv2

2kinåtik enårgiyagà hàm egà bo‘lmîg‘i kåràk. Àks hîldà u yanàqàytàdàn kàtîd mîddàsidà yutilishi mumkin (I qism, 81- § gàqàràng). Shundày qilib, fîtîeffåkt hîdisàsi ro‘y bårishi uchun fîtîn-ning enårgiyasi elåktrînning mîddàdàn àjràlib chiqishiga và ungàkinåtik enårgiya bårishgà yetàrli bo‘lmîgi kåràk, ya’ni

h A mν = + v2

2. (19.4)


73

Ushbu ifîdà tàshqi fîtîeffåkt uchun Eynshtåyn tånglàmàsidåyilàdi và u fîtîeffåkt hîdisàsi uchun enårgiyaning sàqlànish vààylànish qînunini ifîdàlàydi. Eynshtåyn o‘z mulîhîzàlàridàelåktrîn fàqàt bittàginà fîtîndàn enårgiya îlàdi, dåb hisîblàgàn.

Fîtîeffåktning qizil chågàràsi. Elåktrînning måtàlldàn chiqishishi mîddàning tàbiàtigà bîg‘liq. U turli måtàllàr uchun turli qiy-màtlàr qàbul qilàdi. Fîtînning enårgiyasi fàqàt elåktrînni mîddàdànàjràtib chiqàrà îlishgà, ya’ni chiqish ishini bàjàrishgà yetàrli bo‘lgànhîlni qàràylik:

ν =qh A , (19.5)

àgàr νλ

= c ekànligini e’tibîrgà îlsàk,

λ =q

hc A (19.6)

bo‘làdi.Îdàtdà, bu shàrt fîtînning enårgiyasi kichik bo‘lgàndà ro‘y

bårgàni uchun ungà fîtîeffåktning qizil chågàràsi dåyilàdi. Bungàsàbàb, ko‘zgà ko‘rinàdigàn nurlàr îràsidà to‘lqin uzunligi engkàttà – chàstîtàsi eng kichik và dåmàk, eng kàm enårgiyali fîtînqizil nurgà tààlluqli ekànligidir. Àynàn shu qizil chågàràdàn bîshlàbfîtîeffåkt hîdisàsi ro‘y bårà bîshlàydi. (19.5) và (19.6) ifîdàlàrdàn

ν =qAh

yoki λ =qhcA

(19.7)

ni îlàmiz. Òushàyotgàn yorug‘lik to‘lqinining fîtîeffåkt hîdisàsibîshlànishini tà’minlày îlàdigàn chågàràviy chàstîtàsi νq yokito‘lqin uzunligi λq fîtîeffåktning qizil chågàràsi dåyilàdi.

Stîlåtîv qînunlàrining tàlqini. Endi Eynshtåyn tånglàmàsiyordamida Stîlåtîv qînunlàri hàqidà mulîhàzà yuritàylik.

I. Àgàr tushàyotgàn yorug‘lik îqimi qànchà kàttà bo‘lsà, undàgifîtînlàr sîni hàm shunchà ko‘p bo‘làdi. Êo‘p sîndàgi fîtînlàrko‘prîq elåktrînlàrni urib chiqàràdi và dåmàk, to‘yinish tîkiningqiymàti hàm kàttà bo‘làdi.

II. Àgàr elåktrîn bittàginà fîtîndàn enårgiya îlàr ekàn, dåmàk,uning kinåtik enårgiyasi kàtîdgà nåchtà fîtîn tushàyotgànigà(yoruglik îqimigà) emàs, bàlki hàr bir fîtînning enårgiyasigàbîg‘liq bo‘làdi. Shuning uchun fîtînning enårgiyasi, ya’ni chàstî-tàsi îrtishi bilàn elåktrînning kinåtik enårgiyasi hàm îrtàdi. Bîshqà-chà àytgàndà, fîtîelåktrînlàrning kinåtik enårgiyasi tushàyotgànyorug‘lik chàstîtàsigà to‘g‘ri prîpîrsiînàl bo‘làdi.


74

III. Fîtîeffåktning qizil chågàràsi uchun tîpilgàn (19.7) ifîdàuchinchi qînunni tushintirib båràdi. Fîtînning enårgiyasi chiqishishigà tång bo‘lgànidàn bîshlàb fîtîeffåkt hîdisàsi ro‘y bårà bîsh-làydi. Enårgiyasi chiqish ishidàn kichik bo‘lgàn fîtîn, yorug‘likintånsivligi qàndày bo‘lishidàn qàt’i nàzàr, elåktrînni måtàlldànurib chiqàrà îlmàydi và shuning uchun fîtîeffåkt ro‘y bårmàydi.Òurli måtàllàr uchun chiqish ishining qiymàti turlichà bo‘lgànli-gidan, ulàr uchun fîtîeffåktning qizil chågàràsi hàm turlichàdir.

Yuqîridàgi mulîhazàlàr – yorug‘lik fîtînlàr (zàrràlàr) îqimi-dàn ibîràt, dåb qàràshni tàqîzî etàdi và shuning uchun fîtîeffåkthîdisàsi yorug‘likning kîrpuskular nàzàriyasini tàsdiqlîvchi jàràyonhisîblànàdi.

Ichki fîtîeffåkt. Yorug‘lik tà’siridà àtîm yoki mîlåkulàdànàjràtib îlingàn elåktrîn mîddàning ichidà erkin elåktrîn sifàtidàqîlsà, bundày hîdisà ichki fîtîeffåkt dåyilishini qàyd etgàn edik.Ìasalan, bu hîdisà yarimo‘tkàzgichdà ro‘y bårsà, fîtîelåktrînlàrerkin zàryad tàshuvchi zàrràlàr – erkin elåktrînlàr và tåshiklàrsînining îrtishigà îlib kålàdi. Bîshqàchà àytgàndà, fîtîn vàlåntzînàdàgi elåktrînni o‘tkàzish zînàsigà o‘tkàzàdi. Nàtijàdà o‘tkàzishzînàsidàgi erkin elåktrînlàr và tåshiklàr sîni îrtàdi, ya’ni yarim-o‘tkàzgichning o‘tkàzuvchànligi yaõshilànàdi. Shuning uchun ichkifîtîeffåkt fîtîo‘tkàzuvchànlik dåyilàdi. Shuni tà’kidlàsh lîzimki,fîtîo‘tkàzuvchànlik ro‘y bårishi uchun fîtînning enårgiyasi mànqilingàn zînàning enårgiyasidàn kàttà bo‘lmîg‘i kåràk. Àks hîldà,fîtînning enårgiyasini îlgàn elåktrîn, màn qilingàn zînàdàn sàkràbo‘tîlmàydi và dåmàk, ichki fîtîeffåkt hîdisàsi ro‘y bårmàydi.

Sinîv sàvîllàri

1. Fîtîeffåkt dåb nimàgà àytilàdi? 2. Òàshqi fîtîeffåkt dåb qàndàyhîdisàgà àytilàdi? 3. Ichki fîtîeffåkt deb-chi? 4. Stîlåtîv tàjribàsini tushun-tirib båring. 5. Êàtîd yoritilmàgàndà zànjirdà tîk bo‘làdimi? 6. Yoritilgàndà-chi? 7. Òîkning vujudgà kålish måõànizmini tushuntirib båring. 8. Fîtî-elåktrînlàr dåb qàndày elåktrînlàrgà àytilàdi? 9. Fîtîeffåktning vîlt-àmpårõàràktåristikàsini tushuntirib båring. 10. Òo‘yinish tîkini tushuntirib båring.11. Òo‘yinish tîki kàtîdgà tushàyotgàn yorug‘lik îqimigà bîg‘liqmi? 12. Ànîdkuchlànishi nîlgà tång bo‘lgàndà zànjirdà tîk bo‘làdimi? Buni qàndàytushuntiràsiz? 13. Òutuvchi pîtånsiàl nima? 14. Elåktrîn ànîdgà yetib bîrishiuchun kinåtik enårgiyasi qàndày bo‘lmîg‘i kåràk? 15. Elåktrîn enårgiya-sining qàysi qiymàtidàn bîshlàb u tîrmîzlîvchi màydîndà tutib qîlinàdi?16. Elåktrîn kàtîdgà yetib bîrà îlmàsligi uchun uning chågàràviy tåzligiqànday bo‘lmîgi kåràk? 17. Stîlåtîvning birinchi qînuni nima haqida?


75

18. Stîlåtîvning ikkinchi qînuni-chi? 19. Stîlåtîvning uchinchi qînuni-chi? 20. Fîtîeffåktni yorug‘likning to‘lqin õususiyati àsîsidà tushuntirishmumkinmi? 21. Stîlåtîvning ikkinchi và uchinchi qînunlàrini-chi?22. Eynshtåyn Plànk gipîtåzàsigà qàndày qo‘shimchà qildi? 23. Fîtî-effåkt ro‘y bårishi uchun fîtînning enårgiyasi qàndày bo‘lmîg‘i kåràk?24. Fîtîeffåkt uchun Eynshtåyn tånglàmàsi. 25. Eynshtåyn fikrigà ko‘ràelåktrîn nåchtà fîtîndàn enårgiya îlàdi? 26. Elåktrînning måtàlldàn chiqishishi mîddàning tàbiàtigà bîg‘liqmi? 27. Fîtîeffåktning qizil chågàràsi qàndàyàniqlànàdi? 28. Fîtîeffåktning qizil chågàràsi dåb nimàgà àytilàdi?29. Stîlåtîvning birinchi qînunini tàhlil qiling. 30. Stîlåtîvning ikkinchiqînunini tàhlil qiling. 31. Stîlåtîvning uchinchi qînunini tàhlil qiling.32. Fîtîeffåkt hîdisàsini yorug‘likning qàndày tàbiàti àsîsidà tushuntirishmumkin? 33. Yarimo‘tkàzgichdà ichki fîtîeffåkt qàndày ro‘y båràdi?34. Fîtîo‘tkàzuvchànlik dåb nimàgà àytilàdi? 35. Fîtîo‘tkàzuvchànlik ro‘ybårishi uchun fîtînning enårgiyasi qànday bo‘lmîg‘i kåràk? 36. Fîtînningenårgiyasi màn qilingàn zînàdàn kichik bo‘lsà, qàndày hîdisà ro‘y båràdi?

Fîtîeffåktning qo‘llànilishi

Ìàzmuni: fîtîelåmånt; vàkuumli fîtîelåmånt; gàzli fîtîelå-månt; fîtîelåmåntning qo‘llànilishi; fîtîqàrshilik; fîtîelåktryurituvchi kuch; to‘siqli fîtîelåmåntlàr.

Fîtîelåmånt. Fîtîeffåkt hîdisàsigà àsîslànib ishlîvchi quril-màlàr – fîtîelåmåntlàr tåõnikàdà judà kång qo‘llànilàdi. Ulàrdaneng ko‘p tàrqàlgàni – vàkuumli và gàz to‘ldirilgàn fîtîelåmåntlàr.

Vàkuumli fîtîelåmåntlàr. 40- ràsmdà ichki qismi kàtîd vàzi-fàsini o‘tîvchi yorug‘lik såzuvchi måtàll qàtlàmi bilàn qîplàngànshishà kîlbàdàn ibîràt fîtîelåmånt ko‘rsàtilgàn. Êîlbàning hàvîsiso‘rib îlingàn. Îdàtdà, yorug‘likni såzuvchi måtàll sifàtidà chiqishishi kichik bo‘lgàn ishqîrli måtàllàrdàn fîydàlànilàdi.

Êîlbàning ichidà esà ànîd vàzifàsini bàjàruvchi måtàll hàlqàyoki to‘r o‘rnàtilgàn bo‘làdi. Fîtîelåmåntning qo‘llànish sõåmàsi41- ràsmdà ko‘rsàtilgàn. Êàtîd (K) bàtàråyaning mànfiy qutbigà,

RV

G

KA

40- rasm. 41- rasm.

20-§.


76

ànîd (À) esà musbàt qutbigà ulànàdi. Vîltmåtr (V ) elåktrîdlàrîràsidàgi pîtånsiàllàr fàrqini ko‘rsàtsà, qàrshilik (R) yordàmidàbu kuchlànish o‘zgàrtirib turilàdi. Shuningdåk, zànjirdà fîtîtîknio‘lchîvchi gàlvanîmåtr (G) hàm ulàngàn bo‘làdi.

Yorug‘lik kàtîddàn urib chiqàrgàn elåktrînlàr ànîdgà tîmînhàràkàt qilàdi và gàlvanîmåtr zànjirdà tîk bîrligini ko‘rsàtàdi.Zàmînàviy fîtîelåmåntlàr nàfàqàt ko‘zgà ko‘rinuvchi yorug‘lik,hàttî infràqizil nurlàrni hàm såzish qîbiliyatigà egà.

Gàzli fîtîelåmånt. Shundày bo‘lsà-dà, fîtîelåmåntlàrningsåzgirligi unchà yaõshi hisîblànmàydi (bir lumån yorug‘lik îqimio‘n mikrîàmpår àtrîfidà tîk vujudgà kåltirishi mumkin). Nàtijàdàvàkuumli fîtîelåmånt zànjiridàgi tîk judà kichik bo‘làdi. Òîknikuchàytirish, ya’ni fîtîelåmåntning såzgirligini îshirish uchunesà kîlbàgà îzrîq gàz kiritiladi và uni gàzli fîtîelåmånt dåyilàdi.Bundà kàtîddàn urib chiqàrilgàn elåktrîn fîtîelåmånt to‘ldirilgàngàz mîlåkulàlàrigà urilib, ulàrni iînlàshtiràdi, ya’ni urilish iînlà-shuvi vujudgà kålàdi. Buning uchun, àlbàttà, kàtîd và ànîd îràsi-dàgi kuchlànish yetàrli dàràjàdà kàttà và kàttà tåzlikli elåktrînningkinåtik enårgiyasi gàz mîlåkulàsini iînlàshtirishgà yetàrli bo‘lmîg‘ikåràk. O‘z nàvbàtidà, vujudgà kålgàn iînlàr elåktrîdlàr tîmînhàràkàtgà kålàdi và yo‘lidà uchràgàn mîlåkulàlàrgà urilib, ulàrnihàm iînlàshtiràdi. Shundày qilib, ànîd tîmîn hàràkàtlànàyotgànelåktrînlàrning sîni và dåmàk, ànîd tîki, ya’ni fîtîelåmåntningsåzgirligi îrtàdi.

Fîtîelåmåntning qo‘llànilishi. Òàsvirni simsiz uzàtish (fîtîtå-lågràfiya) – fîtîelåmånt eng ko‘p qo‘llànilàdigàn sîhàlàrdàn biri-dir. Bungà tålåvidåniya yaõshi misîl bo‘là îlàdi. I qism, 126- § dàqàyd etilgànidåk, tàsvirni elåktr signàllàrigà àylàntirish ikînîskîpdåb ataluvchi qurilmàdà àmàlgà îshirilàdi. Ikînîskîp – sirti judàko‘p mitti fîtîelåmåntlàrdàn ibîràt àsbîb. Ulàr o‘zlàrigà tushàyot-gàn yorug‘likkà mîs bo‘lgàn elåktrîmàgnit to‘lqinlàr hîsil qilàdivà bu to‘lqinlàr uzîq màsîfàlàrgà uzàtilàdi. Àntånnà yordàmidàqàbul qilingàn signàllàr esà kinåskîpdà qàytàdàn yorug‘lik signàligà,ya’ni tàsvirgà àylàntirilàdi.

Fîtîelåmånt yordàmidà ishlîvchi fîtîrålålàr sànîvchi, àvtî-màtik ràvishdà turli måõànizmlàrni ishgà tushiruvchi và nàzîràtqiluvchi qurilmàlàrning àsîsini tàshkil qilàdi. Fîtîrålå – yorug‘liktushgàndà yoki yorug‘lik tushushi to‘õtàgàndà ishlàshi mumkin.

Fîtîrålå – zàmînàviy robîtlàrning såzish qurilmàlàridàn(ko‘zidàn) tîrtib, måtrîlàrgà kirishni nàzîràt qiluvchi qurilmàlàr-gàchà, shàhàr ko‘chàlàrining yoritish siståmàsi, suv yo‘llàri


77

màyoqlàrini ishgà tushirishdàn tîrtib, dåtàllàrning shàkli và ràngigàqàràb àjràtishgàchà bo‘lgàn vàzifàni bàjàruvchi qurilmàlàrningàsîsini tàshkil qilàdi.

Fîtîqàrshilik. Fîtîqàrshilik ichki fîtîeffåktgà àsîsàn ishlày-digàn àsbîb hisîblànàdi. Fîtîqàrshilik dåb, qàrshiligi ungà tushàyot-gàn yorug‘lik intånsivligigà bîg‘liq bo‘lgàn yarimo‘tkàzgichliqurilmàgà àytilàdi. Uning ish prinsipini tushunish uchun yarim-o‘tkàzgichning ish prinsipini tàhlil qilàylik. Shuni tà’kidlàsh lîzimki,yoritilmàgàn (yorug‘likdàn to‘silgàn) yarimo‘tkàzgichdà hàm mà’lummiqdîrdàgi erkin elåktrînlàr màvjud bo‘làdi và ulàr yarimo‘tkàz-gichning õususiy o‘tkàzuvchànligini hîsil qilàdi. Àgàr yarimo‘tkàz-gichgà kuchlànish qo‘yilsà, undà elåktr tîki vujudgà kålàdi và butîkkà õususiy tîk (Ix) dåyilàdi. Àgàr yarimo‘tkàzgich yoritilsà,qo‘shimchà elåktrînlàr và tåshiklàr vujudgà kålib, uning o‘tkàzuv-chànligi yaõshilànàdi và zànjirdàgi tîk Iyo yorug‘lik tîkigàchà îrtàdi.Yorug‘lik tîki và õususiy tîklàrning fàrqi: I = Iyo − Ix – fîtîtîkdåyilàdi. Fîtîqàrshilik tîvushli kinîdà, tålåvidåniyadà, tålåmå-õànikàdà, àvtîmåõànikàdà signàl båruvchi (õàbàr båruvchi) vîsitàsifàtidà ishlàtilàdi.

Fîtîelåktr yurituvchi kuch (fîtî-EYK). Ichki fîtîeffåkt prin-sipigà àsîsàn ishlàydigàn qurilmàlàrning eng kång tàrqàlgànifîtîelåktr yurituvchi kuch vujudgà kålàdigàn qurilmàlàrdir. Bà’zànulàrgà fîtîgàlvànik elåmåntlàr hàm dåyilàdi. Fîtî-EYK ningvujudgà kålishi ànchà sîddà. Àytàylik, yarimo‘tkàzgichning birbo‘làgi yoritilàyotgàn bo‘lsin (42- ràsm). Òushàyotgàn yorug‘likqo‘shimchà zàryad tàshuvchilàrni (elåktrînlàrni và tåshiklàrni)vujudgà kåltiràdi. Nàtijàdà yarimo‘tkàzgichning yoritilgàn qismidàzàryad tàshuvchilàrning sîni ko‘p, yoritilmàgàn qismidà kàm bo‘libqîlàdi. Bu esà yarimo‘tkàzgichning hàr ikkalà qismi îràsidà elåktryurituvchi kuch vujudgà kålishigà sàbàb bo‘làdi. Bundày EYKdiffuzion fîtî-EYK dåyilàdi.

Òo‘siqli fîtîgàlvànik elå-måntlàr. Fîtî-EYK vujudgàkåluvchi elåmåntlàrdà måtàll vàyarimo‘tkàzgich yoki p và n tipi-dàgi yarimo‘tkàzgichlàr îràsidà birtîmînlàmà o‘tkàzish õususiyatigàegà bo‘lgàn to‘suvchi qàtlàm vu-judgà kåltirilàdi. Bu jàràyonni

V

Yorug‘lik

42- rasm.


78

tàsàvvur qilish uchun 43- ràsmdàgi sõå-màni tàhlil qilàylik. Elåktrîd vàzifàsinio‘tîvchi måtàll plàstinkà Ì gà yarim-o‘tkàzgichning yupqà qàtlàmi (p) qop-langan. O‘z nàvbàtidà, bu qàtlàm ikkinchielåktrîd vàzifàsini bàjàruvchi yupqàmåtàll qàtlàmi bilàn qîplàngàn. Elåktrîd-làr bir-birlàrigà gàlvànîmåtr (G ) îrqàliulàngàn. Endi yarimo‘tkàzgich ikkinchielåktrîd îrqàli yoritilsin. Undà p qàt-làmdà ichki fîtîeffåkt nàtijàsidà erkinelåktrînlàr vujudgà kålàdi. Bu elåktrînlàrbåtàrtib hàràkàt qilib Ì qàtlàmgà o‘tàdi.Ìåtàll – yarimo‘tkàzgich chågàràsidàhîsil bo‘lgàn to‘suvchi qàtlàm esà tåshik-

làrning o‘tishigà to‘sqinlik qilàdi. Nàtijàdà måtàll qàtlàmi Ì dàîrtiqchà elåktrînlàr, yarimo‘tkàzgich qàtlàmi p dà esà îrtiqchàtåshiklàr hîsil bo‘làdi. Bîshqàchà àytgàndà, to‘siqning màvjudligiikki qàtlàm îràsidà fîtî-EYK ning vujudgà kålishigà îlib kålàdi.Àgàr zànjir yopiq bo‘lsà, undàn tîk îqàdi và buni gàlvanîmåtryordàmidà ko‘ràmiz. Shundày qilib, to‘siqli fîtîgàlvanik elåmånt –yorug‘lik enårgiyasini båvîsità elåktr enårgiyasigà àylàntirib båràîlàdigàn qurilmàdir. Bu quyosh enårgiyasini elåktr enårgiyasigààylàntirib bårà îlàdigàn qurilmà yasàshgà imkîn båràdi. Ulàrninghåch qàndày tîk mànbàyisiz hàm ishlày îlishi yanàdà kàttàimkîniyatlàr tug‘diràdi. Àyniqsà, p-n tipidàgi to‘siqli gàlvanikelåmåntlàrning unumdîrligi ànchà yuqîri bo‘lib, 10% ni tàshkilqilàdi. Hîzirgi pàytdà bundày tipdàgi elåmåntlàr kîsmikkåmàlàrning quyosh bàtàråyalàridà judà ko‘p qo‘llànilàdi. Òîshkåntvilîyatining Pàrkånt tumànidà fàîliyat ko‘rsàtàyotgàn, quvvàti1000 kW bo‘lgàn kàttà quyosh sàndîni hàm fîtîgàlvànik elåmånt-làr màjmuàsidàn ibîràt. Vàtànimizning sårquyosh yurt ekànligishu usul bilàn elåktr enårgiya hîsil qilishning kàttà istiqbîlgà egàekànligini ko‘rsàtàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Fîtîelåmånt dåb qàndày qurilmàgà àytilàdi? 2. Vàkuumli fîtîelåmåntdåb-chi? 3. Vàkuumli fîtîelåmåntning tuzilishini tushuntiring. 4. Nimàuchun kàtîd sifàtidà ishqîrli måtàllàrdàn fîydàlànilàdi? 5. 41- ràsmdàgi

G

M

To‘suvchiqatlam

Oltin

p

43- rasm.


79

sõåmàni tushuntiring. 6. Vîltmåtr, qàrshilik và gàlvanîmåtrlàrning vàzifàsinimadan iborat? 7. Vàkuumli fîtîelåmåntning såzgirligi qàndày? 8. Uningsåzgirligini îshirish uchun qàndày yo‘l tutilàdi? 9. Gàzli fîtîelåmånt nima?10. Gàzli fîtîelåmånt såzgirligining îrtishigà sàbàb nimà? 11. Ikînîskîpqàyårdà ishlàtilàdi? 12. Ikînîskîpning ish prinsipi qanday? 13. Êinåskîp-ning vàzifàsi nimà? 14. Fîtîrålåning ish prinsipi qanday? 15. Fîtîrålåningishlàtilishigà båshtà misîl kåltiring và tushuntirib båring. 16. Fîtîqàrshilikdåb qàndày qurilmàgà àytilàdi? 17. Fîtîqàrshilikning ish prinsipinitushuntiring. 18. Ix qàndày vujudgà kålàdi? 19. Iyo yorug‘lik toki-chi?20. Fîtîtîk qàndày àniqlànàdi? 21. Fîtîqàrshilik qanday ishlàtiladi?22. Fîtîgàlvànik elåmåntlàr qàndày qurilmàlàr? 23. 42- ràsmdàgi mànzàrànitushuntirib båring. 24. Diffuzion fîtî-EYK qàndày vujudgà kålàdi?25. Òo‘siqli fîtîgàlvànik elåmåntlàrdà fîtî-EYK ni nimà vujudgà kåltiradi?26. 43- ràsmdàgi sõåmàni tushuntiring. 27. Ìåtàll qàtlàmdà îrtiqchàelåktrînlàr qàyårdàn pàydî bo‘làdi? 28. p qàtlàmdà îrtiqchà tåshiklàr-chi?29. Fîtî-EYK qàndày vujudgà kålàdi? 30. Òo‘siqli fîtîgalvànik elåmåntlàrqàndày õususiyatgà egà? 31. Ulàrdàn nimà màqsàddà fîydàlànishmumkin? 32. Ulàr ishlàshi uchun tîk mànbàyi kåràkmi? 33. Quyoshbàtàråyalàri qàndày prinsipgà àsîsàn ishlàydi? 34. Pàrkånt tumànidàgiquyosh sàndîni-chi? 35. O‘zbåkistîndà quyosh enårgiyasidàn fîydàlànishistiqbîllàri qanday?

Yorug‘likning bîsimi

Ì à z m u n i : yorug‘lik bîsimi hàqidàgifikrning pàydî bo‘lishi; Låbådåv tàjribàsi; yorug‘-lik bîsimini to‘lqin nuqtàyi nàzàridàn tushun-tirish; yorug‘lik bîsimini kîrpuskular nàzà-riya nuqtàyi nàzàridàn tushuntirish; yorug‘likbîsimining qiymàti; Låbådåv tàjribàsining àha-miyati; yoruglik bîsimining nàmîyon bo‘lishi.

Yorug‘lik bîsimi hàqidàgi fikrning pàydîbo‘lishi. Àstrînîmlàr o‘z kuzàtishlàridàQuyosh yaqinidà hàràkàtlànàyotgàn kîmåtà-làrning gàz và chàng zàrràlàridàn tàshkiltîpgàn dumi Quyoshgà nisbàtàn tåskàri tî-mîngà cho‘zilib kåtishini àniqlàgànlàr (44- ràsm). I.Êåplår buhîdisàni Quyosh nurlàri bîsimining nàtijàsi sifàtidà tushuntirishgàhàràkàt qilgàn. Àmmî bu fikrning to‘g‘riligini isbîtlàsh màqsàdidào‘tkàzilgàn ko‘plàb tàjribàlàr kutilgàn nàtijàni bårmàgàn.

Låbådåv tàjribàsi. Yorug‘likning bîsimini birinchi bo‘lib o‘l-chàsh 1899- yildà rus fizigi P.N.Låbådåvgà nàsib etgàn. 45- ràsm-

P. N. LEBEDEV

(1866–1912)

21-§.


80

dà Låbådåv tîmînidàn, yorug‘likning qàttiq jismlàrgà ko‘rsàtàdigànbîsimini o‘lchàsh uchun o‘tkazgan tàjribàsining sõåmàsi ko‘rsàtil-gàn. Qurilmà hàvîsi so‘rib îlingàn idishdà o‘rnàtilgàn bo‘lib, ingich-kà ipgà îsib qo‘yilgàn và «qànîtchàlàr» biriktirilgàn yengil îsmàdànibîràt. Qànîtchàlàr qàlinligi 0,01 mm dàn 0,1 mm gàchà bo‘lgànîq và qîràytirilgàn disklàr shàklidà bo‘lgàn. Ulàr îsmà àtrîfidààylàna oladigan o‘qqà nisbàtàn simmåtrik qilib o‘rnàtilgàn. Òushgànyorug‘lik îq và qîràytirilgàn disklàrgà turli õil bîsim ko‘rsàtàdi.Nàtijàdà îsmàni tutib turgàn ingichkà ip àylàntiruvchi mîmånttà’siridà buràlàdi. Yorug‘likning bîsimi àynàn shu ipning burilishburchàgi yordàmidà àniqlànàdi. O‘z nàvbàtidà, bu burilish qànît-chàlàrgà tushàyotgàn yorug‘likning bîsimi màvjudligini, bu bîsimjism sirtining qàytàrà îlish qîbiliyatigà và tushàyotgàn yorug‘likîqimigà bîg‘liqligini ko‘rsàtàdi.

Õo‘sh, yorug‘lik bîsimini qàndày tushuntirib bårish mumkin?Shuni tà’kidlàsh lîzimki, yorug‘likning bu õususiyati hàm to‘lqin,hàm kîrpuskular nàzàriya nuqtàyi nàzàridàn tushuntirib bårilishimumkin.

Yorug‘lik bîsimini to‘lqin nazariya nuqtàyi nàzàridàn tushun-tirish. Yorug‘lik elåktrîmàgnit to‘lqinlàrdàn ibîràt dåb hisîblànuvchinàzàriyagà muvîfiq bu bîsimning màvjudligigà sàbàb, elåktrîmàgnitmàydînning elåktr và màgnit tàshkil etuvchilàrining yoritilàyotgànjism elåktrînlàrigà ko‘rsàtàyotgàn tà’siridir. Ìàksvåll nàzàriyasigàko‘ra, tushàyotgàn elåktrîmàgnit to‘lqin sirtgà

=teE

cp (21.1)

Quyosh

Kometa

44- rasm. 45- rasm.


81

bîsim ko‘rsàtàdi. Bu yerdà Φ

= ee S

E – sirtning yoritilgànligi, c –

yorug‘likning vàkuumdàgi tåzligi. Shu bilàn birgà, tushàyotgànyorug‘likning bir qismi sirtdàn qàytàdi và bu qàytgàn to‘lqin sirtgà

= ρqeEc

p (21.2)

bîsim ko‘rsàtàdi. Bu yerdà ρ – sirtning qàytàrish kîeffitsiyåntidåyilib, sirtdàn qàytàyotgàn yorug‘lik îqimining ungà tushgànyorug‘lik îqimigà nisbàti bilàn àniqlànàdi.

Àgàr elåktrîmàgnit to‘lqinlàrning sirtgà ko‘rsàtàyotgàn to‘làbîsimi tushàyotgàn và qàytàyotgàn to‘lqinlàr bîsimlàrining yig‘in-disidàn ibîràt, ya’ni p = pt + pq ekànligini e’tibîrgà îlsàk, to‘làbîsim uchun

= + ρ(1 )eEc

p (21.3)

ifîdàni tîpàmiz.Yorug‘lik bîsimini kîrpuskular nàzàriya nuqtàyi nàzàridàn

tushuntirish. Yorug‘lik fîtînlàr îqimidàn ibîràt dåb hisîblànuvchinàzàriyagà muvîfiq yorug‘lik bîsimining màvjudligigà sàbàb,tushàyotgàn yorug‘lik fîtînlàri o‘z impulslàrini yoritilàyotgàn jismàtîmlàri yoki mîlåkulàlàrigà bårishidir.

S yuzàli sirtgà hàr såkunddà ν chàstîtàli N tà fîtîn tik tu-

shàyotgàn bo‘lsin. Bu fîtînlàrning = = ρqqN

NN N N tàsi sirtdàn

qàytsà, = − = − = − ρ

yu ( ) (1 )q

qN

NN N N N N N tàsi yutilàdi.

Àgàr fîtînning impulsi ν=fhc

P ekànligini e’tibîrgà îlsàk, yuti-làyotgàn fîtînlàr jism àtîmlàri yoki mîlåkulàlàrigà

ν= ⋅ − ρ = − ρyu f (1 ) (1 )hc

P P N N (21.4)

gà tång bo‘lgàn impuls båràdi.Hàr bir qàytàyotgàn fîtîn jism sirtigà − − =

f f f( ) 2P P P gà

tång impuls båràdi (46- ràsm).Undà qàytàyotgàn fîtînlàrning jismsirtigà båràyotgàn impulsi

ν= ρ = ρq f2 2 hc

P P N N (21.5)

ifîdà bilàn àniqlànàdi.6 Fizika, II qism


82

Àgàr jism îlàdigàn to‘la impuls yutilà-yotgàn và qàytàyotgàn fîtînlàrdàn îlinàyot-gàn impulslàr yig‘indisi Pt = Pyu + Pq, yorug‘-likning bîsimi esà birlik yuzàgà to‘g‘ri kåluvchiimpuls bilàn àniqlànishini e’tibîrgà îlsàk(buning uchun to‘là impulsni qanotcha yuzàsiS gà bo‘làmiz), yorug‘lik bîsimi uchun tîpà-miz:

ν ν

ν

= = − ρ + ρ =

= + ρ

t 13

(1 ) 2

(1 ).

P h hS c c

h NcS

p N N

(21.6)

Bunda

ν = ehS

N E

ekànligidàn,

= + ρ(1 )eEc

p (21.7)

ifîdàni hîsil qilàmiz.(21.3) và (21.7) làrni sîlishtirish, yorug‘likning bîsimi

uchun hàr ikkàlà nàzàriya àsîsidà tîpilgàn ifîdàlàr bir õil ekànli-gini ko‘rsàtàdi.

Yorug‘lik bîsimining qiymàti. Òàbiiy yorug‘likning bîsimi judàhàm kichik. Yer sirtidà jîylàshgàn và qàytàrish kîeffitsiyånti birgàyaqin bo‘lgàn jismgà quyosh nurlàri tîmînidàn ko‘rsàtilàdigànbîsim 5 · 10−6 Pà (3,7 · 10−8 mm sim. ust.) àtrîfidà bo‘làdi. Êo‘rinibturibdiki, bu qiymàt nîrmàl àtmîsfårà bîsimidàn o‘n milliàrdlàbmàrtà kichikdir. Shuning uchun, kundàlik hàyotimizdà yorug‘likbîsimining båvîsità tà’sirini e’tibîrgà îlmàslik hàm mumkin.

Låbådåv tàjribàsining àhàmiyati. Shu bilàn birgà, bu bîsimningkîsmik jismlàrning hàràkàti và mikrîskîpik siståmàlàrdàgi jàràyon-làrdà tutgàn o‘rni judà kàttà. Àynàn shuning uchun hàm, shuqàdàr kichik bîsimni àniqlàsh yo‘lidà ko‘rsàtgàn ulkàn màhîràtiuchun Låbådåv yuksàk hurmàtgà sàzîvîrdir. Uning tàjribàdà tîp-gàn nàtijàlàri nàzàriy hisîblàrdàn yigirmà fîiz àtrîfidà fàrq qilgàn.Låbådåv tàjribàsining ulkàn àhàmiyati yorug‘lik bîsimi màvjudliginiàmàldà isbîtlàngànligi và tàjribà nàtijàlàrining nàzàriy hisîblàrbilàn mîs kålgànligidàdir. Bu tàjribàlàr yorug‘lik hàm màtåriyaningbîshqà turlàri kàbi màssàgà egà ekànligini ko‘rsàtàdi.

P −

P

x

46- rasm.


83

Yorug‘lik bîsimining nàmîyon bo‘lishi. Yorug‘likning bîsimikîinît jismlàrining hîlàtigà ulkàn tà’sir ko‘rsàtàdi. Ìàsàlàn,yulduzlàr o‘lchàmlàrining mà’lum chågàràdà sàqlànishigà sàbàbàynàn shu bîsimning màvjudligidir. Yulduzning màssàsi îrtishibilàn uning qàtlàmlàrining gràvitàtsiîn tà’sir nàtijàsidà màrkàzgàtîrtilishi îrtàdi. Shuning uchun hàm yulduzlàrning ichki qàtlàm-làri kuchli siqilàdi và u yerdàgi temperatura milliînlàb gràduslàr-gàchà ko‘tàrilàdi. Bu pàytdà ichki qàtlàmlàrdàn tàshqi tîmîngàyo‘nàlgàn yorug‘lik bîsimi hàm îrtàdi. Nîrmàl yulduzlàrdà ulàrnisiqishgà hàràkàt qiluvchi gràvitàtsiîn kuchlàr và pàrchàlàshgàhàràkàt qiluvchi yorug‘lik bîsimi îràsidà mà’lum muvîzànàtvujudgà kålàdi. Àynàn shu muvîzànàt yulduzlàrni barqaror hîlàtdàsàqlàb turàdi.

Ìikrîzàrràlàr îlàmidà ro‘y båràdigàn jàràyonlàrdà esà yorug‘-likning bîsimini hisîbgà îlmàslikning mutlaqo ilîji yo‘q. Chunkibundà zàrràlàrning impulsi fîtînlàrning impulsigà qàriyb tångbo‘lib, to‘qnàshishlàrdà îlinàdigàn và bårilàdigàn impulslàrningqiymàtlàri bir õil tàrtibdàgi sînlàr bo‘làdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Yorug‘likning bîsimi hàqidàgi fikr qàndày pàydî bo‘lgàn? 2. 44-ràsmdàgimànzàràni tushuntiring. 3. Yorug‘lik bîsimini birinchi bo‘lib kim và qàchînàniqlàgàn? 4. 45- ràsmdàgi sõåmàni tushuntiring. 5. Nimà uchun Låbådåvqurilmàni hàvîsi so‘rib îlingàn idishdà o‘rnàtgàn? 6. Qurilmàdàgiqànîtchàlàrning qàlinligi qàndày bo‘lgàn? 7. Nimà uchun disklàrningrànglàri turlichà qilib îlingàn? 8. Ulàr qàndày o‘rnàtilgàn? 9. Yorug‘likningbîsimi qàndày àniqlàngàn? 10. Yorug‘likning bîsimi màvjudligi elåktrî-màgnit to‘lqin nàzàriyasigà muvîfiq qàndày tushuntirilàdi? 11. Òushàyotgànyorug‘lik sirtgà qàndày bîsim ko‘rsàtàdi? 12. Qàytàyotgàni-chi? 13. Qàytàrishkîeffitsiyånti qàndày àniqlànàdi? 14. Yorug‘lik to‘lqinlàrining sirtgà ko‘rsà-tàyotgàn to‘là bîsimi nimàgà tång? 15. Yorug‘likning bîsimi màvjudligikîrpuskular nazariya nuqtàyi nàzàridàn qàndày tushuntirilàdi? 16. Yuti-làyotgàn fîtînlàrning jismgà båràdigàn impulsi qanday? 17. Qàytàyotgànfîtînlàrniki-chi? 18. 46- ràsmdàgi mànzàràni tushuntiring. 19. Yorug‘likningbîsimi uchun turli nàzàriyalàr àsîsidà tîpilgàn nàtijàlàr mîs kålàdimi?20. Yorug‘lik bîsimining qiymàti qanday? 21. Låbådåv tîpgàn nàtijàlàrnàzàriy hisîblàr bilàn mîs kålàdimi? 22. Låbådåv tàjribàsining àhàmiyatinimadan iborat? 23. Yorug‘lik bîsimi màvjudligining yulduzlàr hîlàtidàgiàhàmiyati-chi? 24. Nîrmàl yulduzlàrning barqaror hîlàtdà sàqlànishigàsàbàb nimà? 25. Yorug‘lik bîsimining mikrîzàrràlàr îlàmidàgi àhàmiyatinimadan iborat?


84

Yorug‘likning kimyoviy tà’siri

Ì à z m u n i : fîtîkimyoviy råàksiya; kàrbînît kislîtàningpàrchàlànishi; fîtîgràfiya.

Fîtîkimyoviy råàksiya. Bà’zi mîddàlàrdà yorug‘lik tà’siridàro‘y båràdigàn kimyoviy o‘zgàrishlàr fîtîkimyoviy råàksiyalàrdåyilàdi. Fîtîkimyoviy o‘zgàrishlàr turli-tumàn bo‘lib, bà’zidàmuràkkàb mîlåkulàlàr tàrkibiy qismlàrgà àjràlsà, bà’zidà muràkkàbmîlåkulàlàr hîsil bo‘làdi. Birinchi hîlgà kumush brîmidningkumush và brîmgà àjràlishi misîl bo‘lsà, ikkinchi hîlgà vîdîrîdvà õlîr àràlàshmàsining yorug‘lik tà’siridà vîdîrîd õlîrid hîsilbo‘lish råàksiyasi misîl bo‘làdi. Bu råàksiya shunchàlàr jo‘shqinàmàlgà îshàdiki, hàttîki pîrtlàsh ro‘y båràdi.

Êàrbînàt kislîtàning pàrchàlànishi. Fîtîkimyoviy råàksiya-làrning ko‘pchiligi tàbiàtdà và tåõnikàdà muhim àhàmiyatgà egà.Ulàrning eng diqqàtgà sàzîvîri – o‘simliklàrning yashil qismidàyorug‘lik tà’siridà ro‘y båràdigàn kàrbînat kislîtàning fîtîkimyoviypàrchàlànishidir.

Àynàn shu råàksiya uglårîdning tàbiàtdàgi àylànishini tà’min-làb, yerdàgi jînli îrgànizmlàrning uzîq vàqt yashàshi uchun zàrurshàrîit yaràtàdi. Ìà’lumki, hàyvînît và o‘simliklàrning yashàshi(nàfàs îlishi) nàtijàsidà uglårîdning tinimsiz îksidlànishi (CÎ2

ning hîsil bo‘lishi) ro‘y båràdi. O‘simliklàrning yashil qismidàyorug‘lik tà’siridà 2CO2 → 2CO + O2 sõåmàgà muvîfiq ro‘ybåràdigan fîtîkimyoviy råàksiya nàtijàsidà uglerod qayta tiklanadi.O‘z nàvbàtidà, bu råàksiya jînli îrgànizmning yashàshi uchunzàrur bo‘lgàn kislîrîdning vujudgà kålishigà îlib kålàdi.

Fîtîgràfiya. Êumush brîmidning (AgBr) yorug‘lik tà’siridàpàrchàlànishi fîtîgràfiyaning (suràtgà îlishning) àsîsini tàshkilqilàdi. Umumàn îlgàndà, turli rànglàrning nàmîyon bo‘lishigàsàbàb, bu rànglàrning yorug‘lik tà’siridà fîtîkimyoviy îksidlànishi-dir. Bu jàràyon insîn và hàyvînlàr ko‘zlàrining ko‘rish såzgilàrinitushunish uchun hàm muhim àhàmiyatgà egàdir. Endi suràtgàîlishdà fîtîkimyoviy råàksiyaning àhàmiyatigà bàtàfsilrîq to‘õtà-làylik. Buning uchun fîtîplàstinkàgà kumush brîmid surtilàdi.Plàstinkàgà yorug‘lik tushgànda u pàrchàlànib, sîf kumush zàrràlàriàjràlàdi. Ulàrning miqdîri tushàyotgàn yorug‘lik intånsivligigà bîg‘liq.Shuning uchun plàstinkàdà hîsil bo‘lgàn sîf kumush mîlåkulàlàriyorug‘lik intånsivligigà bîg‘liq mànzàràni, suràtgà îlingàn nàrsàningyashirin (ko‘zgà ko‘rinmàydigàn) tàsvirini hîsil qilàdi. Fîtîplàstinkà

22-§.


85

îchiltirgichgà sîlingàndà esà yorug‘lik ko‘p tushgàn jîy kuchlirîq,kàm tushgàn jîy esà kuchsizrîq qîràyadi và shu usul bilàn någàtivhîsil qilinàdi. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, judà ko‘p kimyoviy råàk-siyalàrdan hîzirgi kundà båvîsità ishlàb chiqàrishdà fîydàlànilib,ular sànîàtda muhim àhàmiyat kàsb etmoqda.

Sinîv sàvîllàri

1. Fîtîkimyoviy råàksiya dåb nimàgà àytilàdi? 2. Fîtîkimyoviy råàksiya-làrning turlàrini ayting. 3. Êàrbînît kislîtà qàndày pàrchàlànàdi? 4. Êàrbînatkislîtà pàrchàlànishining àhàmiyati nimadan iborat? 5. Uglårîdningtiklànishi qàndày ro‘y båràdi? 6. Bu råàksiyaning jînli îrgànizmlàr uchunàhàmiyati nimadan iborat? 7. Fîtîgràfiyaning àsîsini qàndày råàksiya tàshkilqilàdi? 8. Fîtîkimyoviy îksidlànishning ko‘rish uchun àhàmiyati qanday?.9. Suràtgà îlish uchun fîtîplàstinkàgà nimà surtilàdi? 10. Någàtiv qàndàyhîsil bo‘làdi?

Luminåssånsiya

Ìàzmuni: luminåssånsiya; luminåssånsiyaning ro‘y bårishi;luminåssånsiyaning qo‘llànilishi.

Luminåssånsiya. Luminåssånsiya so‘zi lîtinchà luminisessent –yorug‘likning kuchsiz tà’siri mà’nîsini ànglàtàdi. Luminåssånsiyadåb, bà’zi mîddàlàrning yorug‘lik tà’siridà o‘zigà õîs bo‘lgànnurlànish chiqàrishigà àytilàdi. Bundà mîddà istàlgàn: qàttiq, suyuqvà gàz hîlàtidà bo‘lishi mumkin. Luminåssånsiya jàràyonidà mîddào‘zigà tushàyotgàn yorug‘likni yutàdi và, so‘ngrà, tàrkibi yutàyot-gànidàn fàrqli nurlànishni chiqàràdi. Umumàn îlgàndà, luminås-sånsiyaning bà’zi turlàri îldinlàri hàm mà’lum bo‘lgàn. Màsàlàn,fluîråssånsiya – jismni nurlàtish to‘õtàtilishi bilàn to‘õtàydigàn,qisqà vàqt ro‘y båràdigàn nurlànish (nurlànish vàqti 10−8 s) vàfîsfîråssånsiya – nurlàtish to‘õtàtilgàndàn kåyin hàm mà’lum vàqtdàvîm etàdigàn nurlànish (nurlànish vàqti 10−8 s dàn kàttà). Låkinnurlànishning qàndày ro‘y bårishi to‘g‘risidàgi ilmiy tushunchàmàvjud bo‘lmày, u qàndày vujudgà kålàdi và bir-biridàn nimàsibilàn fàrq qilàdi, dågàn sàvîllàrgà àniq jàvîblàr yo‘q edi.

Luminåssånsiyaning ro‘y bårishi. Luminåssånsiya qînunlàriniizlàsh turli õil empirik qîidàlàrning yaràtilishigà hàm îlib kålgàn.Bulàrdàn biri G.Stîks qînuni bo‘lib, tàjribà nàtijàlàri bà’zidà buqînun bilàn mîs kålmàgàn.

23-§.


86

Luminåssånsiya jàràyonini hàm tàjribàdà, hàm nàzàriy ràvishdàbàtàfsil o‘rgànib chiqqàn rus fizigi S.I .Vàvi lîv (1891–1951)bu jàràyonning hàqiqiy qînunlàrini yaràtishgà muyassàr bo‘ldi.Bu qînunlàr nàfàqàt luminåssånsiya nàzàriyasining àsîsi bo‘libqîlmày, uning tåõnikàdà kång qo‘llànilishigà hàm îlib kåldi.

Luminåssånsiya dåb, bårilgàn temperaturadà issiqlik nurlàni-shidàn îrtiqchà enårgiya hisîbigà ro‘y båràdigàn nurlànishgà àytilàdi.

Bîshqàchà àytgàndà, mîddàgà tushgàn fîtîn yutilàdi. Uningbir qism enårgiyasi àtîmning tåbrànish enårgiyasigà, ya’ni issiqlikenårgiyasigà sàrflànsà, qîlgàn qismi luminåssånsiîn nurlànishgàsàrflànàdi.

Luminåssånsiya jàràyoni kvànt måõànikàsi qînunlàri àsîsidàànchà sîddà tushuntirilib, siz bu qînunlàr bilàn kålgusidà tànishà-siz, dågàn umiddàmiz. Luminåssånsiya ro‘y båràdigàn mîddàlàrluminîfîrlàr dåyilàdi.

Luminåssånsiyaning qo‘llànilishi. Vàvilîv simîbli làmpàlàrningultràbinàfshà nurlànishidàn luminîfîrlàr yordàmidà ko‘zgà ko‘ri-nuvchi yorug‘lik hîsil qilishni tàklif qildi. Nàtijàdà u kunduzgiyorug‘likkà o‘õshàsh yoritish qîbiliyatigà egà luminåssånsiînlàmpàlàrni yaràtdi. Pàst bîsimli, simîb bug‘làri bilàn to‘ldirilgànbundày làmpàlàr dåvîrlàrigà turli õil luminîfîrlàr qàtlàminisurtish bilàn istàlgàn ràngdàgi yorug‘likni hîsil qilish mumkin.Bundày làmpàlàrning fîydàli ish kîeffitsiyånti judà yuqîri, õizmàtqilish dàvri ham ànchà uzîq. Shuning uchun, bundày làmpàlàrko‘chàlàrni, zàvîd và fàbrikàlàrni, tà’lim muàssàsàlàrini, do‘kon-làrni và bîshqà jîylàrni yoritishdà và båzàtishdà judà kång qo‘llànilàdi.

Luminåssånsiya mîddàlàrni ànàliz qilishdà hàm qo‘llànilàdi.Bu usul luminåssånsiîn ànàliz dåyilàdi. Ìàsàlàn, mîddà tàrkibidàjudà kàm miqdîrdà luminîfîr màvjud bo‘lsà hàm, uni àniqlàshmumkin. Nåft qàzuvchilàr chuqurdàn îlingàn tuproqni luminås-sånsiîn ànàliz yordàmidà o‘rgànib, nåft qàtlàmigàchà qîlgànmàsîfàni và hàttîki nåft zàõiràsining miqdorini hàm àniqlàshàdi.Bu usul yordàmidà shishàlàrning nàvi àniqlànàdi, biîlogik îbyåkt-làr o‘rgànilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Luminåssånsiya so‘zining mà’nîsi nima? 2. Luminåssånsiya dåbnimàgà àytilàdi? 3. Luminåssånsiya qàndày ro‘y båràdi? 4. Fluîråssånsiyadåb nimàgà àytilàdi? Fîsfîråssånsiya dåb-chi? 5. Luminåssånsiya qînun-


87

làrini kim yaràtgàn? 6. Luminåssånsiya dåb qàndày nurlànishgà àytilàdi?7. Yutilgàn fîtînning enårgiyasi nimàlàrgà sàrflànàdi? 8. Luminîfîrlàrdåb qàndày mîddàlàrgà àytilàdi? 9. Luminåssånsiîn làmpàlàrning ishprinsipi qahday? 10. Òurli ràngdàgi yorug‘lik chiqàràdigàn làmpàlàr qàndàyhîsil bo‘làdi? 11. Ulàrning FIK và õizmàt muddàti qanday? 12. Lumi-nåssånsiîn làmpàlàrdàn fîydàlànishgà båshtà misîl kåltiring. 13. Luminås-sånsiîn ànàlizning mîhiyati nimadan iborat? 14. Luminåssånsiîn ànàliz-ning qo‘llànilishini tushuntiring.

Yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi

Ì à z m u n i : yorug‘likning to‘lqin tàbiàti; yorug‘likning kîr-puskular tàbiàti; yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi.

Yorug‘likning to‘lqin tàbiàti. Biz yorug‘likning elåktrîmàgnitto‘lqinlàrdàn ibîràt ekànligini tàsdiqlîvchi intårfårånsiya, difràksiyavà qutblànish hîdisàlàri bilàn tànishdik. Yorug‘lik to‘lqinlàrgà õîsbo‘lgàn bàrchà õàràktåristikàlàrgà egàligigà và elåktrîmàgnit to‘l-qinlàr shkàlàsidàgi mà’lum îràliqdà jîylàshgàn to‘lqinlàrdàn ibîràtekànligigà ishînch hîsil qildik.

Låkin shu bilàn birgà, yorug‘likni elåktrîmàgnit to‘lqinlàrsifàtidà qàràsh issiqlikdàn nurlànish và fîtîeffåkt hîdisàlàrinitushuntirib bårishgà îjizlik qilishini qàyd etdik.

Yorug‘likning kîrpuskular tàbiàti. Issiqlikdàn nurlànish vàfîtîeffåkt hîdisàlàrini tushuntirish yorug‘likni fîtînlàr îqimidànibîràt, dåb qàràshni tàqîzî etdi. Bîshqàchà àytgàndà, bu hîdisà-làrni faqat yorug‘likning kîrpuskular nàzàriyasi àsîsidà tushun-tirish mumkin.

Bundàn tàshqàri, yorug‘likning sinish qînunlàri và yorug‘likbîsimini hàr ikkàlà nàzàriya àsîsidà hàm tushuntirish mumkin.Undà yorug‘lik hàm to‘lqin, hàm kîrpuskular tàbiàtgà egà emàs-mikàn, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Bu esà, o‘z nàvbàtidà, yorug‘likningkîrpuskular-to‘lqin duàlizmining tug‘ilishigà sàbàb bo‘ldi.

Yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi. Shundày qilib,yorug‘likdà go‘yoki bir-birini inkîr etuvchi ikkità: to‘lqin vàkîrpuskular tàbiàtning uyg‘unligi nàmîyon bo‘ldi. Ayni paytda,ulàr bir-birini to‘ldirib, yorug‘lik bilàn bîg‘liq bo‘lgàn bàrchàjàràyonlàrni tushuntirib bårà îldi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, fîtînning enårgiyasi E = hν và

impulsi νλ

= =h hc

P uchun yozilgàn ifîdàlàr yorug‘likning kîrpus-

kular õàràktåristikàlàri – enårgiya và impulsni, yorug‘likning to‘lqin

24-§.


88

xarakteristikalari – chàstîtà và to‘lqin uzunligi bilàn bîg‘làydi.Shu sababli, yorug‘likning tàbiàti hàqidàgi hàr ikkàlà nàzàriyanibir-birigà qàràmà-qàrshi qo‘yish emàs, bàlki bir-birini to‘ldiruvchinàzàriyalàr sifàtidà qàràsh jîizdir. Ulàrning hàr biri mà’lumshàrîitdà o‘zlàrini nàmîyon qilishàdi. Ìàsàlàn, to‘lqin uzunligikàttà và dåmàk, enårgiyasi kichik bo‘lsà, yorug‘likning to‘lqintàbiàti nàmîyon bo‘làdi. Àksinchà, to‘lqin uzunligi kichik và dåmàk,fîtînning enårgiyasi và impulsi kàttà bo‘lsà, yorug‘likning kîrpus-kular tàbiàti yaqqîl nàmîyon bo‘làdi. Shundày qilib, yorug‘likmàtåriyaning muràkkàb shàkli bo‘lib, u ikki õil: hàm kîrpuskular,hàm to‘lqin tàbiàtigà egàdir. Bungà yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi dåyilàdi.

Yorug‘likning bu õîssàsigà 28- § dà yanà qàytàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Qàndày hîdisàlàr yorug‘likning to‘lqin tàbiàtini tàsdiqlàydi?2. Êîrpuskular tàbiàtini-chi? 3. Qàndày hîdisàlàrni hàr ikkàlà nàzàriyaàsîsidà hàm tushuntirish mumkin? 4. Fîtînning enårgiyasi và impulsiuchun yozilgàn ifîdàlàrdà yorug‘likning kîrpuskular và to‘lqin nàzàriyalàriniõàràktårlîvchi kàttàliklàr îràsidàgi bîg‘lànish màvjudmi? 5. Yorug‘likningto‘lqin tàbiàti qàchîn nàmîyon bo‘làdi? Kîrpuskular tabiati-chi?6. Yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi nima?

Màsàlà yechish nàmunàlàri

1- màsàlà. Qîrà jismning boshlang‘ich temperaturasi 500 K.Qizdirilgàndàn kåyin nurlànish 4 màrtà îshsà, jismning oxirgitemperaturasi nimàgà tång bo‘ladi?

Bårilgàn:T1 = 500 K;

= =2

14e

e

R

Rn .____________

T2 = ?

Yechish. Qîrà jismning nurlànishiStåfàn–Bîlsmàn qînunigà muvîfiqàniqlànàdi. Qînunni hàr ikkàlà hîlàtuchun yozàmiz:

= δ = δ4 4 1 21 2

va e eR T R T .

Bu ifodalardan ko‘rilayotgan jarayon uchun quyidagi munosa-batni yozamiz:

= =

42 2

11

e

e

R TR T

n .


89

Bundan

T nT24

1= .

Bårilgànlàrni ushbu ifodaga qo‘yib hisoblaymiz:

T24 4 500 1 41 500 705= ⋅ ≈ ⋅ =K K K, .

J à v î b : T2 = 705 K.

2- màsàlà. Quyosh nurlànish spåktràl zichligi màksimàlqiymàtining to‘lqin uzunligi 0,48 µm. Quyoshni qîrà jism dåbqàràb, uning sirtidàgi temperaturani tîping.

Bårilgàn:

λmax = 0,48 µm = = 4,8 ⋅ 10−7 m.______________

T = ?

Yechish. Vinning siljish qînunigàmuvîfiq, Quyosh sirtidàgi temperaturaquyidàgichà àniqlànàdi:

λ=

max

cT .

Bu yerdà c = 2,9 ⋅ 10−3 m ·K – Vin dîimiysi. Hisoblashlarbajarib,

T = = =⋅

⋅

−

−

2,9 10

4,8 10

3

7K K kK6040 6 04,

ga ega bo‘lamiz.

J à v î b : T = 6,04 kK.

3 - m à s à l à . Elåktrînning chiqish ishi 2,3 eV bo‘lgàn nàtriyuchun fîtîeffåktning qizil chågàràsi àniqlànsin.

Bårilgàn:

Ach = 2,3 eV = 2,3 ⋅ 1,6 ⋅ 10−19 J = 3,68 ⋅ 10−19 J.______________

λq = ?

Yechish. Fîtîeffåktning qizil chågàràsi uchun yozilgàn

λ= ch

q

ch A

ifîdàdàn λq ni tîpàmiz:

λ =qch

hcA .


90

Bu yerdà h = 6,62 ⋅ 10−34 J ⋅ s – Plànk dîimiysi; c = 3 ⋅ 108 m/s –yorug‘likning bo‘shliqdàgi tåzligi.

Hisoblashlar bajaramiz:

−−

−⋅

⋅λ = = = µ

34 87

19q6,62 10 10

3,68 10m 5,40 0,54 m. .

J à v î b : λ q = 0,54 µm.


1. Àgàr jismning temperaturasi bir protsentgà îrtsà, uning nurlà-nishi nåchà protsentga îrtàdi? (∆n = 4,06%.)

2. Qîrà jismning nurlànishi o‘n îlti màrtà kàmàyishi uchuntemperaturani nåchà màrtà kàmàytirish kåràk? (n = 2 màrtà.)

3. Quyoshning temperaturasi 5,3 kÊ gà tång. Quyoshni qîrà jismsifàtidà qàbul qilib, uning nurlànish spåktràl zichliginingmàksimumigà mîs kåluvchi to‘lqin uzunligi àniqlànsin.(λmax = 0,547 µm.)

4. Àgàr fîtîelåktrînlàrning tåzligi 3000 km/s bo‘lsà, plàtinàplàstinkàgà tushàyotgàn fîtînlàrning to‘lqin uzunligi àniqlànsin.(λ = 0,039 µm.)

5. Ruõ uchun fîtîeffåktning qizil chågàràsi 0,31 µm. Àgàr ruõplàstinkàgà 0,002 µm to‘lqin uzunlikli yorug‘lik tushàyotgànbo‘lsà, fîtîelåktrînlàrning màksimàl kinåtik enårgiyasielåktrîn-vîltlàrdà àniqlànsin. (Tmax = 2,2 eV.)

6. Òo‘lqin uzunligi 0,6 µm bo‘lgàn yorug‘lik yassi yaltirîq sirtgàtik tushib 4 µPà bîsim hosil qiladi. Shu sirtning 1 mm2 yuzàsigà10 s dàvîmidà tushàyotgàn fîtînlàr sîni àniqlànsin.(n = 1,8 ⋅ 1016.)

7. Ìàssàsi elåktrînning màssàsigà tång bo‘lgàn fîtînning to‘lqinuzunligi àniqlànsin. (λ = 0,024 µm.)

8. 600 nm to‘lqin uzunlikli fîtînlàr qàytàrish kîeffitsiyånti0,2 bo‘lgàn plàstinkàgà tushàdi. Àgàr nurlàr plàstinkàni10−13 H/m2 kuch bilàn bîssà, vàqt birligidà plàstinkàgà tu-shàyotgàn fîtînlàrning sîni àniqlànsin. (N = 755 ⋅ 10−3 m−2 ⋅ s−1.)


91

Test savollari

1. Fotoelektronlarning kinetik energiyasi nimaga to‘g‘ri propor-sional bo‘ladi?

A. Òushayotgan yorug‘likning chastotasiga.B. Òushayotgan yorug‘lik oqimiga.C. Nurlanish intensivligiga.D. Òormozlovchi maydonga.E. Òutuvchi kuchlanishga.

2. Berilgan tenglamalar ichidan fotoeffekt uchun Eynshteyntenglamasini toping.

A. hνk = A. B. E = hν. C. E = mc 2.

D. 2

2vmAh +=ν E. Òo‘g‘ri javob C va D.

3. Òo‘lqin uzunligi 6 ⋅ 10−7 m bo‘lgan qizil yorug‘lik fotoniningenergiyasi nimaga teng?

A. 3,3 · 10–19 J. B. 3,2 · 10–19 J. C. 4,3 · 10–19 J.D. 2,3 · 10–19 J. E. 3 · 10–18 J.

4. Yulduzlar o‘lchamlarining ma’lum chegarada saqlanishiga sababnima?

A. Yorug‘likning kimyoviy ta’siri.B. Yorug‘likning fotografik ta’siri.C. Yorug‘likning bosimi.D. Yorug‘likning korpuskular tabiati.E. Yorug‘likning to‘lqin tabiati.

5. Berilgan modda uchun fotoeffekt kuzatiladigan «qizil chegara»nianiqlash formulasini ko‘rsating.

A. 2chm ν= . B.

hA=ν . C. 2

2vmAh +=ν .

D. ν= hE . E. chM ν= .


Òermodinamik muvozanat deb, sistemaning vaqt o‘tishi bilantermodinamik parametrlari o‘zgarmaydigan holatiga aytiladi.

Plank gipotezasi. Jismning nurlanish energiyasi klassik fizikadatasavvur qilinganidek uzluksiz bo‘lmay, tebranish chastotasi ν ga


proporsional E energiyali kvantlardan, ya’ni alohida porsiyalardaniborat:

E = hν.

Foton – yorug‘lik kvanti bo‘lib, quyidagi xarakteristikalarga

ega: energiyasi E = hν; massasi =2

Ec

m ; impulsi P = mc.

Òashqi fotoeffekt deb, yorug‘lik ta’sirida elektronlarning modda-lardan ajralib chiqish hodisasiga aytiladi.

Ichki fotoeffekt deb, yorug‘lik ta’sirida ajralib chiqqan elek-tronlar moddaning ichida erkin elektronlar sifatida qolgan holgaaytiladi.

Fotoeffekt uchun Eynshteyn formulasi:

ν = +2

2mh A v .

Yorug‘likning bosimi:

= + ρ(1 )eFc

p .

Yorug‘lik ta’sirida ro‘y beradigan kimyoviy o‘zgarishlarfotokimyoviy reaksiyalar deyiladi.

Luminessensiya deb, berilgan temperaturada issiqlik nurla-nishidan ortiqcha energiya hisobiga ro‘y beradigan nurlanishga aytiladi.

Yorug‘lik materiyaning murakkab shakli bo‘lib, u ikki xil:ham korpuskular, ham to‘lqin tabiatiga egadir.


I I I B O B

Bàrchà mîddàlàr ko‘p sînli bo‘linmàs zàrràlàrdàn (àtîm-làrdàn) tàshkil tîpgàn, dågan fikrlàr judà qàdim zàmînlàrdà yunînîlimlàri Dåmîkrit, Epikur và Lukråtsiylàr tîmînidàn bildirilgàn(atîm so‘zi yunînchà «atomos» – bo‘linmàs dågàn mà’nîniànglàtàdi). Låkin bu fikrga turli sàbàblàrgà ko‘rà uzîq vàqtlàrgàchàjiddiy etibîr berilmagan. Àmmî o‘n sàkkizinchi àsrdà frànsuzÀ.Làvuàzyå (1743–1794), ingliz J .Dà l tîn (1766–1844),itàlyan À.Àvîgàdrî (1776–1856), rus Ì.Lîmînîsîv (1711–1765), shvåd Y.Bårsålius (1779–1848) kàbi îlimlàrning sà’y-hàràkàtlàri nàtijàsidà àtîmlàrning màvjudligigà shubhà qîlmàdi.D.I.Ìåndålåyåv 1869- yildà elåmåntlàr dàvriy siståmàsini yaràtib,bàrchà mîddàlàrning àtîmlàri bir-birlàrigà o‘õshàsh tuzilishgàegà ekànligini ko‘rsàtib bårdi. Shu bilàn birgà, yigirmànchi àsrningbîshlàrigà kålib, bo‘linmàs hisîblànuvchi àtîmning ichigà nigîhtàshlàsh, ya’ni uning tuzilishini o‘rgànish muàmmîsi vujudgàkåldi. Ingliz fizigi J.J.Òîmsîn 1903- yildà àtîmning tuzilishi hàqidàgibirinchi mîdålni tàklif qildi. Bîshqà ingliz fizigi D.Råzårfîrd o‘ztàjribàlàrigà àsîsàn Òîmsîn mîdålini inkîr etib, àtîmning plànå-tàr mîdålini tàklif qildi. Ushbu mîdålgà muvîfiq, àtîm yadrîdàn(o‘zàkdàn) và uning àtrîfidà hàràkàtlànuvchi elåktrînlàrdàn tàsh-kil tîpgàn. Êåyinchàlik esà àtîm yadrîsi – musbàt zàryadlàngànprîtîn và elåktrnåytràl nåytrînlàr màjmuàsidàn ibîràtligi àniqlàndi.

Àtîmning mîdållàri. Råzårfîrd tàjribàsi

Ì à z m u n i : Òîmsîn mîdåli; Råzårfîrd tàjribàsi; Råzårfîrdtàjribàsidàn õulîsà; àtîmning plànåtàr mîdåli.

Òîmsîn mîdåli. 1897- yildà ingliz fizigi J.Òîmsîn e = 1,6 · 10−19 Cgà tång mànfiy zàryadlàngàn và màssàsi m = 9,11 · 10−31 kg bo‘lgàn,elåktrîn dåb ataluvchi zàrràni kàshf qildi. Òàjribàlàr, jumlàdàn,àtîmlàrning iînlàshuvi bu zàrràning àtîm tàrkibigà kirishinitàsdiqlàdi. Chunki elåktrnåytràl àtîm o‘z tàrkibigà kiruvchi zàrrà –elåktrînni yo‘qîtgàndà yoki uni qo‘shib îlgàndà iîngà àylànàdi.

93

ATOM VA ATOM YADROSI

25-§.


94

Àgàr àtîm tàrkibidà mànfiy zàryadlàngànzàrrà – elåktrînning màvjudligi mà’lumbo‘lsà, u holda àtîmdà yanà nimà bo‘lishimumkin, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Òàbiiyki,elåktrînlàrning zàryadigà tång bo‘lgàn musbàtzàryad mavjud. Àks hîldà àtîm elåktr jihatdannåytràl bo‘lmàs edi. Àynàn shundày mulîhà-zàlàr yuritgàn J.Òîmsîn 1903- yildà àtîm-ning tuzilishi hàqidàgi o‘z mîdålini tàklif qildi.

Òîmsîn mîdåligà muvîfiq, àtîm –màssàsi tåkis tàqsimlàngàn 10−10 m kàttàlikdàgimusbàt zàryadlàrdàn ibîràt shàr sifàtidà tàsàv-

vur qilinàdi. Uning ichidà esà o‘z muvîzînàt vàziyatlàri àtrîfidàtåbrànmà hàràkàt qiluvchi mànfiy zàryadlàr (elåktrînlàr) màvjudbo‘lib, musbàt và mànfiy zàryadlàrning yig‘indisi o‘zaro tång. Endibu mîdålning to‘g‘riligini tåkshirish, ya’ni uning ichigà nigîhtàshlàsh kåràk edi. Bîshqà ingliz fizigi D.Råzårfîrd shu vàzifànibàjàrishgà bål bîg‘làdi.

Råzårfîrd tàjribàsi. Råzårfîrdning o‘z îldigà qo‘ygàn màqsà-dini tushunish uchun àtîmning Òîmsîn mîdålini îddiy tàrvuzsifàtidà tàsàvvur qilàylik: tàrvuzning go‘shti musbàt zàryadlàribo‘lsà, danàklàri elåktrînlàr bo‘lsin. Bungà ishînch hîsil qilishuchun qàndày yo‘l tutish kerak? Bundày tàrvuzni pàrchàlàbbo‘lmàydi, chunki u judà kichkinà, kàttàligi 10−10 m. Yagînà yo‘ltàrvuzgà undàn hàm kichikrîq jismlàrni yo‘nàltirish, ya’ni uninishîngà îlib îtish. Òàrvuzni tåshib o‘tgàn o‘q uning ichki tuzilishi

hàqidà mà’lumît båràdi. Bîrdi-yu,tàrvuzning màrkàzi tîmîn yo‘nàlgàno‘qlàr uni tåshib o‘tmàsdàn îrqàgàqàytsà-chi? Bundàn qanday õulîsàchiqàrilàdi? Dåmàk, uning màrkàzidào‘q tåshib o‘tà îlmàydigàn, îg‘ir o‘zàkbo‘lmîg‘i kåràk. Àks hîldà o‘q îrqàgàqàytmàs edi. Endi Råzårfîrd tàjribà-sining sõåmàsi bilàn tànishàylik(47- ràsm). Råzårfîrd tàjribàsidà àtîm-gà α- zàrràlàr îqimi yo‘nàltirilàdi.α- zàrràning zàryadi +2å gà, màssàsiesà 6,64 · 10−27 kg gà tång. Ìànbà tîrtirqishli qo‘rg‘îshin idishdà jîylàshti-

J. J. TOMSON

(1856–1940)

Ekran

Oltinqog‘oz

Manba

47- rasm.

α- zarra


95

rilgàn bo‘lib, zàrràlàr mà’lum yo‘nàlishdàginà chiqàrilàdi và bîshqàyo‘nàlishdàgilàrini qo‘rg‘îshin dåvîrlàr yutib qîlàdi. α- zàrràlàrningyo‘ligà pårpåndikular qilib 1 µm qàlinlikdagi îltin qîg‘îz qo‘yilgàn.Îltin qîg‘îzdàn o‘tgàn α- zàrràlàrning yo‘nàlishi ekràn yordàmidàqàyd qilingàn. Råzårfîrd o‘z tàjribàsidà α- zàrràlàrning bir qismidàstlàbki yo‘nàlishidàn mà’lum burchàklàrgà îg‘ishini và hàttîîltin qîg‘îzdàn qàytuvchi zàrràlàr hàm bo‘lishini qàyd etgàn.Gàrchi bundày hîl 10 000 tà zàrràdàn bittàsidà kuzàtilsà-dà,Òîmsîn mîdåli nuqtàyi nàzàridàn mutlàqî tushunàrsiz edi.

Råzårfîrd tàjribàsidàn õulîsà. «Òàrvuz»ning màrkàzigà yo‘nàl-tirilgàn o‘q uni tåshib o‘tmày îrqàgà qàytgàndà biz qàndày õulîsàchiqàrgàn bo‘lsàk, Råzårfîrd hàm o‘z tàjribàsi nàtijàsidàn shundàyõulîsà chiqàrgàn. Ushbu õulîsàgà muvîfiq, àtîmning màrkàzidàundàn 10 000 màrtà kichik, ya’ni kàttàligi 10−14 m bo‘lgàn o‘zàk(yadrî) màvjud bo‘lmîg‘i kåràk. Yadrîdà àtîmning musbàt zàryadivà màssàsining àsîsiy qismi (qàriyb 95 fîizi) mujàssàmlàshgàn.Àgàr α- zàrrà îltin qîg‘îzdàgi àtîm yadrîsidàn uzîqdàn o‘tsà,o‘z yo‘nàlishini o‘zgàrtirmàydi (48- ràsm). Àgàr yadrîgà duchkålib qîlsà, îrqàgà qàytishi kuzàtilàdi. Yadrî àtîmdàn 10 000 màrtàkichik bo‘lgàni uchun α- zàrràlàrning 10 000 tàdàn bittàsi u bilànto‘qnàshishi và îrqàgà qàytishi kuzàtilgàn.

Õo‘sh, undà àtîm qàndày tuzilgàn?Àtîmning yadrîviy (plànåtàr) mîdåli. Òàjribà nàtijàlàri àsîsidà

Råzårfîrd 1911- yildà àtîmning yadrîviy (plànåtàr) mîdålini tàklifqildi. Ushbu mîdålgà ko‘ra àtîm jàjjiginà quyosh siståmàsidåk tàsàv-vur qilinàdi. Elåktrînlàr yadrî àtrîfidà (yopiq) îrbitàlàr – àtîm-ning elåktrîn qîbig‘i bo‘ylàb hàràkàtlànàdi và ulàrning zàryadiyadrîdàgi musbàt zàryadgà tång (49- ràsm).

Òàklif qilingàn mîdål àtîmning tuzilishi hàqidà to‘là õulîsàchiqàrishgà imkîn båràdimi? Àfsuski, yo‘q.

Atom

α- zarralar

Elektron

Ze

48- rasm. 49- rasm.


96

Àtîmning Råzårfîrd mîdåli klàssik måõànikà và elåktrîdinà-mikà qînunlàri bilàn qàràmà-qàrshi bo‘lib chiqdi và nurlànishningspåktràl qînunlàrini tushuntirib bårà îlmàdi. Êålgusi màvzudàushbu muàmmîlàrgà bàtàfsilrîq to‘õtàlàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Ìîddàlàrning tuzilishi hàqidà yunîn fàylàsuflàrining fikrlàri qàn-dày bo‘lgàn? 2. Àtîm so‘zi qàndày mà’nîni ànglàtàdi? 3. Ìåndålåyåvningmîddàlàrning àtîmlàrdàn tàshkil tîpgànligini tàsdiqlàshdàgi xizmàtlàrinimàlàrdàn ibîràt? 4. Elåktrîn qàndày zàrrà và uni kim kàshf qilgàn?5. Elåktrîn àtîmning tàrkibigà kiràdimi? 6. Àtîm tàrkibidà yanà nimàbo‘lishi kåràk? 7. Àtîmning Òîmsîn mîdåli qanday? 8. Òîmsîn mîdålinitàrvuzgà o‘õshàtib bo‘làdimi? 9. Qàchîn «tàrvuz»gà yo‘nàltirilgàn o‘q îrqàgàqàytishi mumkin? 10. Råzårfîrd tàjribàsining sõåmàsini tushuntirib båring.11. α- zàrrà hàqidà nimàni bilàsiz? 12. α- zàrràlàr qàyoqqà yo‘nàltirilgàn?13. Îltin qîg‘îzning bunchà yupqà qilib îlinishigà sàbàb nimà? 14. Îltinqîg‘îzdàn o‘tgàn zàrràlàr qàyårdà qàyd qilingàn? 15. α- zàrràlàr îltinqîg‘îzdàn o‘tishdà dàstlàbki yo‘nàlishidàn îg‘gànmi? 16. Qàytuvchi zàrrà-làr hàm bo‘lgànmi? 17. Råzårfîrd o‘z tàjribàsidàn qàndày õulîsà chiqàrgàn?18. Àtîm yadrîsining o‘lchami, màssàsi và zàryadi qàndày? 19. α- zàrrà-ning îrqàgà qàytishigà sàbàb nimà? 20. Nimà uchun α- zàrràlàrning10 000 dàn bittàsi îrqàgà qàytàdi? 21. Àtîmning yadrîviy mîdåli qàchînvà kim tîmînidàn tàklif qilingàn? 22. Àtîmning yadrîviy (plànåtàr) mî-dålini tushuntiring. 23. Ushbu mîdålgà muvîfiq elåktrînlàrning zàryadiyadrîning zàryadigà tångmi? 24. Àtîmning Råzårfîrd tàklif qilgàn mîdåliàtîm tuzilishi hàqidà to‘là õulîsà chiqàrishgà imkîn båràdimi?

Vîdîrîd àtîmining spåktri

Ì à z m u n i : atîmning tuzilishi và uning nurlànish spåktri;Bàlmår såriyasi; Pàshån và Làymàn såriyalàri; Bàlmårning umum-làshgàn fîrmulàsi; kîmbinàtsiîn prinsip; àtîmlàr spåktri vàRåzårfîrd mîdåli.

Àtîmning tuzilishi và uning nurlànish spåktri. Yuqîridà qàydetilgànidåk, àtîmning o‘lchàmlàri judà kichik bo‘lgàni uchun(≈ 10−10 m) uning tuzilishini båvîsità o‘rgànish judà qiyin. Shuninguchun uning tuzilishini bilvîsità, ya’ni ichki tuzilishi àkslànuvchiõàràktåristikàlàr yordàmidà o‘rgànish màqsàdgà muvîfiqdir.Shundày õàràktåristikàlàrdàn biri – àtîmning nurlànish spåktri.Àtîmning nurlànish spåktri, ya’ni àtîm elåktrîmàgnit nurlàrchiqàrishidà (yoki yutishidà) hîsil bo‘làdigàn îptik spåktrlàr ànchà

26-§.


97

bàtàfsil o‘rgànilgàn. Òàjribà nàtijàlàrigà àsîslànib, ulàrni tushuntiribbåruvchi bà’zi qînunlàr hàm yaràtilgàn. Ìàsàlàn, bàrchà elåmånt-làrning spåktràl chiziqlàrini bir qànchà såriyalàrgà (dàstàlàrgà)bo‘lish mumkin. Òurli kimyoviy elåmåntlàr mîs såriyalàriningtuzilishlàri esà bir-birlàrigà judà hàm o‘õshàshdir. Àytgànlàrimiznieng sîddà àtîm – vîdîrîd àtîmi misîlidà ko‘ràylik.

Bàlmår såriyasi. Shvåysàriyalik fizik I.Bàlmår 1885- yildàvîdîrîd spåktrining ko‘zgà ko‘rinuvchi qismidàgi spåktràlchiziqlàrning tàqsimîti (chàstîtàsi) uchun quyidàgi

ν = − 2 2

1 12 n

R (n = 3, 4, 5, ...) (26.1)

fîrmulàni tîpdi. Bu yerdà R = 3,29 ⋅ 1015 s−1 – Ridbårg dîimiysi(shu kàttàlikni fàngà kiritgàn shvåtsiyalik fizik I.Ridbårg (1854–

1919) shàràfigà shundày nîmlàngàn). Àgàr νλ

= c ekànligini

nàzàrdà tutsàk, Bàlmår fîrmulàsini quyidàgi ko‘rinishdà yozishmumkin:

1 12

1 12

12 2 2 2λ

= −

= ′ −

Rc n n

R (n = 3, 4, 5, ...) . (26.2)

′ = = ⋅ −R Rc

110 107 1, m gà hàm Ridbårg dîimiysi dåyilàdi.

n ning turli qiymàtlàrigà qàràb chiziqlàr guruhi hîsil bo‘làdivà ulàrgà Bàlmår såriyasi dåyilàdi. 50- ràsmdà Bàlmår såriyasiko‘rsàtilgàn bo‘lib, Hα, Hβ,Hγ, Hδ làr bilàn ko‘zgà ko‘rinuvchichiziqlàr bålgilàngàn bo‘lsà, H∞ ga Bàlmår såriyasining eng so‘nggichizig‘i mîs kålàdi.

Hα Hβ Hγ Hδ

λ = 0,656 µm 0,486 0,434 0,410 0,364

H∞

Qizil Havo-rang

Binaf-sha

Ultrabinafsha

Seriyachegarasi

50- rasm.

7 Fizika, II qism


98

Pàshån và Làymàn såriyalàri. Vîdîrîd spåktrining ko‘zgàko‘rinmàs qismini o‘rgànish infràqizil và ultràbinàfshà sîhàlàrdàjîylàshgàn såriyalàr hàm màvjudligini ko‘rsàtdi. Jumlàdàn, spåktr-ning ultràbinàfshà sîhàsidà Làymàn såriyasi

ν = − n

R2 21 11

(n = 2, 3, 4, ...) (26.3)

và infràqizil sîhàsidà Pàshån såriyasi

ν = − n

R2 21 13

(n = 4, 5, 6, ...) (26.4)

jîylàshgàn.Bàlmårning umumlàshgàn fîrmulàsi. (26.1), (26.3) và (26.4)

fîrmulàlàrni sîlishtirish ulàrning o‘õshàshligini ko‘rsàtib turibdi.Ìodîmiki shundày ekàn, ulàrni yagînà fîrmulàgà birlashtirishmumkin emàsmi, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Bundày fîrmulà:

ν = − m n

R2 2

1 1 . (26.5)

Bu ifoda Bàlmårning umumlàshgàn fîrmulàsidir. Bu yerdà m hàrbir såriya uchun o‘zgàrmàs m = 1, 2, 3, 4, ... qiymàtlàrni qàbulqilib, chiziqlàr guruhi qàndày såriyani hîsil qilishini ko‘rsàtsà, nbutun qiymàtlàrni (m + 1 dàn bîshlàb) qàbul qilib, såriyadàgichiziqlàrni ko‘rsàtàdi. Såriyalàrni quyidàgi jàdvàl yordàmidà hàmifîdàlàsh mumkin.

3 - j à d v à l

Såriyalàr M N

Làymàn 1 2, 3, 4, ...

Bàlmår 2 3, 4, 5, ...

Pàshån 3 4, 5, 6, ...

Vîdîrîd spåktrining yanà Brekåt, Pfund, Õemfri såriyalàrimàvjud bo‘lib, biz ulàrgà to‘õtàlib o‘tirmàymiz. Shu bilàn birgà,bîshqà elåmåntlàrning nurlànish spåktrlàri qàndày ko‘rinishgàegà, dågàn sàvîlni qo‘yamiz.

Êîmbinàtsiîn prinsip. Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà, yuqîri-dàgigà o‘õshàsh spåktrlàr nàfàqàt vîdîrîddà, bàlki ishqîrlimåtàllàrdà (Li, Na, K) hàm kuzàtilàdi. Ulàrdà hàm spåktràl


99

chiziqlàrning jîylàshuvi Bàlmår fîrmulàsigà o‘õshàsh fîrmulàbilàn àniqlànàdi. Ushbu spåktrlàrni o‘rgàngàn shvåysàriyalik fizikV.Rits, birîr spåktràl chiziqning chàstîtàsi, ikkità bîshqà chiziq-làr chàstîtàlàrining yig‘indisigà tång bo‘lib qîlishigà e’tibîr bårdi.Bu hîlni tushuntirish màqsàdidà u kîmbinàtsiîn prinsið dåbataluvchi quyidàgi Ridbårg–Rits prinsipini îlg‘à surdi: hàr biràtîm uchun spåktràl tårmlàr dåb ataluvchi shundày sînlàr kåtmà-kåtligi màvjudki, shu àtîmning bàrchà spåktràl chiziqlàriningchàstîtàsini ikkità shundày spåktràl tårmlàrning àyirmàsi ko‘rinishidàifîdàlàsh mumkin, ya’ni

ν = −T m T n( ) ( ) . (26.6)

Ushbu prinsipning to‘g‘riligi judà ko‘p tàjribàviy nàtijàlàrbilàn tàsdiqlàngàn. Bu esà uning àtîmning tuzilishi va nurlànishjàràyonidà àtîm ichidà ro‘y båràdigàn jàràyonlàr bilàn bîg‘liqekànligining isbîtidir.

Àtîmlàr spåktri và Råzårfîrd mîdåli. Gàrchi Råzårfîrdningyadrîviy mîdåli àtîm fizikàsining ulkàn yutug‘i bo‘lsà-dà, uàtîmning spåktràl qînuniyatlàrini tushuntirib bårà îlmàdi. Bundàntàshqàri, bu model klàssik måõànikà và elåktrîdinàmikà qînunlàrigàzid bo‘lib chiqdi.

Birinchidàn, elåktrînning yadrî àtrîfidàgi îrbità bo‘ylàb hàrà-kàti egri chiziqli, ya’ni tåzlànish bilàn ro‘y båràdigàn hàràkàtdir.Bu hàràkàtdà esà klàssik elåktrîdinàmikà qînunlàrigà muvîfiqelåktrîn o‘zidàn nur chiqàrishi kåràk. Ya’ni hàràkàt dàvîmidàelåktrînning enårgiyasi kàmàyadi, uning àylànish îrbitàsi kich-ràyadi và u yadrîgà yaqinlàshà bîràdi. Bîshqàchà àytgàndà, mà’lumvàqtdàn kåyin elåktrîn yadrîgà tushib, àtîm yo‘qîlishi kåràk. BuRåzårfîrd mîdåligà muvîfiq, àtîm nîstàbil siståmà bo‘lishiniko‘rsàtàdi.

Àmàldà esà àtîmlàr judà mustàhkàm siståmà hisîblànàdi.Ikkinchidàn, elåktrîn àtîmgà yaqinlàshgàn sàri îrbitàsining

ràdiusi kichràya bîràdi (R→0), tåzligi esà o‘zgàrmàydi (v = const).

Nàtijàdà tåzlànishi mR

2v îrtishi bilàn elåktrînning nurlànish

chàstîtàsi hàm uzluksiz ràvishdà îrtishi và dåmàk, uzluksiz nurlà-nish spåktri kuzàtilishi kåràk. Biz esà ushbu màvzudà, tàjribàlàràtîmning nurlànish spåktri uzlukli (chiziqli) ekànligini ko‘rsàtgà-nini bildik.


100

Bulàrning hàmmàsi àtîmning Råzårfîrd mîdåli o‘zining ulkànvàzifàsini judà qisqà vàqtdà bàjàrib bo‘lgànidàn nishînà edi.

Bundàn tàshqàri, spåktràl såriyalàr uchun yozilgàn àjîyibfîrmulàlàr, Ridbårg dîimiysining univårsàl õàràktårgà egàligi,tàjribà nàtijàlàrini tushuntirib bårà îluvchi yangi g‘îya, yanginàzàriyagà ehtiyoj tug‘ilgànidàn dàlîlàt bårib turàrdi.

Zàmînàviy fizikàning rivîjlànishi uchun ulkàn àhàmiyatgàegà bo‘lgàn nàzàriya bilàn tànishishni kålgusi màvzudà dàvîmettiràmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Nimà uchun àtîmning tuzilishini båvîsità o‘rgànish qiyin? 2. Àtîm-ning tuzilishi qàndày o‘rgànilàdi? 3. Àtîmning îptik spåktrlàri tàjribàlàrdào‘rgànilgànmi và ulàr îràsidà qàndày o‘õshàshliklàr màvjud? 4. Nimàuchun vîdîrîd àtîmining spåktrini o‘rgànish lîzim tîpilgàn? 5. Bàlmårfîrmulàsini yozing. 6. Bàlmår såriyasi spåktrning qàysi qismidà jîylàshgàn?7. Ridbårg dîimiysi nimaga teng? 8. Òo‘lqin uzunligi uchun Bàlmårfîrmulàsi qanday? 9. Bàlmår såriyasidàgi spåktràl chiziqlàrni izîhlàng.10. Vîdîrîd spåktrining ko‘zgà ko‘rinmàs qismidà qàndày såriyalàrjîylàshgàn? 11. Làymàn såriyasi formulasi qanday? 12. Pàshån såriyasiniki-chi? 13. Yuqîridà kåltirilgàn fîrmulàlàrning o‘õshàsh tîmînlàri màvjudmi?14. Bàlmårning umumlàshgàn fîrmulàsi qanday? 15. m qàndày qiymàtlàrniqàbul qilàdi và nimàni ko‘rsàtàdi? 16. n-chi? 17. Såriyalàr ifîdàlàngànjàdvàlni izîhlàng.18. Vîdîrîd spåktridà yanà qàndày såriyalàr màvjud?19. Bîshqà elåmåntlàrning nurlànish spåktrlàri qàndày ko‘rinishgà egà?20. V.Rits nimàni àniqlàdi? 21. Êîmbinàtsiîn prinsip nima? 22. Êîmbi-nàtsiîn prinsip tàjribà nàtijàlàri bilàn mîs kålàdimi? 23. Råzårfîrd mîdåligààsîsàn elåktrînning yadrî àtrîfidàgi hàràkàti qàndày hàràkàt? 24. Nimàuchun yadrî àtrîfidà hàràkàtlànàyotgàn elåktrîn o‘zidàn nur chiqàrishikåràk? 25. Nimà uchun elåktrîn yadrîgà tushishi kåràk? 26. Àmàldà elåktrînyadrîgà tushib, àtîm yo‘qîlàdimi? 27. Nimà uchun elåktrînning nurlànishchàstîtàsi uzluksiz bo‘lishi kåràk? 28. Òàjribàlàr àtîmning nurlànishchàstîtàsi qàndàyligini ko‘rsàtàdi? 29. Råzårfîrd mîdåli nimàlàrnitushuntirib bårà îlmàdi? 30. Yanà qàndày àsîslàr yangi nàzàriyatug‘ilishidàn dàlîlàt båràrdi?

Vîdîrîd àtîmi uchun Bîr nàzàriyasi

Ì à z m u n i : Bîr pîstulàtlàri; birinchi Bîr ràdiusi; àtîmdàgienårgåtik sàthlàr; chiziqli spåktrlàr; Ridbårg dîimiysi; Frànk–Gårstàjribàlàri; Bîr nàzàriyasining kamchiliklàri.

27-§.


101

Bîr pîstulàtlàri. Yig‘ilib qîlgàn muàm-mîlàrni yechà îluvchi nàzàriyani yaràtishyigirmànchi àsrning eng buyuk fiziklàridàn biridàniyalik N . B î r gà nàsib etdi. Uning àsîsiymàqsàdi chiziqli spåktrlàrning tàjribàlàràsîsidà tîpilgàn qînuniyatlàrini Råzårfîrd-ning yadrîviy mîdåli àsîsidà tushuntirishdànibîràt edi. Buni yaõshi tushungàn Bîr àtîm-ning nurlànishi yoki yorug‘lik yutishi kvànt-làrdàn ibîràt bo‘làdi, dågàn g‘îyani ilgàri surdi.Shundày qilib, 1913- yildà Råzårfîrdningyadrîviy mîdåligà kvànt nàzàriyasi tàtbiqetilib, tàjribà nàtijàlàrini to‘là tushuntirib bårà îlàdigàn vîdîrîdàtîmi nàzàriyasi yaràtildi. Umumàn îlgàndà, kàttàliklàrning istàlgànemàs, bàlki mà’lum qîidàgà bo‘ysunuvchi tànlàngàn qiymàtlàrniqàbul qilishi kvàntlànish dåyilàdi. Êvàntlànish àsîsidà yaràtilgànnàzàriyagà esà kvànt nàzàriyasi dåyilàdi.

Bîr nàzàriyasining àsîsini quyidàgi ikkità pîstulàt tàshkil qilàdi.Bu pîstulàtlàrdàn hàr biri biz yuqîridà qàyd etgàn Råzårfîrdmîdålining ikkità kàmchiligini bàrtàràf etishgà qàràtilgàn.

1. Stàtsiînàr (turg‘un) hîlàtlàr hàqidàgi pîstulàt: àtîmdàstàtsiînàr hîlàtlàr màvjud bo‘lib, bu hîlàtlàrgà elåktrînlàrningstàtsiînàr îrbitàlàri mîs kålàdi.

Elåktrînlàr fàqàt shu stàtsiînàr îrbitàlàrdà bo‘lib, hàttîkitåzlànish bilàn hàràkàtlàngànlàridà hàm nurlànish chiqàrmàydilàr.

Stàtsiînàr îrbitàdàgi elåktrînning hàràkàt miqdîri mîmånti(impuls mîmånti) kvàntlàngàn bo‘lib, quyidàgi shàrt bilàn àniq-lànàdi:

mevnrn = nh, (27.1)

bu yerdà me – elåktrînning màssàsi; rn – n- îrbitàning ràdiusi;

vn – elåktrînning shu îrbitàdàgi tåzligi; mevnrn – elåktrînning

shu îrbitàdàgi impuls mîmånti; n – nîlgà tång bo‘lmàgàn (n ≠ 0)

butun sîn, ungà bîsh kvànt sîni dåyilàdi; π

=h h2

(h – Plànkdîimiysi).

Dåmàk, Bîrning birinchi pîstulàtigà ko‘ra, àtîmdàgi elåktrînistàlgàn îrbità bo‘ylàb emàs, bàlki stàtsiînàr orbita dåb ataluvchimà’lum îrbitàlàr bo‘ylàb hàràkàtlànishi mumkin. Bu hàràkàtdàvîmidà u o‘zidàn nurlànish chiqàrmàydi, ya’ni enårgiyasi kà-

N. BOR

(1885–1962)


102

màymàydi. Enårgiyasi kàmàymàsà, yadrîgà tushmàydi và àtîmyo‘qîlmàydi. Shundày qilib, ushbu pîstulàt Råzårfîrd mîdåliningbirinchi kàmchiligini bàrtàràf qilàdi.

2. Chàstîtàlàr hàqidàgi pîstulàt: elåktrîn bir stàtsiînàr îrbità-dàn ikkinchisigà o‘tgàndàginà, enårgiyasi shu stàtsiînàr hîlàtlàrdàgienårgiyalàrining fàrqigà tång bo‘lgàn bittà fîtîn chiqàràdi (yokiyutàdi):

hν = En − Em, (27.2)

bu yerdà En và Em – mîs ràvishdà elåktrînning n- và m- stàtsiînàrîrbitàlàrdàgi enårgiyalàri.

Àgàr En > Em bo‘lsà, fîtîn chiqàrilàdi. Bîshqàchà àytgàndà,elåktrîn kàttà enårgiyali hîlàtdàn kichikrîq enårgiyali hîlàtgà,ya’ni yadrîdàn uzîqrîqdà bo‘lgàn stàtsiînàr îrbitàdàn yadrîgàyaqinrîq bo‘lgàn stàtsiînàr îrbitàgà o‘tàdi.

Àgàr En < Em bo‘lsà, fîtîn yutilàdi và yuqîridàgi mulî-hàzàlàrgà tåskàri hîl ro‘y båràdi.

(27.2) ifîdàdàn nurlànish ro‘y båràdigàn chàstîtàlàrni, ya’niàtîmning chiziqli spåktrini àniqlàsh mumkin:

ν −= n mE E

h. (27.3)

Dåmàk, Bîrning ikkinchi pîstulàtigà ko‘ra, elåktrîn istàlgànchàstîtàli nurlànish chiqàrmày, chàstîtàsi (27.3) shàrtni qànîàt-làntiruvchi nurlànishniginà chiqàrishi mumkin. Và àynàn shuninguchun hàm, àtîmning nurlànish spåktri uzluksiz bo‘lmày, uzlukli(chiziqli) ko‘rinishgà egàdir. Dåmàk, Bîrning ikkinchi pîstulàtiRåzårfîrd mîdålining ikkinchi kàmchiligini bàrtàràf qilàdi.

Birinchi Bîr ràdiusi. Eng sîddà àtîm – vîdîrîd àtîminiko‘ràylik. U bittà prîtîndàn ibîràt yadrî và uning àtrîfidà àylànmàîrbità bo‘ylàb hàràkàtlànuvchi bittà elåktrîndàn ibîràt. Yadrîelåktrînni o‘zigà kulîn kuchi bilàn tîrtàdi và ungà màrkàzgàintilmà tåzlànish båràdi, ya’ni:

⋅πε

⋅ =2

20

14

e n

nn

me err

v. (27.4)

Bu yerdà e – elåktrînning và prîtînning zàryadi, ε0 – elåktrdîimiysi. Endi (27.1) ifîdàdàn vn ni àniqlàb îlàmiz và nàtijàni

(27.4) gà qo‘yib, undàn rn uchun quyidagi ifodani tîpàmiz:


103

ε

π=

22 0

2ne

h

m er n , (27.5)

bu yerdà n – elåktrîn stàtsiînar îrbitàsining (àniqrîg‘i àtîmningstàtsiînar hîlàtining) tàrtib ràqàmini ko‘rsàtàdi. Ìàsàlàn, n = 1dåb îlsàk, elåktrînning vîdîrîd àtîmidàgi birinchi stàtsiînarîrbitàsi ràdiusining qiymàtini hîsil qilàmiz. Bu ràdiusgà birinchiBîr ràdiusi dåyilàdi và àtîm fizikàsidà uzunlik birligi sifàtidàfîydàlànilàdi:

rB = 0,528 · 10−10 m.

Shuningdåk, r2 = 4rB và h.k.Àtîmdàgi enårgåtik sàthlàr. Stàtsiînàr hîlàtdàgi àtîm enår-

giyasi qàbul qilàdigàn qiymàtlàr enårgåtik sàth dåyilàdi.Bîr nàzàriyasigà muvîfiq, àtîm yadrîsi hàràkàtsiz hisîblànàdi.

Shuning uchun àtîmning to‘là enårgiyasi E, elåktrînning àylànmàhàràkàt kinåtik enårgiyasi Ek và elåktrînning yadrî bilàn o‘zàrî

tà’sir pîtånsiàl enårgiyasi Ep làrning yig‘indisigà tång, ya’ni

E = Ek + Ep. (27.6)Àgàr

πε= =

2 2

02 8e n

kn

m er

Ev

(27.7)

và

πε= −

2

04pn

er

E (27.8)

ekànligini e’tibîrgà îlsàk, àtîmning to‘là enårgiyasi quyidagiifodadan topiladi:

πε= + = −

2

08k pn

er

E E E . (27.9)

(27.7) ifîdàni hîsil qilishdà (27.4) dàn và (27.8) ni hîsilqilishdà ikki zàryad îràsidàgi o‘zàrî tà’sir pîtånsiàl enårgiyasiniàniqlàsh qîidàsidàn fîydàlàndik.

Endi rn uchun tîpilgàn (27.5) ifîdàni (27.9) gà qo‘yib,

àtîmning istàlgàn enårgåtik sàthdàgi enårgiyasi En ni tîpàmiz:

ε= − ⋅

4

2 2 20

18

en

m e

h nE . (27.10)


104

Ushbu ifîdàdàn ko‘rinib turibdiki, vîdîrîd àtîmining to‘làenårgiyasi mànfiy bo‘lib, u elåktrîn và prîtînni erkin zàrràlàrgààylàntirish uchun qànchà enårgiya sàrflàsh kåràkligini ko‘rsàtàdi.Bîshqàchà àytgàndà, àynàn shu enårgiya bu ikki zàrràni bir butunàtîm sifàtidà sàqlàb turàdi. Shuning uchun hàm n = 1 hîlàt engturg‘un hîlàt hisîblànib, bu hîlàtdà àtîm eng kàm enårgiyagàegà bo‘làdi và u àsîsiy enårgåtik hîlàtdà dåyilàdi. Bu hîlàtdàgivîdîrîd àtîmini iînlàshtirish uchun eng ko‘p enårgiya sàrflàshtàqîzî qilinàdi. n > 1 hîlàtlàr esà g‘àlàyonlàngàn (uyg‘îngàn)hîlàtlàr dåyilàdi và ulàrdàgi àtîmning enårgiyasi kàmrîq bo‘lib,bundày hîlàtdàgi àtîmni iînlàshtirish uchun kàmrîq enårgiyasàrflànàdi.

Chiziqli spåktrlàr. Bîrning ikkinchi postulatiga ko‘ra, elåk-trîn bir enårgåtik sàthdàn ikkinchisigà o‘tgànidà

εν

= − = −

em e

h n nh E E

4

2 1 2 2 2 20 1 2

1 18

(27.11)

enårgiyali fîtîn chiqàrilàdi yoki yutilàdi. Àgàr elåktrîn ikkinchiîrbitàdàn (n2 = 2) birinchisigà o‘tsà (n1 = 1), fîtîn chiqàrilàdi(51- ràsm). Òåskàri hîldà – yutilàdi. Elåktrînni n1 = 1 îrbitàdànn2 →∞ gà o‘tkàzish uchun, bîshqàchà àytgàndà, elåktrînni àtîmyadrîsidàn àjràtib îlish (àtîmni iînlàshtirish) uchun eng kàttàenårgiya sàrflànàdi. Bu enårgiyaning qiymàti 13,53 eV gà tång bo‘lib,vîdîrîd àtîmini iînlàshtirish enårgiyasidir.

Dåmàk, vîdîrîd àtîmining àsîsiy hîlàtidàgi elåktrînningenårgiyasi −13,53 eV gà tång. Yuqîridà tà’kidlàgànimizdåk, enår-giyasining mànfiyligi elåktrînning bîg‘làngàn hîlàtdà ekànliginiko‘rsàtàdi. Erkin hîlàtdàgi elåktrînning enårgiyasi nîlgà tång dåbqàbul qilingàn.

Ze

r1

r2

r3

51- rasm.

(27.11) ifîdà yordàmidà chiqàrilàdigànyoki yutilàdigàn fîtînning chàstîtàsini yokito‘lqin uzunligini àniqlàsh mumkin:

εν

= −

em e

h n n

4

3 2 2 20 1 2

1 18

, (27.12)

λ ε

= −

em e

h c n n

4

3 2 2 20 1 2

1 1 18

. (27.13)


105

Ushbu fîrmulàlàr såriyalàr fîrmulàsi dåyilàdi. Ular yordàmidàvîdîrîd àtîmi spåktrining bàrchà såriyalàrini hîsil qilish mumkin(52- ràsm).

Ridbårg dîimiysi. (27.12) ifîdàni Bàlmårning umumlàshgàn(27.5) fîrmulàsi bilàn sîlishtirib, ulàrning judà o‘õshàshligigàishînch hîsil qilàmiz. Fàqàt (27.12) dàgi Ridbårg dîimiysi

ε= em e

hR

4

3 208

gà tångligini ko‘ràmiz. (27.14) àsîsidà tîpilgàn Ridbårg dîimiysi-ning qiymàti tàjribàdà tîpilgàn nàtijàlàr bilàn to‘là mîs kåldi. Buesà vîdîrîd àtîmi uchun Bîr nàzàriyasi to‘g‘riligining yaqqîlisbîtidir.

Bîr nàzàriyasi, o‘zi yaràtilgunchà atom fizikasida mavjudbo‘lgan bàrchà muàmmîlàrni yechib bårgàn bo‘lsà-dà, àtîmningstàtsiînàr hîlàtlàri màvjudligi và enårgåtik sàthlàrning diskråtqiymàtlàrni qàbul qilishi hàli tàjribàdà isbîtlànmàgàn edi. Quyidàshu màqsàddà o‘tkàzilgàn tàjribàlàrdàn biri bilàn tànishàmiz.

Frànk–Gårs tàjribàsi. Nåmis fiziklàri D.Frànk và G.Gårselåktrînlàrning gàz àtîmlàri bilàn to‘qnàshuvini tutuvchi pîtånsiàl-làr usulidà o‘rgànib (1913- yil), àtîm enårgiyasi qiymàtlàriningdiskråtligini tàjribàdà isbîtlàdilàr. Òàjribàning sõåmàsi 53- ràsmdàkåltirilgàn.

Simîb bug‘làri bilàn to‘ldirilgàn, hàvîsi so‘rib îlingàn nàydàkàtîd (Ê), ànîd (À) và to‘rlàr (Ò1 và Ò2) bo‘lgàn. Êàtîddàn

Eh, eV

−0,54−0,85

−1,51

−3,39

−13,61

2

3

4

65

n = ∞

Pashenseriyasi

Balmerseriyasi

Laymanseriyasi 52- rasm.


106

chiqqàn và 1- sîhàdà tåzlàshtirilgàn elåktrînlàr 2- sîhàdà simîbàtîmlàri bilàn to‘qnàshàdi. Bunda ular simob atomlarini g‘àlàyon-làntirishi mumkin. Bîr nàzàriyasigà muvîfiq, àgàr chindàn hàmsimîb àtîmlàrining enårgåtik sàthlàri diskråt bo‘lsà, ulàr fàqàtmà’lum enårgiyani îlib, birîrtà g‘àlàyonlàngàn hîlàtgà o‘tishlàrimumkin. Shuning uchun elåktrîn simîb àtîmlàri bilàn to‘qnàsh-gàndà àtîmning stàtsiînàr hîlàtlàri îràsidàgi enårgiya fàrqigà tångenårgiyaniginà yo‘qîtadi.

54- ràsmdà ànîd tîkining tåzlàshtiruvchi pîtånsiàlgà bîg‘la-nishi ko‘rsàtilgàn. Êo‘rinib turibdiki, tåzlàshtiruvchi pîtånsiàl4,86 V gà yetgunchà tîkning qiymàti îrtib bîràdi và so‘ngrà kåskinkàmàyadi. Bu hîl U = 2 · 4,86 V và U = 3 · 4,86 V làrdà hàmtàkrîrlànàdi.

Ànîd tîkining bundày o‘zgàrishigà sàbàb nimà? Elåktrînningenårgiyasi eU = 4,86 eV bo‘lgunchà, u simîb àtîmini g‘àlàyon-làntirà îlmàydi và shuning uchun hàm ànîd tîki o‘sà bîràdi.Elåktrînning enårgiyasi simîb àtîmini g‘àlàyonlàntirishgà yetàrlibo‘lgàndàn so‘ngginà o‘z enårgiyasini simîb àtîmigà båràdi vànatijada enårgiyasini yo‘qîtgàn elåktrîn kàtîdgà yetib bîrîlmày,ànîd tîki kåskin kàmàyadi. Òåzlàshtiruvchi pîtånsiàl îrtishi bilànelåktrîn ikki và uch màrtà simîb àtîmlàri bilàn to‘qnàshib, ulàrnig‘àlàyonlàshtirish qîbiliyatigà egà bo‘lishlàri mumkin.

K

12 3

AG

T1 T2

53- rasm.

4,864,86

4,86I

0 5 10 15 ϕ, V 54- rasm.


107

Frànk và Gårs tàjribàlàrining ko‘rsàtishichà, simîb àtîmlàribilàn to‘qnàshgàn elåktrîn o‘z enårgiyasining faqat mà’lum qisminiulàrgà bårishi mumkin. Bu enårgiya 4,86 eV gà tång bo‘lib, àsîsiyhîlàtdàgi simîb àtîmi yutishi mumkin bo‘lgàn eng kichik enårgiyapîrsiyasidir. Shundày qilib, àtîmdà stàtsiînàr hîlàtlàr màvjudligihàqidàgi Bîr nàzàriyasi tàjribàdà to‘là isbîtlàngàn.

Bîrning ikkinchi postulàtigà muvîfiq, ∆E = 4,86 eV enårgiyaîlib g‘àlàyonlàngàn simîb àtîmi yanà qàytib àsîsiy hîlàtgà o‘tgàni-dà shu enårgiyagà mîs kåluvchi nurlànish chiqàrmîg‘i kåràk. Àgàr

λ = hcE∆

ekànligini nàzàrdà tutsàk, λ ≈ 0,255 µm và bu ultràbinàfshà

nurlànishgà to‘g‘ri kålishini tîpàmiz. Òàjribà hàqiqàtàn hàmλ ≈ 0,254 µm to‘lqin uzunlikli ultràbinàfshà nur chiqishini àniqlàdi.Bu esà Bîrning ikkinchi pîstulàti hàm to‘g‘ri ekanligining isbîtidir.

Bîr nàzàriyasining kàmchiliklàri. Bîr nàzàriyasi àtîm fizikàsirivîjlànishiga ulkàn hissà qo‘shib, kvànt måõànikàsining yaràtilishi-dà muhim qàdàm bo‘lib õizmàt qildi. U vîdîrîd và vîdîrîdsimînàtîmlàrning spåktrlàri và spåktràl chiziqlàrning chàstîtàlàrinihisîblàshgà imkîn bårgàn bo‘lsà-dà, bu chiziqlàrning intånsivliginiàniqlàshgà và u yoki bu o‘tishlàrning ro‘y bårishigà sàbàb nimàliginitushuntirishgà îjizlik qildi. Bîr nàzàriyasining jiddiy inqirîzi,àyniqsà, eng sîddà elementlardan biri, vîdîrîddàn båvîsità kåyingielåmånt – gåliy àtîmining spåktrini tushuntirish yo‘lidàgi urinish-làrning muvàffàqiyatsizlikkà uchràshidà nàmîyon bo‘ldi. Bîrningo‘zi buning àsîsiy sàbàbi – nàzàriyaning yarim klàssik ekànligidà,ya’ni, bir tîmîndàn, kvànt pîstulàtlàri qo‘llànilsà, ikkinchitîmîndàn, klàssik fizikà qînunlàrining qo‘llànilishidà, dåb tànîldi. Àtîmning ichigà yanàdà dàdilrîq nigîh tàshlàsh uchun yangig‘îya, yangi nàzàriyalàrgà muhtîjlik tug‘ildi.

Sinîv sàvîllàri

1. N.Bîr qàndày nàzàriya yaràtdi? 2. Uning àsîsiy màqsàdi nimàdànibîràt edi? 3. Bîr o‘z nàzàriyasini qàndày g‘îyagà àsîslànib yaràtdi?4. Êvàntlànish dåb nimàgà àytilàdi? 5. Êvànt nàzàriyasi dåb-chi? 6. Bîrnàzàriyasining àsîsini nimà tàshkil qilàdi? 7. Bîr pîstulàtlàridàn nimàmàqsàd ko‘zlàngàn? 8. Stàtsiînàr hîlàtlàr hàqidàgi pîstulàt nimadan iborat?9. Elåktrîn hàràkàt miqdîrining kvàntlànishini tushuntiring. 10. Bîsh kvàntsîni qàndày qiymàtlàrni qàbul qilàdi? 11. Bîrning birinchi pîstulàtiRåzårfîrd mîdålining qàndày kàmchiligini bàrtàràf qilàdi? 12. Chàstîtàlàrhàqidàgi pîstulàt nimadan iborat? 13. Qàchîn fîtîn chiqàrilàdi? 14. Fîtîn


108

chiqàrilgàndà elåktrîn qàysi îrbitàgà o‘tàdi? 15. Qàchîn fîtîn yutilàdi vàbundà elåktrîn qàysi îrbitàgà o‘tàdi? 16. Nurlànish ro‘y båràdigàn chàstîtàqàndày àniqlànàdi? 17. Bîrning ikkinchi pîstulàti Råzårfîrd mîdåliningqàndày kàmchiligini bàrtàràf qilgan? 18. Vîdîrîd àtîmidàgi elåktrîn qàndàykuchlàr tà’siridà bo‘làdi? 19. Vîdîrîd àtîmidàgi elåktrîn îrbitàlàriningràdiusi qàndày àniqlànàdi? 20. Birinchi Bîr ràdiusi nimàgà tångliginihisîblàb tîping. 21. Enårgåtik sàth dåb nimàgà àytilàdi? 22. Bîr nàzàriyasigàmuvîfiq àtîm yadrîsi qàndày hîlàtdà dåb hisîblànàdi? 23. Àtîmning to‘làenårgiyasi nimàgà tång? 24. Elåktrînning àylànmà hàràkàt kinåtik enårgiyasinimaga teng? 25. Elåktrîn và yadrîning o‘zàrî tà’sir pîtånsiàl enårgiyasinimaga teng? 26. Àtîmning istàlgàn enårgåtik sàthdàgi enårgiyasi qàndàyàniqlànàdi? 27. Vîdîrîd àtîmi enårgiyasining mànfiyligini qàndàytushuntiràsiz? 28. n = 1 hîlàt qàndày hîlàt? 29. n > 1 hîlàtlàr-chi? 30. Bundàyhîlàtdàgi vîdîrîd àtîmini iînlàshtirish uchun qànchà enårgiya sàrflànàdi?31. Elåktrîn bir enårgåtik sàthdàn ikkinchisigà o‘tgànidà chiqàràdigànfîtînning enårgiyasi qàndày àniqlànàdi? 32. Qàchîn fîtîn chiqàrilàdi,qàchîn yutilàdi? 33. Àtîmni iînlàshtirish uchun qàndày enårgiya sàrflànàdi?34. Vîdîrîd àtîmi uchun bu enårgiyaning qiymàti nimaga teng? 35. Vîdîrîdàtîmining àsîsiy hîlàtidàgi elåktrînning enårgiyasi nimàgà tång? 36. Buenårgiyaning mànfiyligi nimàga ishîrà? 37. Qàndày elåktrînning enårgiyasinîlgà tång dåb îlinàdi? 38. Såriyalàr fîrmulàsini yozing. 39. 52- ràsmdàgimànzàràni tushuntiring. 40. Ridbårg dîimiysi nimàgà tång? 41. Ridbårgdîimiysining nàzàriy qiymàti và tàjribàdà tîpilgàn nàtijàlàr mîs kålàdimi?42. Frànk–Gårs tàjribàlàridàn màqsàd nima? 43. 54- ràsmdàgi hîlàtnitushuntirib båring. 44. Ànîd tîkining bundày o‘zgàrishigà sàbàb nimà?45. 4,86 eV qàndày enårgiya? 46. Frànk–Gårs tàjribàlàri simîb àtîmlàriningstàtsiînàr îrbitàlàri màvjudligini isbîtlàdimi? 47. Simîb àtîmi g‘àlàyon-làngàn hîlàtdàn àsîsiy hîlàtgà o‘tgànidà qàndày nurlànish chiqàrishi kåràk?48. Òàjribà qàndày nàtijàni ko‘rsàtdi? 49. Bu nàtijàdàn qàndày õulîsà chiqàrishmumkin? 50. Bîr nàzàriyasining àhàmiyati nimàdà? 51. Bîr nàzàriyasiningkàmchiliklàri nimadan iborat? 52. Bu kàmchiliklàrning màvjudligigà sàbàbnimà?

Lui då Brîyl gipîtåzàsi.Zàrràlàrning to‘lqin õîssàlàri

Ì à z m u n i : Lui då Broyl gipîtåzàsi; Devissîn và Jårmårtàjribàsi; tà’sir kvànti.

Lui då Brîyl gipîtåzàsi. Bîr nàzàriyasidàn ham tàkîmilrîqnàzàriyani yaràtish îlimlàrni to‘lqin måõànikàsi bilàn bîg‘liq g‘îya-làrgà murîjààt qilishgà undàdi. Buning àsîsiy sàbàbi, nurlànishningkîrpuskular-to‘lqin duàlizmidir. Bizgà mà’lumki, fîtîn tushun-chàsi kiritilgandàyoq uning enårgiyasi và chàstîtàsi îràsidàgi E = hν

28-§.


109

munîsàbàt yozilib, fîtîn màvjudligining o‘zibåvîsità duàlizm bilàn bîg‘liqligigà àsîssîlingàn edi. Àgàr fîtîn shundày õususiyatgàegà ekàn, undà bîshqà zàrràlàr, jumlàdàn,elåktrîn hàm shundày kîrpuskular-to‘lqinduàlizmi õususiyatigà egà emàsmi, dågànsàvîl tug‘ilàdi. Bu sàvîlgà ijîbiy jàvîb bårgànfrànsuz fizigi Lui då Brîyl 1923- yildàkîrpuskular-to‘lqin duàlizmining univårsàlligihàqidàgi quyidàgi gipîtåzàni ilgàri surdi. Uningfikrichà, nàfàqàt fîtîn, bàlki elåktrîn và bîsh-qà zàrràlàr hàm kîrpuskular õîssàlàr bilànbir qàtîrdà, to‘lqin õîssàlàrigà hàm egàdirlàr.

Bîshqàchà àytgàndà, hàr bir zàrrà, bir tîmîndàn, enårgiya(E) và impuls (P) kàbi kîrpuskular kàttàliklàri bilàn õàràktår-lànsà, ikkinchi tîmîndàn, chàstîtà (ν) và to‘lqin uzunligi (λ)kàbi to‘lqin kàttàliklàri bilàn hàm õàràktårlànàdi. Zàrràlàrning hàmkîrpuskular và to‘lqin õàràktåristikàlàri îràsidàgi munîsàbàtlàrfîtînniki kàbi quyidàgi ko‘rinishgà egà:

E h P h= =νλ

, . (28.1)

Lui då Brîylning fikrichà, (28.1) ifîdà tinchlikdàgi màssàsi nîldànfàrq qiluvchi hàr qàndày zàrrà uchun hàm o‘rinlidir. Dåmàk,impulsgà egà bo‘lgàn hàr qàndày zàrràgà to‘lqin uzunligi

λ = hP

(28.2)

Lui då Brîyl fîrmulàsi bilàn àniqlànuvchi to‘lqin mîs kålàdi.Demak, zàrràlàr to‘lqin õususiyatigà egà ekàn, ulàr hàm

to‘lqinlàrgà õîs bo‘lgàn intårfårånsiya và difràksiyagà kirishishà-dimi, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Àyni shu sàvîlgà jàvîb tîpishmàqsàdidà o‘tkàzilgàn tàjribàlàr bilàn tànishàmiz.

K.Dåvissîn và L.Jårmår tàjribàsi. 1927- yildà àmårikàlik fiziklàrÊ.Dåvissîn và L.Jårmår elåktrînlàrning nikål mînîkristàlidàsîchilishini o‘rgàndilàr. Òàjribàning ko‘rsàtishichà, gàrchi elåktrîn-làrning tushish burchàklàri bir õil bo‘lsà-dà, ulàr kristàll sirtidànturli burchàklàr îstidà qàytàdi. Nàtijàdà bir yo‘nàlishdà qàytgànelåktrînlàr sîni ko‘p bo‘lsà, bîshqà yo‘nàlishdàgisining sîni kàmbo‘lib, ulàrni qàyd etgàn fîtîplàstinkàdà difràksiîn mànzàràkuzàtildi. Dåvissîn và Jårmår tàjribàsining ko‘rsàtishichà, sîchilish

Lui de BROYL

(1892–1987)


110

jàràyonidà elåktrînlàr o‘zlàrini õuddi to‘lqinlàrdåk tutishgàn vàulàrning to‘lqin uzunligi Lui då Brîyl to‘lqin uzunligi bilàn mîskålgàn.

Òo‘lqin õususiyati nàfàqàt hàràkàtlànàyotgàn zàrràlàr dàstàsigàtààlluqli bo‘lmày, u hàràkàtlànàyotgàn àlîhidà zàrràgà hàm õîsõususiyatdir. 1948- yildà V.A.Fàbrikànt, Bibårmàn và Sushkinlàràlîhidà elåktrînlàrning difràksiyasini kuzàtishdi. Êåyinchàlik difràk-siya hîdisàsi nåytrînlàr, prîtînlàr, àtîmlàr và mîlåkulàlàrishtirokida hàm kuzàtildi. Shundày qilib, kîrpuskular-to‘lqinduàlizmi nàfàqàt fîtîngà tågishli õususiyat bo‘lmày, u màtåriyaningistàlgàn zàrràlàrigà õîs õususiyat ekànligi isbîtlàndi.

Binobarin, màkrîjismlàr hàm to‘lqin õususiyatigà egàmi,dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Àlbàttà egà, jumlàdàn, biz hàm. Låkin to‘lqinuzunligimiz judà kichik bo‘lgàni uchun uni qàyd etish mumkinemàs. Ìisîl uchun 100 m/s tåzlik bilàn îtilgàn 1 g màssàli o‘qningto‘lqin uzunligini tîpàylik. Då Brîyl fîrmulàsigà ko‘ra:

λ = = = ⋅⋅

⋅

⋅

−

−−h

m v6,62 10

10 100

34

3336 62 10m m, .

Bundày kichik to‘lqin uzunlikli to‘lqinlàrni qàyd qilishningilîji bo‘lmàgànligi uchun hàm biz o‘qni fàqàtginà zàrrà sifàtidàqàràymiz. Shu bilàn birgà 108 m/s tåzlik bilàn hàràkàtlànàyotgànelåktrînning to‘lqin uzunligini hisîblàsàk, u λ = 7,3 · 10−12 m gàtång bo‘làdi và bundày to‘lqinni hisîbgà îlmàslik mutlàqî mumkinemàs.

Òà’sir kvànti. Shundày qilib, biz màtåriyaning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi univårsàl õàràktårgà egàligi, ya’ni màtåriya birpàytning o‘zidà hàm kîrpuskular, hàm to‘lqin õususiyatigà egàligigàishînch hîsil qildik. Bu õususiyatlàrni õàràktårlîvchi kàttàliklàrîràsidàgi

E h P h= =νλ

va

bîg‘lànishlàrni ham ko‘rdik. Àmmî ulàrni bîg‘làb turuvchi kàttàlik –h Plànk dîimiysigà bàtàfsil to‘õtàlmàdik. Àgàr ν = 1 s−1 dåb îlsàk,enårgiya Plànk dîimiysigà tång bo‘lishini ko‘ràmiz. Dåmàk, Plànkdîimiysi kvànt enårgiyasining o‘zgàrish kàttàligini, ya’ni kvàntenårgiyasi o‘zgàrishining eng kichik miqdîri nimàgà tång bo‘lishiniko‘rsàtàdi. Õuddi shuningdåk, ikkinchi ifîdàdà λ = 1 m dåb îlsàk,impulsning Plànk dîimiysigà tång bo‘lishi chiqàdi. Dåmàk, bukàttàlik nàfàqàt enårgiyaning, bàlki impulsning hàm o‘zgàrish


111

kàttàligini õàràktårlàydi, shuning uchun ungà tà’sir kvànti dåyilàdi.Shundày qilib, Plànk dîimiysi kvànt õàràktåristikàlàrining o‘zgàrishkàttàligini, ya’ni diskråtlik dàràjàsini ko‘rsàtuvchi kàttàlikdir.

Yuqîridàgilàrni tàsàvvur qilish uchun quyidàgichà sîlishtirisho‘tkàzàylik. Àgàr o‘zimizni mikrîzàrràlàr îlàmidà dåb tàsàvvurqilsàk, bu zàrràlàrning enårgiyasi diskråt o‘zgàrishini, ya’ni go‘yokizinàpîyalàrdàn yurgànimiz kàbi o‘zgàrishini ko‘ràmiz. Hàr ikkitàqo‘shni zinà îràsidàgi fàrq esà Plànk dîimiysigà tång bo‘làdi,bîshqàchà àytgàndà, kàttàliklàr kvàntlànàdi. Endi màkrîjismlàrîlàmigà ko‘chàylik. Ìikrîzàrràlàr îlàmi bizdàn shu qàdàr uzîqdàqîlib kåtàdiki, endi zinàpîyalàrni ko‘rà îlmàymiz, zinàning bàlànd-ligi esà såzilmày qîlàdi. Êo‘tàrilish yo‘li tåkis ko‘rinàdi và yuqîrigàko‘tàrilgànimizdà qàdàmimizni istàlgànchà kichik tàshlàshimizmumkindåk tuyulàdi, ya’ni kàttàliklàr uzluksiz o‘zgàràdi.

Ushbu sîlishtirish Plànk dîimiysining fizik mà’nîsi hàqidàdàstlàbki tàsàvvurgà egà bo‘lishingizgà yordàm båràr dågànumiddàmiz. Êålgusi màvzudà esà ungà yanà to‘õtàlàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Êîrpuskular-to‘lqin duàlizmi nimà? 2. Nimà uchun fîtîndà kîrpus-kular-to‘lqin duàlizmi båvîsità àkslàngàn dåyilàdi? 3. Elåktrîndà hàm buduàlizm màvjudmi? 4. Êîrpuskular-to‘lqin duàlizmining univårsàlligihàqidàgi gipîtåzàni ta’riflang. 5. Bu gipîtåzàning muàllifi kim? 6. Qàndàykàttàliklàr kîrpuskular, qàndàylàri to‘lqin õàràktåristikàlàr hisîblànàdi?7. Ulàr îràsidàgi munîsàbàtlàr qanday? 8. Impulsgà egà bo‘lgàn hàr qàndàyzàrràgà to‘lqin uzunligi mîs kålàdimi? 9. Devissîn và Jårmår tàjribàsinimà màqsàddà o‘tkàzilgàn và qanday nàtijà bårdi? 10. Bîshqà zàrràlàrdahàm difràksiya hîdisàsi kuzàtilgànmi? 11. Yer bilàn birgà hàràkàtlànyapmàndåb hisîblàb, o‘zingizning to‘lqin uzunligingizni hisîblàng. 12. Nimàuchun sizning to‘lqin õususiyatingiz såzilmàydi? 13. Elåktrînning to‘lqinuzunligi såzilàdimi? 14. Plànk dîimiysining màtåriyaning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmini bîg‘làshdàgi o‘rni nimàdà? 15. Plànk dîimiysi nimàniko‘rsàtàdi? 16. Nimà uchun ungà tà’sir kvànti dåyilàdi? 17. Plànkdîimiysining mikrîzàrràlàr îlàmidàgi o‘rnini qàndày tàsàvvur qilàsiz?18. Ìàkrîjismlàr îràsidà uning o‘rni qàndày?

Êvànt måõànikàsi elåmåntlàri

Ì à z m u n i : kvànt måõànikàsi hàqidà tushunchà; nîàniqlikmunîsàbàtlàri; elåktrîn buluti; kvànt sînlàri; Pàuli prinsipi;Ìåndålåyev elåmåntlàr dàvriy siståmàsining tàlqini.

29-§.


112

Êvànt måõànikàsi hàqidà tushunchà.Shundày qilib, Bîr nàzàriyasi mikrîdunyo-dàgi judà ko‘p jàràyonlàrni, jumlàdàn, ko‘pelåktrînli àtîmlàr và mîlåkulàlàrning tuzi-lishi, kimyoviy bîg‘lànishlàr và hîkàzîlàrnitushuntirishgà îjizlik qildi. Lui då Brîylningzàrràlàrning to‘lqin õususiyatigà egàligi hàqi-dàgi nàzàriyasi esà ulàrning bu õususiyatlàrinihisîbgà îlib yangi nàzàriya yaràtishgà turtkibo‘ldi. Bundày nàzàriyaning àsîsiy qismi 1925–1926- yillàrdà nåmis fizigi V . G å y z å n b å r gvà àvstriyalik fizik E . S h r å d i n g å r tîmî-nidàn yaràtilgàn kvànt måõànikàsidir. Êvàntmåõànikàsidà mîddàlàrning ikki õil õususiyati:kàttàliklàrning kvàntlànishi và zàrràlàrningto‘lqin õususiyatlàri mujàssàmlàshgàn.

Shu bilàn birgà, quyidàgichà sàvîl tug‘ilàdi.Êvànt måõànikàsining qo‘llànilish chågàràsiqàyårdàn bîshlànàdi? Qàchîn zàrràlàrninghàm kîrpuskular, hàm to‘lqin õususiyatibirgàlikdà nàmîyon bo‘là bîshlàydi? Qàchîn-gàchà zàrràni fàqàt zàrrà sifàtidà qàràsh yetàrlibo‘làdi? Shundày måzîn màvjudmi? Hà,màvjud. Bu måzîn Plànk dîimiysidir. Biz bu

màsàlàgà îldingi màvzudà qismàn to‘õtàlgànmiz. Và kåyinrîq hàmto‘õtàlàmiz. Hîzir esà lo‘ndà qilib qo‘yilgàn sàvîlgà shundày jàvîbbåràmiz. Qàràlàyotgàn hîldà Plànk dîimiysining qiymàtini hisîbgàîlish zàrur bo‘lgàn chågàràdàn bîshlàb kvànt måõànikàsiqînunlàri ishlày bîshlàydi. Dåmàk, Plànk dîimiysini e’tibîrgàîlmàslik mumkin bo‘lgàn chågàràgàchà, klàssik fizikà qînunlàridànfîydàlànish mumkin. Bundan tashqari, biz uchun îdàtiy hîlgààylàngàn bà’zi tushunchàlàrgà yangichà yondashishimizgà to‘g‘rikålàdi. Buni îydinlàshtirib îlish màqsàdidà nîàniqlik munîsàbàtlàribilàn tànishàylik.

Nîàniqlik munîsàbàtlàri. Zàrràning hîlàtini bilish – uningkîîrdinàtàsi (fàzîdàgi o‘rni) x, impulsi P, enårgiyasi E và bîshqàõàràktåristikàlàrini bilishdir. (Sîddàlik uchun hàràkàt X o‘qi yo‘nà-lishidà dåb îlingàn.) Êlàssik måõànikàdà bu kàttàliklàrni bir pàyt-ning o‘zidà istàlgànchà kàttà àniqlikdà o‘lchàsh mumkin. Àmmîkvànt måõànikàsidà shàrîit mutlaqî bîshqàchà.

V. GEYZENBERG

(1901–1976)

E. SHREDINGER

(1887–1961)


113

Hàràkàtlànàyotgàn zàrrà kîrpuskular-to‘lqin duàlizmigà egàbo‘lgànligi uchun bir pàytning o‘zidà uning kîordinàtàsi x và impulsiPõ làrni àniqlàshning imkîni yo‘q.

V.Gåyzånbårgning ko‘rsàtishichà, yuqîridàgi kàttàliklàrni àniqtîpishning mà’lum chågàràsi màvjud. Àgàr ∆x bilàn kîîrdinàtàniàniqlàshdàgi nîàniqlikni, ∆Px bilàn impulsni àniqlàshdàgi nîàniq-likni bålgilàsàk, bu kàttàliklàr o‘zaro quyidàgichà bîg‘làngàn:

∆x ⋅ ∆Px ≥ h,

∆y ⋅ ∆Py ≥ h, (29.1)

∆z ⋅ ∆Pz ≥ h.

Êåyingi ikkità tångsizlik hàm birinchisigà o‘õshàtib yozilgàn.(29.1) munîsàbàtlàr Gåyzånbårgning nîàniqlik munîsabàtlàri

dåyilàdi. Ulàrdàn ko‘rinib turibdiki, kîîrdinàtà qànchàlik àniqtîpilsà (∆x→0), impulsni àniqlàshdà shunchàlik kàttà õàtîlikkàyo‘l qo‘yilàdi (∆P→∞) và tåskàrisi.

Shuningdåk, nîàniqliklàr munîsabàtini enårgiya (E) và vàqt (t)uchun hàm yozish mumkin:

∆E ⋅ ∆t ≥ h. (29.2)Nîàniqlik munîsàbàtlàri kvànt måõànikàsining qo‘llànilish

chågàràsini quyidàgichà àniqlàb båràdi. Àgàr ∆x ⋅ ∆p ko‘pàytmàningkàttàligi Plànk dîimiysi bilàn sîlishtirilàdigàn sîn bo‘lsà, zàrràningholati kvànt måõànikàsi qînunlàri yordàmidà o‘rgànilàdi. Àgàr∆x ⋅ ∆p ko‘pàytmà Plànk dîimiysidàn judà kàttà bo‘lsà, zàrràninghîlàti klàssik fizikà qînunlàri yordàmidà o‘rgànilàdi.

Elåktrîn buluti. Nîàniqlik munîsàbàtlàri – kvànt måõànikàsidàzàrràning o‘rnini àniq tîpish o‘z mà’nîsini yo‘qîtgànini ko‘rsàtdi.Bîshqàchà àytgàndà, zàrràning mà’lum jîydà àniq bo‘lishi emàs,bàlki shu jîydà bo‘lish ehtimîli bilàn ish ko‘rishgà to‘g‘ri kålàdi.Zàrràning u yoki bu jîydà bo‘lish ehtimîli esà uning hîlàtfunksiyasi Ψ ning kvàdràti | Ψ |2 bilàn àniqlànàdi. Ψ funksiya zàrrà-ning kvànt måõànikàsidàgi hàràkàt tånglàmàsi, ya’ni Shrådingårtånglàmàsining yechimi. Dåmàk, zàrràning mà’lum jîydà bo‘lishio‘z mà’nîsini yo‘qîtsà, elåktrînning mà’lum îrbità bo‘ylàbhàràkatlànishi hàqidàgi fikr và àtîmning plànåtàr mîdåli hàmo‘z mà’nîsini yo‘qîtàdi. Endi elåktrînning àtîmdà bo‘lishehtimîlligining zichligi – «elåktrîn buluti» bilàn ish ko‘rishgàto‘g‘ri kålàdi. Elåktrîn bulutining zichligi uning mà’lum jîydà

8 Fizika, II qism


114

bo‘lishining o‘lchîvidir. Elåktrîn zichlik nîldànfàrqli bo‘lgàn istàlgàn jîydà bo‘lishi mumkin.Zichlik eng kàttà bo‘lgàn jîydà uning bo‘lishehtimîli hàm eng kàttàdir.

Òàbiiyki, àtîmdàgi elåktrîn buluti qàndàybo‘làdi, u nimàgà bîg‘liq, dågàn sàvîl tug‘ilàdi.

Êvànt sînlàri. Elåktrîn bulutining shàkli,kàttàligi và fàzîdàgi o‘rni kvànt sînlàri bilànàniqlànàdi. Shrådingår o‘z tånglàmàsining yechi-migà àsîslànib, elåktrînning àtîmdàgi hîlàtiuchtà: n – bîsh, l – îrbitàl và m – màgnitkvànt sînlàri bilàn õàràktårlànàdi, dåb tà’kidlàydi.

Bîsh kvànt sîni n elåktrînning àtîmdàgi enårgåtik sàthlàriniàniqlàydi. Elåktrînning àtîm yadrîsigàchà bo‘lgàn o‘rtàchàmàsîfàsini, ya’ni elåktrîn bulutining kàttàligini õàràktårlàydi.Istàlgàn butun qiymàtlàrni qàbul qilishi mumkin: n = 1, 2, 3, ....

Îrbitàl kvànt sîni l elåktrîn impuls mîmåntining qiymàt-làrini àniqlàydi và elåktrîn bulutining shàklini õàràktårlàydi. Ul = 0, 1, 2, ..., (n − 1) gàchà qiymàtlàrni qàbul qilishi mumkin.

Ìàgnit kvànt sîni m elåktrîn impuls mîmåntining bårilgànyo‘nàlishdàgi prîyåksiyasini àniqlàydi và elåktrîn bulutning fàzî-dàgi o‘rnini õàràktårlàydi. m = 0, ±1, ±2, ..., ±l qiymàtlàriniqàbul qilishi mumkin.

Êåyinchàlik, elåktrînning spin mîmånti (S) dåb ataluvchi kvàntsînigà hàm egàligi àniqlàndi. Hisîblàshlàrning ko‘rsàtishichà,

elåktrîn fàqàt ikki õil: S = + 12 và S = − 1

2 spin kvànt sînigà egà

bo‘lishi mumkin.Shundày qilib, elåktrînning àtîmdàgi hîlàti to‘rttà: n, l, m, S

kvànt sînlàri bilàn õàràktårlànàdi.Pàuli prinsipi. Shvåysàriyalik fizik V . P à u l i àtîm fizikàsi

uchun judà muhim bo‘lgàn quyidàgi qîidàni àniqlàdi: bittà àtîmdàto‘rttà kvànt sîni (n, l, m, S) bir õil bo‘lgàn ikkità elåktrîn bo‘lishimumkin emàs.

Bu qîidà Pàuli prinsipi dåyilàdi. Bu prinsipgà muvîfiq, bîshkvànt sîni n bo‘lgàn hîlàtdà hàmmàsi bo‘lib 2n2 tà elåktrîn bo‘lishimumkin.

Îdàtdà, bîsh kvànt sîni n bir õil bo‘lgàn elåktrînlàr bittàelåktrîn qîbiqni tàshkil qilàdi và quyidàgichà bålgilànàdi:

V. PAULI

(1900–1958)


115

n = 1, K qîbiq,n = 2, L qîbiq,n = 3, M qîbiq,n = 4, N qîbiq.

Ìåndålåyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsining tàlqini. Elåktrîn-làrning àtîmdàgi qîbiqlàrdà tàrtib bilàn jîylàshuvining Ìåndålåyåvelåmåntlàr dàvriy siståmàsigà àlîqàsi yo‘qmikàn, dågàn sàvîl tug‘i-làdi. Chunki dàvriy siståmàdà hàm elåmåntlàr elåktrîn qîbiqlàrigàqàràb turli dàvrlàrgà bo‘lingàn. Shundày àlîqà màvjudligini àniqlàshmàqsàdidà quyidàgi jàdvàlni tuzàmiz.

4 - j à d v à l

Bîsh kvànt sîni (n) 1 2 3 4

Qîbiqning bålgisi K L M N

Qîbiqdà bo‘lishimumkin bo‘lgàn 2 8 18 32

elåktrînlàr sîni, 2n2

Jàmi bo‘lishi mumkin 2 2 + 8 = 10 2 + 8 + 2 + 8 + 18 +bo‘lgàn elåktrînlàr sîni + 18 = 28 + 32 = 60

Elåmåntlàr 1. H 3. Li 11. Na 19. K2. Hå 4. Be 12. Mg 20. Ca

5. B 13. Al 21. Se6. C 14. Si 22. Ti7. N 15. P 23. V8. O 16. S 24. Cr9. F 17. Cl 25. Mg10. Ne 18. Ar ...

Jàdvàldàn ko‘rinib turibdiki, hàqiqàtàn hàm, elåktrîn qîbiqlàridàvriy siståmàdàgi dàvrlàr bilàn ayni bir nàrsà ekàn. Dåmàk,elåmåntlàrning dàvriyligi ulàr àtîmining tuzilishigà bîg‘liq.

Sinîv sàvîllàri

1. Êvànt måõànikàsining yaràtilishigà àsîsiy turtki nimà bo‘lgàn?2. Bu nàzàriyaning àsîsiy qismini kimlàr yaràtgàn? 3. Êvànt måõànikàsidànimà mujàssàmlàshgàn? 4. Êvànt måõànikàsining qo‘llànilish chågàràsiqàndày àniqlànàdi? 5. Qàchîn kvànt måõànikàsi, qàchîn klàssik fizikà


116

qînunlàridàn fîydàlànilàdi? 6. Zàrràning hîlàtini bilish dågàndà nimànitushunàsiz? 7. Êvànt måõànikàsidà zàrràning hîlàtini bilish mumkinmi?8. Nimà uchun kvànt måõànikàsidà zàrràning kîîrdinàtàsi và impulsinibir pàytning o‘zidà àniqlàshning imkîni yo‘q? 9. Gåyzånbårgning kîîrdinàtàvà impuls uchun nîàniqlik munîsàbàtlàrini yozing. 10. Gåyzånbårgningkîîrdinàtà và impuls uchun nîàniqlik munîsàbàtlàrini tushuntiring.11. Gåyzånbårgning enårgiya và vàqt uchun nîàniqlik munîsàbàtlàrinitushuntiring. 12. Nîàniqlik munîsàbàtlàrigà muvîfiq, kvànt måõànikàsiningqo‘llànilish chågàràsi qàndày àniqlànàdi? 13. Êvànt måõànikàsidà «zàrràningo‘rni» tushunchàsi mà’nîgà egàmi? 14. Zàrràning birîr jîydà bo‘lishehtimîli qàndày àniqlànàdi? 15. Êvànt måõànikàsidà «elåktrînning îrbitàbo‘ylàb hàràkàti» tushunchàsi mà’nîgà egàmi? 16. Àtîmning plànåtàrmîdåli-chi? 17. «Elåktrîn buluti» nimà? 18. Elåktrînning qàyårdà bo‘lishehtimîli kàttà? 19. Elåktrîn bulutining shàkli, kàttàligi và fàzîdàgi o‘rniqàndày àniqlànàdi? 20. Àtîmdàgi elåktrînning o‘rni qàndày kvànt sînlàribilàn àniqlànàdi? 21. Bîsh kvànt sîni nima? 22. Îrbitàl kvànt sîni-chi?23. Ìàgnit kvànt sîni-chi? 24. Spin kvànt sîni-chi? 25. Pàuli prinsipinitushuntiring. 26. Bîsh kvànt sîni n bo‘lgàn hîlàtdà nåchtà elåktrîn bo‘lishimumkin? 27. Elåktrîn qîbiqlàr qàndày bålgilànàdi? 28. Pàuli prinsipigààsîsàn Ìåndålåyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsini tushuntirish mumkinmi?29. Elåktrîn qîbiqlàr và dàvriy siståmàdàgi dàvrlàr o‘zaro bîg‘liqmi?30. 4- jàdvàlni và Ìåndålåyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsini tàhlil qiling.

Yorug‘likning kvànt gånåràtîrlàri vàulàrning qo‘llànilishi

Ì à z m u n i : làzår haqida tushuncha; àtîmning màjburiynurlànishi; yoqut làzåri; làzårning õîssàlàri; làzårning qo‘llànilishi.

Làzår nimà? Làzår dåb àtàluvchi îptik kvànt gånåràtîrlàriningpàydî bo‘lishi fizikà fànining yangi sîhàsi – kvànt elåktrînikàsiningulkàn yutug‘idir. Làzår dågàndà, judà àniq yo‘nàltirilgàn kîgåråntyoruglik nurining mànbàyi tushunilàdi. Làzår so‘zining o‘zi inglizchà«màjburiy tåbrànish nàtijàsidà yorug‘likning kuchàytirilishi»so‘zlàridagi birinchi hàrflàridàn îlingàn («Light amplification bystimulated emission of radiation»).

Birinchi kvànt gånåràtîrlàri rus fiziklàri N . B à s î v ,À . P r î x î r î v và àmårikàlik fizik C h . Ò à u n s tîmînidànyaràtilgàn. Bundày gånåràtîrlàrning ish prinsipini tushunish uchunnurlànish jàràyoni bilàn bàtàfsilrîq tànishàylik.

Àtîmning màjburiy nurlànishi. Îldingi màvzulàrdà qàyd etilgà-nidåk, àtîm àsîsiy hîlàtdà bo‘lgànidà nurlànmàydi và undà chåksizuzîq vàqt dàvîmidà turàdi. Àmmî àtîm bîshqà tà’sirlàr (elåktr-

30-§.


117

màgnit màydîn, bîshqà zàryadlàr) nàtijàsidà uyg‘îngàn hîlàtgào‘tishi mumkin. Îdàtdà, àtîm uyg‘îngàn hîlàtdà uzîq bo‘lmàyyanà qàytib àsîsiy holatgà o‘tàdi và bundà enårgåtik sathlàrningfàrqigà tång enårgiyali fîtîn chiqàràdi. Bundày o‘tish o‘z-o‘zidànro‘y bårgàni uchun chiqàrilàdigàn nurlànish spîntàn nurlànishdåyilàdi và chiqàrilgàn nurlàr kîgårånt bo‘lmàydi. ÀmmîÀ.Eynshtåynning tà’kidlàshichà, bundày o‘tishlàr nàfàqàt o‘z-o‘zidàn, bàlki màjburiy hàm bo‘lishi mumkin. Bundày màjburiyo‘tish uyg‘îngàn àtîm yonidàn o‘tàyotgàn fîtîn tà’siridà ro‘ybårishi mumkin (55- ràsm).

Nàtijàdà àtîm uyg‘îngàn holatdàn àsîsiy holatgà o‘tishidàchiqàrilàdigàn fîtîn, bu o‘tishni vujudgà kåltiràdigàn fîtîn bilànbir õil bo‘làdi. Bîshqàchà àytgàndà, hàr ikkàlà fîtîn hàm bir õilchàstîtàgà, hàràkàt yo‘nàlishigà, fàzàgà và qutblànish yo‘nàlishigàegà bo‘làdi. Rus fizigi V.Fàbrikànt màjburiy nurlànish yordàmidàyorug‘likni kuchàytirish usulini tàklif qildi. Bu usulning mîhiyatinitushunish uchun quyidàgi misîlni ko‘ràylik. Àyrim mîddàlàrningàtîmlàridà shundày uyg‘îngàn holatlàr màvjudki, àtîmlàr buholatlàrdà uzîq vàqt dàvîmidà bo‘lishlàri mumkin. Bundày holatlàrmåtàstàbil holatlàr dåyilàdi. Ìåtàstàbil holatlàr bilàn yoqut kristàlimisîlidà bàtàfsil tànishàylik.

N. G. BASOV

(1922–2001)

A. PROXOROV

(1916- y. t.)

CH. TAUNS

(1915- y. t.)

Uyg‘ongan holat Uyg‘ongan holat

Asosiy holat Asosiy holat

h ν h νh ν

55- rasm.


118

Yoqut làzåri. Yoqut kristàli àluminiy îksid Al2Î3 dàn ibîràtbo‘lib, Al ning bà’zi àtîmlàri o‘rnini õrîmning uch vàlåntli Cr3+

iînlàri egàllàgàn bo‘làdi. Êuchli yoritilish nàtijàsidà õrîm àtîmlàri1 àsîsiy holatdàn 3 uyg‘îngàn holatgà màjburiy ràvishdà o‘tkàzilàdi(56- ràsm).

Õrîm àtîmining uyg‘îngàn holatdà yashàsh dàvri judà kichik(10−7 s) bo‘lgànligi uchun u yoki spîntàn ràvishdà (o‘z-o‘zidàn)1 àsîsiy holatgà o‘tishi, yoki nurlànishsiz 2 holatgà o‘tishi(måtàstàbil holat) mumkin. Bundà enårgiyaning îrtiqchà qismiyoqut kristàlining pànjàràsigà bårilàdi. 2 holatdàn 1 holatgào‘tishning tànlîv qîidàlàrigà muvîfiq màn qilingànligi õrîmàtîmlàrining 2 holatdà to‘plànishigà îlib kålàdi. Àgàr màjburiyuyg‘îtish judà kàttà bo‘lsà, 2 holatdàgi àtîmlàrning kînsån-tràtsiyasi 1 holatdàgidàn judà kàttà bo‘lib, 2 holatdà elåktrînlàrningjudà zich jîylàshuvi ro‘y båràdi (57- ràsm). Àgàr yoqutgà õrîmàtîmining måtàstàbil holati (E2) và àsîsiy holati (E1) enårgiya-làrining àyirmàsigà tång, E2 − E1 = hν enårgiyali birîrtà fîtîntushsà, undà iînlàrning 2 holatdàn 1 holatgà màjburiy o‘tishlàriro‘y bårib, enårgiyasi dàstlàbki fîtînning enårgiyasigà tång bo‘lgànfîtînlàr chiqàrilàdi. Bu jàràyon ko‘chkisimîn rivîjlànib, fîtîn-làrning sîni kåskin îrtib bîràdi (58- ràsm). Bu fîtînlàrning nàfàqàt

Nurlanishsizo‘tish

Maj

buriy

uyg‘

otish

Spon

tan

o‘tish

Spon

tan

o‘tish

λ =

0,69

43 µ

m

3

1

2

56- rasm.

3

1

2

Metastabilholat

57- rasm. 58- rasm.

2

1


119

chàstîtàlàri, bàlki fàzàlàri, tàrqàlish yo‘nàlishlàri và qutblànishtåkisliklàri hàm bir õil bo‘làdi. Nàtijàdà yoqutdàn kuchàygànkîgårånt yorug‘lik dàstàsi, ya’ni làzår nuri chiqàdi.

59- ràsmdà yoqut làzårini hîsil qilish sõåmàsi ko‘rsàtilgàn.Yoqut tàyoqchà 1 õrîm àtîmlàrining måtàstàbil holatgà o‘tishinità’minlîvchi 2 gàzli làmpà bilàn o‘ràlgàn. Yoqutning temperaturasizàrur qiymàtdà sàqlànishini tà’minlàsh màqsàdidà sîvitish sistå-màsi 3 ulàngàn.

Bîshqà làzårlàrning hîsil bo‘lish måõànizmi hàm shungào‘õshàydi. Biz shu qàdàr bàtàfsil o‘rgàngàn làzår nimàsi bilàndiqqàtgà sàzîvîr, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Buni bilish uchun làzår-ning õîssàlàri bilàn tànishàylik.

Làzårning õîssàlàri. 1. Yuqîri dàràjàdà kîgårånt, ya’ni fî-tînlàrning fàzàlàri bir õil.

2. Qàt’iy mînîõrîmàtik. Dàstàgà kiruvchi fîtînlàr to‘lqinuzunliklàrining fàrqi 10−11 m dàn îshmàydi, ya’ni ∆λ < 10−11 m.

3. Nurlànish quvvàti judà kàttà. Làzår nuridà nurlànish quvvàti1016–1020 W/m2 gàchà bo‘lishi mumkin. Bu judà kàttà qiymàthisîblànàdi. Vàhîlànki, Quyoshning to‘là nurlànish spåktri bo‘yichànurlànish quvvàti 7 · 107 W/m2 ni tàshkil qilàdi.

4. Nurning yoyilish burchàgi judà kichik. Ìàsàlàn, Yerdàn Oygàyo‘nàltirilgàn làzår Oy sirtidà 3 km diàmåtrli jîyniginà yoritàdi.Îdàtdàgi prîjåktîr nuri esà 40 000 km diàmåtrli màydînni yorit-gàn bo‘làrdi.

Làzårning bu qàdàr àjîyib õîssàlàrgà egàligining sàbàbinimàda? Gàp shundàki, u kvànt måõànikàsi qînunlàri àsîsidàistàlgàn (elåktr, issiqlik, yorug‘lik, kimyoviy và h.k.) enårgiyanikîgårånt yorug‘lik nuri enårgiyasigà àylàntirib båràdi. Bu àjîyibõîssàgà egàligi làzår nurining judà kång qo‘llànilishigà sàbàbbo‘lmîqdà.

33

1 2Lazer nuri

59- rasm.


120

Làzårning qo‘llànilishi. Qulàyligi và kàm enårgiya sàrflànishilàzårning judà qàttiq màtåriàllàrni qàytà ishlàsh và pàyvàndlàshdàkång qo‘llànilishigà imkîn yaràtdi. Ìàsàlàn, îldin îlmîsdàn kich-kinà tåshikchà îchish uchun 24 sîàt vàqt sàrflàngan bo‘lsà, hîzirbu ish làzår yordàmidà 6–8 minutdà àmàlgà îshirilàdi. Sîàtsîzliksànîàti uchun zàrur bo‘lgàn yoqut và îlmîs tîshlàrdà îchilàdigàndiàmåtri 1–10 µm, chuqurligi 10–100 µm bo‘lgàn nîzik tåshik-chàlàr làzår yordàmidà hîsil qilinàdi.

Làzår judà kång qo‘llànilàdigàn sîhàlàrdàn yanà biri –màtåriàllàrni kåsish và pàyvàndlàshdir. Bu ishlàr nàfàqàt mikrî-elåktrînikà, pîligràfiya kàbi nîzik sohàlàrdà, bàlki màshinàsîzlik,àvtîmîbilsîzlik, qurilish màtåriàllàrini ishlàb chiqàrishdà hàmbàjàrilàdi.

Làzår nurlàri buyumlàrdàgi nuqsonlàrni àniqlàsh, kimyoviyråàksiyalàr måõànizmini o‘rgànish và ulàrni tåzlàshtirish, o‘tàtîzà màtåriàllàrni hîsil qilishdà hàm judà yaõshi yordàmchidir.Hîzir làzår yordàmidà izîtîplàr, jumlàdàn, uràn izîtîplàri àjràtibîlinmîqdà.

Làzår o‘lchîv ishlàridà hàm judà kång qo‘llànilàdi. Ulàryordàmidà uzîqdàn turib ko‘chishlàrni, muhitning sindirish ko‘r-sàtkichini, bîsimni, temperaturani o‘lchàsh mumkin. Làzår nuriYerdàn Oygàchà bo‘lgàn màsîfàni àniqlàshtirishgà, Oy õàritàsigààniqliklàr kiritishgà yordàm bårdi.

Làzår tibbiyotdà hàm judà kång qo‘llànilmîqdà. U qîn chiqàr-màydigàn pichîq vàzifàsini bàjàrib, kishilàrning umrini uzàyti-rishgà, ko‘rish qîbiliyatini tiklàshgà õizmàt qilmîqdà.

Làzår qo‘llànadigan istiqbîlli sîhàlàrdàn yanà biri – yuqîritemperaturali plàzmà hîsil qilishdir. Bu sîhà tårmîyadrî sintåzinilàzår bilàn bîshqàrish yo‘lidà yaõshiginà imkîniyatlàr îchgànisàbàbli îlimlàrning diqqàt màrkàzidà turibdi.

Làzårli disklàr tushunchàsi kîmpyutårdà ishlîvchilàr và mu-siqàsåvàrlàr kundàlik hàyotining àjràlmàs qismigà àylànib qîldi.

Hîzirgi pàytdà làzårning qo‘llànilish sîhàsi shu qàdàr ko‘pki,ulàrning hàmmàsigà to‘õtàlib o‘tishning imkîni hàm yo‘q. Àmmîbizning izlànuvchàn o‘quvchimiz bu ishni mustàqil àmàlgà îshirà-di, dågàn umiddàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Làzår nimà? 2. Làzår so‘zi qàyårdàn îlingàn? 3. Làzårning muàlliflàrikim? 4. Spîntàn nurlànish dåb qàndày nurlànishgà àytilàdi? 5. Spîntànnurlànish kîgårånt bo‘làdimi? 6. Ìàjburiy o‘tish qàndày hîsil qilinàdi?


121

7. 55- ràsmdàgi holatlàrni tàhlil qiling. 8. Ìàjburiy o‘tishdà chiqàrilgànfîtîn dàstlàbki fîtîngà o‘õshàydimi? 9. V.Fàbrikànt nimani tàklif qilgàn?10. Ìåtàstàbil hîlàt dåb qàndày hîlàtgà àytilàdi? 10. Yoqut qàndày tuzilishgàegà? 12. Õrîm àtîmlàri qàndày qilib uyg‘îngàn holatgà o‘tàdi? 13. Uyg‘în-gàn holatdàgi õrîm àtîmi qàndày holatlàrgà o‘tishi mumkin? 14. Õrîmàtîmi 2 holatgà o‘tgàndà îrtiqchà enårgiya nimàgà sàrflànàdi? 15. Nimàuchun õrîm àtîmlàri 2 holatdà to‘plànàdi? 16. 57- ràsmdàgi holatni tàhlilqiling. 17. Iînlàrning 2 holatdàn 1 holatgà màjburiy o‘tishlàrigà nimàsàbàb bo‘làdi? 18. 58- ràsmdàgi holatni tushunturib båring. 19. Fîtînlàrningnimàlàri bir õil? 20. Làzår nuri qàndày hîsil bo‘làdi? 21. 56- ràsmnitushuntiring. 22. 59- ràsmdàgi sõåmàni tushuntiring. 23. Làzårning qàndàyõîssàlàrini bilàsiz? 24. Lazerning kîgåråntligi nima? 25. Ìînîõrîmà-tikligi-chi? 26. Nurlànish quvvàti nima? 27. Yoyilish burchàgi nima?28. Làzårning sànîàtdà qo‘llànilishiga misollar keltiring. 29. Làzårning o‘l-chîv ishlàridà qo‘llànilishiga misollar keltiring. 30. Làzårning fàndàqo‘llànilishiga misollar keltiring. 31. Làzårning tibbiyotdà qo‘llànilishigamisollar keltiring.

Àtîm yadrîsining tuzilishi. Izîtîplàr

Ì à z m u n i : atîm yadrîsi; àtîm yadrîsining tuzilishi; yadrî-ning bålgilànishi; izîtîplàr; izîbàrlàr; yadrîning kàttàligi.

Àtîm yadrîsi. Råzårfîrd o‘z tàjribàlàri nàtijàsidà (25-§ gàqàràng) àtîmning musbàt zàryadlàngàn yadrîsi (o‘zàgi) bîr då-gàn õulîsàgà kålàdi. Àtîmning kàttàligi 10−10 m bo‘lgàn bir pàytdàyadrîning kàttàligi 10−14–10−15 m ni tàshkil qilàdi. Bîshqàchà àyt-gàndà, yadrî àtîmdàn 10 000–100 000 màrtà kichikdir. Shu bilànbirgà, àtîm màssàsining qàriyb 95 fîizi yadrîdà mujàssàmlàshgàn.Àgàr birîr jism màssàsining 95 fîizi u egàllàb turgàn hàjmdàn100 000 màrtà kichik hàjmdà mujàssàmlàshgànini e’tibîrgà îlsàk,bàrchà mîddàlàr, àsîsàn, bo‘shliqdàn ibîràt ekànligigà hàyràtlà-nishdàn bîshqà ilîjimiz qîlmàydi. Endi yadrîning o‘zi qàndàytuzilishgà egà, dågàn màsàlàni qàràylik.

Àtîm yadrîsining tuzilishi. Rus fizigi D.I.Ivànånkî và nåmisfizigi V.Gåyzånbårg àtîm yadrîsi – prîtîn và nåytrînlàrdàn tàshkiltîpgàn, dågàn g‘îyani îlg‘à surgànlar.

Prîtîn (p) – vîdîrîd àtîmining yadrîsi, 1919- yildàRåzårfîrd và uning õîdimlàri tîmînidàn kàshf qilingàn. Elåktrîn-ning zàryadigà tång musbàt zàryadgà egà. Òinchlikdàgi màssàsimp = 1,6726 · 10−27 kg ≈ 1836me, bu yerdà må – elåktrînningmàssàsi.

31-§.


122

Nåytrîn (n) – 1932- yildà ingliz fizigi J.Chådvik tîmînidànkàshf qilingàn. Elåktr nåytràl zàrrà. Òinchlikdàgi màssàsi mn == 1,6749 · 10−27 kg ≈ 1839me.

Prîtîn và nåytrînlàrni birgàlikdà nuklînlàr dåyishàdi (lîtin-chà nucleus – yadrî so‘zidàn îlingàn). Àtîm yadrîsidàgi nuklîn-làrning umumiy sîni màssà sîni (À) dåyilàdi.

Yadrîning bålgilànishi. Àtîm yadrîsi Ze zàryad miqdîri bilànõàràktårlànàdi. Bu yerdà e – prîtînning zàryadi, Z – yadrîningzàryad sîni dåyilib, u yadrîdàgi prîtînlàr sînigà tång và Ìåndå-låyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsidà kimyoviy elåmåntning tàrtibràqàmi bilàn mîs kålàdi.

Yadrî nåytràl àtîm qàndày bålgilànsà, õuddi shundày bålgilà-nàdi: Z

A X , bu yerdà Õ – kimyoviy elåmåntning bålgisi, Z –àtîmning tàrtib ràqàmi (yadrîdàgi prîtînlàr sîni); À – màssàsîni (yadrîdàgi nuklînlàr sîni). Àtîm elåktr nåytràl bo‘lgàniuchun hàm yadrîdàgi prîtînlàr sîni àtîmdàgi elåktrînlàr sînibilàn tång bo‘làdi.

Izîtîplàr. Òàrtib ràqàmi (Z ) bir õil, låkin màssà sîni (À)turlichà bo‘lgàn elåmåntlàr izîtîplàr dåyilàdi.

Izîtîplàr yadrîsidàgi nåytrînlàr sîni (N = A − Z ) bilàn fàrq

qilàdi. Ìàsàlàn, vîdîrîdning (Z = 1) uchtà izîtîpi màvjud: 11H –

prîtiy (Z = 1, N = 0), 12 H – dåytåriy (Z = 1, N = 1), 1

3H – tritiy

(Z = 1, N = 2). Qàlàyning o‘ntà izîtîpi màvjud. Àksàriyat hîllàrdàizîtîplàr bir õil kimyoviy và qàriyb bir õil fizikàviy õususiyatlàrgàegà bo‘ladi (bundàn fàqàt vîdîrîd izîtîplàriginà mustàsnî). Chunkibu õîssàlàr, àsîsàn, elåktrîn qîbiqqa bîg‘liq bo‘lib, izîtîplàruchun bir õildir.

Izîbàrlàr. Ìàssà sîni (À) bir õil, låkin tàrtib ràqàmi (Z )turlichà bo‘lgàn elåmåntlàr izîbàrlàr dåyilàdi. Izîbàrlàr yadrîsidàgiprîtînlàr sîni (Z = A − N) bilàn fàrq qilàdi. Izîbàr yadrîlàrgà

410Be , 5

10B , 610C làr yaõshi misîl bo‘là îlàdi.

Hîzirgi pàytdà tàrtib ràqàmi (Z ), màssà sîni (À) yoki hàrikkàlàsi bilàn hàm fàrq qiluvchi 2000 dàn îrtiq yadrî mà’lum.

Yadrîning kàttàligi. Yadrîning ràdiusi tàjribà nàtijàsi àsîsidàyozilgàn

=13

0R R A (31.1)

fîrmulà bilàn àniqlànàdi. Bu yerdà R0 = (1,2–1,7) · 10−15 m. Shuni


123

tà’kidlàsh zàrurki, àtîm yadrîsining ràdiusi dågàndà, yadrî kuch-làrining tà’siri nàmîyon bo‘làdigàn sîhàning chiziqli kàttàligitushunilàdi. Yadrîning hàjmi ungà kiruvchi nuklînlàr sîni À gàbîg‘liq bo‘lsà-dà, bàrchà yadrîlàrdà nuklînlàrning zichligi birõil. Yadrîning zichligi judà kàttà bo‘lib, ρ = 2 · 1011 kg/m3 àtrîfidà.Bîshqàchà àytgàndà, 1 m3 yadrî màtåriàlining màssàsi 200 milliîntînnà bo‘làdi. Bu qàdàr kàttà màssà qàndày qilib bîg‘lànib turàrekàn?

Sinîv sàvîllàri

1. Àtîm yadrîsi tushunchàsini kim kiritgàn? 2. Nimàgà àsîslànib bun-dày tushunchà kiritilgàn? 3. Yadrî àtîmdàn qànchà kichik? 4. Àtîmmàssàsining qànchà qismi yadrîdà mujàssàmlàshgàn? 5. Ìàtåriyaningqànchà qismini bo‘shliq tàshkil qilàdi? 6. Yadrîning prîtîn–nåytrînmîdulini kimlàr tàklif qilgàn? 7. Prîtîn qàndày zàrrà và u qanday õàràk-tåristikàlàrga ega? 8. Nåytrîn qàndày zàrrà và u qanday õàràktåristikàlàrgaega? 9. Nuklîn qàndày zàrrà? 10. Àtîm yadrîsining màssà sîni nimàniko‘rsàtàdi? 11. Yadrîning zàryad sîni-chi? 12. Yadrî qàndày bålgilànàdi?13. Yadrîdàgi prîtîn sîni àtîmdàgi elåktrînlàr sînigà tångmi? 14. Izîtîplàrdåb qàndày elåmåntlàrgà àytilàdi? 15. Izîtîplàr nimàsi bilàn fàrq qilàdi?16. Vîdîrîdning nåchtà izîtîpi bîr? 17. Izîtîplàrgà misîl kåltiring.18. Izîtîplàrning kimyoviy và fizikàviy õîssàlàri bir õilmi? 19. Izîtîplàrningelåktrîn qîbiqlàri fàrq qilàdimi? 20. Izîbàrlàr dåb qàndày elåmåntlàrgààytilàdi? 21. Izîbàrlàr nimàsi bilàn fàrq qilàdi? 22. Yadrîning ràdiusiqàndày àniqlànàdi? 23. Yadrîning ràdiusi dågàndà qàndày kàttàlik tushuni-làdi? 24. Yadrîning zichligi nimàgà tång?

Yadrîning bîg‘lànish enårgiyasi

Ì à z m u n i : yadrîning bîg‘lànish enårgiyasi; màssà dåfåkti;sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi; såhrli yadrîlàr; àtîm birligienårgiyasi.

Yadrîning bîg‘lànish enårgiyasi. Òåkshirishlàrning ko‘rsàti-shichà, àtîm yadrîsi ànchà mustàhkàm tuzilishgà egà. Dåmàk,yadrîdàgi nuklînlàr îràsidà mà’lum bîg‘lànish màvjud. Yadrîniàlîhidà nuklînlàrgà àjràtish uchun zàrur bo‘làdigàn enårgiya yadrî-ning bîg‘lànish enårgiyasi dåyilàdi. Yadrîning bîg‘lànish enårgiyasiuning bàrqàrîrligining o‘lchîvidir. Enårgiyaning sàqlànish qînunigàko‘ra, yadrîni pàrchàlàsh uchun qànchà enårgiya sàrflànsà, yadrîhîsil bo‘lgàndà hàm shunchà enårgiya àjràlib chiqàdi.

Õo‘sh, bu enårgiya nimàgà tång và u qàndày vujudgà kålàdi?

32-§.


124

Ìàssà dåfåkti. Yadrî màssàsini màss-spåktrîmåtrlàr dåbataluvchi àsbîb yordàmidà kàttà àniqlikdà o‘lchàsh mumkin. Bun-dày o‘lchàshlàrning ko‘rsàtishichà, yadrîning màssàsi uning tàrki-bigà kiruvchi nuklînlàr màssàlàrining yig‘indisidàn kichik ekàn.Bîshqàchà àytgàndà, nuklînlàrdàn yadrî hîsil bo‘lishidà

∆m = [Z ⋅ mp + (A − Z )mn] − mya (32.1)

gà tång màssà yetishmîvchiligi vujudgà kålàdi. Bu yerdà mp, mn,

mya – mîs ràvishdà prîtînning, nåytrînning và yadrîning màssàlàri.Ìàssàning yetishmàgàn bu qismi màssà dåfåkti dåyilàdi. Bizgàmà’lumki (I qism, 35- § gà qàràng), màssàning hàr qàndày ∆mo‘zgàrishigà enårgiyaning ∆mc2 o‘zgàrishi mîs kålàdi. Àynàn shuenårgiya yadrîni bir butun tutib turàdi và bîg‘lànish enårgiyasigàtång:

Ebog‘ = ∆mc2 = [Z ⋅ mp + (A − Z )mn − mya]ñ2. (32.2)

Òàbiiyki, turli yadrîlàr uchun bîg‘lànish enårgiyasi hàm tur-lichà. Ulàrni taqqoslab, qàysilàri bàrqàrîr, qàysilàri esà båqàrîrrîqekànligini qàndày àniqlàshimiz mumkin? Buni àniqlàshning yagînàyo‘li hàr bir nuklîngà to‘g‘ri kåluvchi bîg‘lànish enårgiyasinisîlishtirishdir.

Sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi. Sîlishtirmà bîg‘lànishenårgiyasi Esîl dåb, hàr bir nuklîngà to‘g‘ri kåluvchi bîg‘lànishenårgiyasigà àytilàdi, ya’ni

= bog`sol

E

AE , (32.3)

bu yerdà À – yadrîdàgi nuklînlàr sîni.60- ràsmdà sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi Esol ning màssà

sîni A gà bîg‘liqlik grafigi kåltirilgàn. Êo‘rinib turibdiki, Ebîg‘ ningturli yadrîlàr uchun qiymàtlàri hàm turlichàdir. Ìåndålåyåv elå-måntlàr dàvriy siståmàsining o‘rtàsidà jîylàshgàn elåmåntlàrningyadrîlàri ànchà bàrqàrîr. Bundày yadrîlàr uchun bîg‘lànishenårgiyasi 8,7 ÌeV gà yaqin. Yadrîdàgi nuklînlàrning sîni îrtishibilàn bîg‘lànish enårgiyasi kàmàya bîràdi. Dàvriy siståmàningîõiridàgi elåmåntlàr (màsàlàn, uràn uchun) u 7,6 ÌeV àtrîfidàbo‘làdi. Bungà sàbàb – yadrîdàgi prîtînlàrning sîni îrtishi bilànulàr îràsidàgi itàrishish kuchining îrtishidir.

Elåktrînning àtîmgà bîg‘lànish enårgiyasi 10 eV àtrîfidàbo‘làdi. Dåmàk, nuklînning yadrîgà bîg‘lànish enårgiyasi, elåk-


125

trînning àtîmgà bîg‘lànish enårgiyasidàn milliîn màrtà kàttàekàn.

Õuddi shuningdåk, yengil yadrîlàr uchun hàm sîlishtirmàbîg‘lànish enårgiyasi ànchà kichik. Dåytåriy uchun u bîr-yo‘g‘i1,1 ÌeV ni tàshkil qilàdi.

Shuning uchun hàm yadrî enårgiyasini àjràtib îlishning ikkiõil usuli và dåmàk, yadrî enårgåtikàsining hàm ikki õil yo‘nàlishimàvjud. Bulàrdàn birinchisi, yengil yadrîlàrni sintåz qilish bo‘lsà,ikkinchisi, îg‘ir yadrîlàrning pàrchàlànishidir. Biz kålgusidà buyo‘nàlishlàrgà bàtàfsil to‘õtàlàmiz.

Såhrli yadrîlàr. Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà, tàrkibidàgi prî-tînlàri yoki nåytrînlàri 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 sînlàrgà tångbo‘lgàn yadrîlàr eng bàrqàrîr yadrîlàr bo‘làdi. Shuning uchunhàm bundày yadrîlàr såhrli yadrîlàr dåyilàdi. Ikki kàrrà såhrliyadrîlàr, ya’ni hàm prîtînlàrning, hàm nåytrînlàrining sîni såhrlibo‘lgàn yadrîlàr yanàdà bàrqàrîrdir. Bundày yadrîlàrning o‘zibåshtàginà bo‘lib, ulàr quyidàgilàr: 2

4 He , 816O , 20

40Ca , 2048Ca ,

82258Pb .

Àtîm enårgiyasi birligi. Yadrî fizikàsidà àtîm enårgiyasi birligi(à.e.b) tushunchàsidàn fîydàlànilàdi. Bir àtîm enårgiyasi birligidåb, bir àtîm màssà birligigà to‘g‘ri kåluvchi enårgiyagà àytilàdi:

1 a.e.b. = 1 c2 ⋅ 1 a.m.b. = 9 10 kg16 m

s⋅ ⋅ ⋅ =−2

2271 67 10,

= 1,5 ⋅ 10−10 J = 931,1 MeV.

1 atom massa birligi (à.m.b.) esà uglårîd 12C nuklidi màssàsi-ning 1/12 qismigà tång: 1 à.m.b. = 1,67 ⋅ 10−27 kg.

87654321

Esol

SintezEnergiyaajraluvi

Bo‘linish

50 100 150 200 25060- rasm.

A


126

Sinîv sàvîllàri

1. Yadrîning bîg‘lànish enårgiyasi dåb qàndày enårgiyagà àytilàdi?2. U nimàning o‘lchîvi và siz uni qàndày tushunàsiz? 3. Yadrîni pàrchàlàshuchun qànchà enårgiya sàrflànàdi? 4. Yadrîning màssàsi undàgi nuklînlàrmàssàlàrining yig‘indisigà tångmi? 5. Ìàssà dåfåkti nima? 6. Bîg‘lànishenårgiyasi nimàgà tång? 7. Bîg‘lànish enårgiyasi hàmmà yadrîlàr uchunbir õilmi? 8. Nimà uchun sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi tushunchàsikiritilàdi? 9. Sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi nimàgà tång? 10. 61- ràsmdàgibîg‘lànishni tushuntiring. 11. Qàndày yadrîlàr uchun sîlishtirmà bîg‘lànishenårgiyasining qiymàti eng kàttà? 12. Qàndày yadrîlàr uchun u kichik?13. Yadrî enårgåtikàsining nåchtà yo‘nàlishi màvjud? 14. Elåktrînningàtîmgà bîg‘lànish enårgiyasi kàttàmi yoki nuklînning yadrîgà bîg‘lànishenårgiyasimi? 15. Qàndày yadrîlàrgà såhrli yadrîlàr dåyilàdi? 16. Ikkikàrrà såhrli yadrîlàr dåb-chi?

Yadrî kuchlàri.Yadrî mîdållàri hàqidà tushunchà

Ì à z m u n i : yadrî kuchlàri; yadrî kuchlàrining õîssàlàri;yadrîning tîmchi mîdåli; yadrîning qîbiq mîdåli.

Yadrî kuchlàri. Îldingi màvzudà nuklînlàrni bir butun yadrîsifàtidà tutib turuvchi bîg‘lànish enårgiyasi hàqidà gàplàshdik.Àmmî ulàrni yadrîdà tutib turuvchi kuch hàqidà håch nàrsàdåmàdik. Bu kuch qàndày kuch bo‘lishi mumkin? Àgàr uninuklînlàr îràsidàgi o‘zàrî gravitatsion tîrtishish kuchi dåsàk,bu àqlgà sig‘màydi. Chunki tîrtishish kuchi judà kichik. Ìàsàlàn,ikkità prîtîn îràsidà o‘zàrî tîrtishish kuchi, ulàr îràsidàgi kulîntà’sir kuchidàn hàm 1036 màrtà kichik. Bu kuch kulîn kuchi hàmbo‘lishi mumkin emàs. Chunki yadrîdàgi prîtînlàr îràsidàtîrtishish emàs, bàlki itàrishish kuchlàri màvjud bo‘lishi kåràk.Prîtîn và elåktrnåytràl nåytrîn hamda nåytrîn–nåytrîn îràsidàumumàn kulîn tà’sir kuchi bo‘lishi mumkin emàs. Bundàntàshqàri, elåktr õàràktårigà egà àtîmdàgi elåktrînning enårgiyasieV làr tàrtibidà bo‘lsà, yadrîdàgi nuklînlàrning enårgiyasi undànmilliîn màrtà kàttàligini îldingi màvzudà qàyd etdik. Bulàrninghàmmàsi, yadrîdà bizgà nîmà’lum bo‘lgàn bîshqà kuch màvjud,dågàn õulîsàgà kålishimizga sabab bo‘ldi.

Yadrîni kulîn kuchi tà’siridà pàrchàlànib kåtishdàn sàqlàbturàdigàn bundày tîrtishish kuchlàri yadrî kuchlàri dåyilàdi.

Nuklînlàr îràsidàgi bundày tà’sir kuchlàri kuchli tà’sirdåyilàdi và ulàr quyidàgi õîssàlàrgà egà.

33-§.


127

Yadrî kuchlàrining õîssàlàri. 1. Yadrî kuchlàri – tîrtishishkuchlàri.

2. Yadrî kuchlàri – qisqà màsîfàdà tà’sir etuvchi kuchlàrdir.Ulàrning tà’sir màsîfàsi 10−15 m àtrîfidà bo‘làdi. Yadrî kuchlàriningtà’sir màsîfàsi yadrî kuchlàrining tà’sir ràdiusi dåyilàdi.

3. Yadrî kuchlàri elåktr zàryadigà bîg‘liq emàs. Prîtîn vànåytrîn, ikkità prîtîn và ikkità nåytrîn îràsidàgi yadrî kuchlàribir õil.

4. Yadrî kuchlàri tîrtishish và kulîn kuchlàri kàbi màrkàziyõàràktårgà egà emàs.

5. Yadrî kuchlàri to‘yinish õàràktårigà egà.Hàr bir nuklîn yadrîdàgi bàrchà nuklînlàr bilàn emàs, bàlki

o‘z àtrîfidà jîylàshgàn chåkli nuklînlàr bilànginà o‘zàrî tà’sir-làshàdi. Shuning uchun hàm bîg‘lànish enårgiyasining màssà sîniÀ gà bîg‘liqligi chiziqli õàràktårgà egà.

Shuni àlîhidà tà’kidlàsh kåràkki, hîzirgàchà yadrî kuchlàriîõirigàchà o‘rgànilmàgàn. Shu bilàn birgà, yadrîdà sîf «prîtîn»và sîf «nåytrîn» yo‘q, ulàrning o‘rnidà ikkità – musbàt và mànfiyzàryadlàngàn yadrî mîddàsi màvjud, dåb hisîblànàdi. Yapîn fizigiÕ.Yukàvàning g‘îyasigà ko‘rà, ulàr bir-birlàri bilàn uzluksizràvishdà π- måzîn dåb ataluvchi zàrràlàr àlmàshinib turishàdi.

Shundày bo‘lsà-dà, yadrîni qàndàyligini tàsàvvur qilishgàintilgàn fiziklàr uning turli mîdållàrini yaràtishgàn. Bu mîdållàr-ning hàr biri yadrîning u yoki bu õususiyatlàriniginà tushuntiribbårà îlishini e’tirîf etsàk-dà, ulàrning ikkitàsi hàqidà mà’lumîtbårib o‘tishni lîzim tîpdik.

Yadrîning tîmchi mîdåli. Bu model 1936- yildà N.Bîr vàrus fizigi Y.Frånkål (1894–1952) tîmînidàn tàvsiya etilgàn. Undanuklînning o‘zini yadrîdà tutishini mîlåkulàning tîmchidà tu-tishigà o‘õshàtilgàn. Hàr ikkàlà hîldà hàm hàjm tàrkibigà kiruvchizàrràlàrning sînigà prîpîrsiînàl.

Yadrîning tîmchi mîdåli yadrîdàgi nuklînlàrning bîg‘lànishenårgiyasi uchun tàjribàviy fîrmulàni tîpishgà imkîn bårdi. Uningyordàmidà yadrî råàksiyalàrining ro‘y bårish måõànizmi, jumlà-dàn, yadrîning bo‘linishi tushuntirib bårildi. Àmmî bu mîdåldîiràsidà yadrî bàrqàrîrligining îrtishi, jumlàdàn, såhrli yadrîlàr-ning màvjudligini tushuntirishning imkîni bo‘lmàdi.

Yadrîning qîbiq mîdåli. Bu model 1949–1950- yillàrdààmårikàlik fizik Ì.Gåppårt-Ìàyår và nåmis fizigi Õ.Iyånsåntîmînidàn tàklif qilingàn. Ushbu mîdålgà ko‘ra, nuklîn yadrîdà


128

mà’lum qîbiqlàrdà Pàuli prinsipigà muvîfiq jîylàshàdi. Yadrîningbàrqàrîrligi shu qîbiqlàrning to‘lishigà bîg‘liq bo‘lib, qîbiqlàrito‘là yadrî eng bàrqàrîr yadrî hisoblanadi. Shu àsîsdà såhrliyadrîlàrning bàrqàrîrligi tushuntirib bårilàdi.

Qîbiq mîdåli yordàmidà yadrîning spini, màgnit mîmånti,yadrîning bàrqàrîrligi và õîssàlàrining dàvriy o‘zgàrishi tushuntiribbårilàdi. U, àyniqsà, yengil và o‘rtà yadrîlàrni tushuntirishdà qo‘lkåldi. Shu bilàn birgà, bu mîdål yadrîning g‘àlàyonlàngàn hîlàtivà judà ko‘p bîshqà tàjribà nàtijàlàrini tushuntirib bårishgà îjizlikqildi. Nàtijàdà yadrîning umumlàshgàn mîdåli và bîshqà mîdållàrvujudgà kåldi.

Sinîv sàvîllàri

1. Nimà uchun gravitatsion tîrtishish kuchlàri yadrî kuchlàribo‘lîlmàydi? 2. Nimà uchun kulîn kuchlàri yadrî kuchlàri bo‘lîlmàydi?3. Yadrî kuchlàri dåb qàndày kuchlàrgà àytilàdi? 4. Yadrî kuchlàri tîrtishishkuchlàrimi yoki itàrishish kuchlàrimi? 5. Yadrî kuchlàri qànchà màsîfàgàchàtà’sir qilàdi? 6. Yadrî kuchlàrining tà’sir ràdiusi dåb nimàgà àytilàdi?7. Yadrî kuchlàri elåktr zàryadigà bîg‘liqmi? 8. Yadrî kuchlàri màrkàziyõàràktårgà egàmi? 9. Yadrî kuchlàri to‘yinish õàràktårigà egà, dågàndànimà tushunilàdi? 10. Hîzirgi pàytdà yadrî kuchlàrining tàbiàti to‘lào‘rgànilgànmi? 11. Yukàvàning g‘îyasi nimàdàn ibîràt? 12. Yadrîningtîmchi mîdålini kimlàr tàklif qilgàn? 13. Bu mîdål nimàgà àsîslànibkiritilgàn? 14. Òîmchi mîdåli nimàlàrni tushuntirib bårdi và nimàlàrnitushuntirib bårà îlmàdi? 15. Yadrîning qîbiq mîdålini kimlàr kiritdi?16. Bu mîdålgà muvîfiq yadrî qàndày tàsàvvur qilinàdi? 17. Qîbiq mîdålinimàlàrni tushuntirib bårdi và nimàlàrni tushuntirib bårà îlmàdi?18. Yadrîning yanà qàndày mîdållàrini bilàsiz?

Òàbiiy ràdiîàktivlik.Ràdiîàktiv yemirilish qînuni

Ì à z m u n i : ràdiîàktivlikning kàshf qilinishi; ràdiîàktivnurlàr; tàbiiy ràdiîàktivlik; ràdiîàktiv yemirilish qînuni; yarimyemirilish dàvri; o‘rtàchà yashàsh vàqti; àktivlik; ràdiîàktiv elå-måntlàr îilàsi.

Ràdiîàktivlikning kàshf qilinishi. Frànsuz fizigi À.Båkkårål1896- yildà uràn tuzlàridà luminåssånsiya hîdisàsini o‘rgànàyotib,g‘àrîyib hîdisàgà duch kåldi. Uràn tuzini fîtîplàstinkà ustidàqîldirgàn Båkkårål plàstinkàni îchgànidà plàstinkàgà tuzning suràti

34-§.


129

o‘tib qîlgànini ko‘rdi. Shundày tàjribàni hàrõil uràn tuzlàri bilàn bir nåchà bîr tàkrîr-làgàn Båkkårål, bundày tuzlàr qîg‘îzdàn,yupqà måtàlldàn îsîn o‘tuvchi, hàvîni iîn-làshtiruvchi, luminåssånsiya hîdisàsini vujud-gà kåltiruvchi nîmà’lum nur chiqàràdi, dågànõulîsàgà kåldi.

Ushbu nurlàr ràdiîàktiv nurlàr (lîtinchàràdius – nur so‘zidàn îlingàn), ràdiîàktivnurlàrni chiqàrish esà ràdiîàktivlik dåb nîm-làndi. Qiziq, ràdiîàktiv nurlàr qàndày nurlàrekàn, dågàn sàvîl tug‘ilàdi.

Ràdiîàktiv nurlàr. Råzårfîrd tàjribàlàr yordàmidà ràdiîàktivnurlàr bir jinsli emàs, bàlki bir nåchà nurlàrdàn ibîràt ekànliginiàniqlàdi. Ràsm tåkisligigà pårpåndikular yo‘nàlgàn màgnit mày-dîndàn o‘tkàzilgàn nur (61- ràsm) uchtà: α, β, γ- nurlàrgà àjràlibkåtdi.

Ulàrning birinchisi – gåliy yadrîsining îqimi, ikkinchisi –elåktrînlàr îqimi, uchinchisi esà γ- kvàntlàr (fîtînlàr) îqimidir.Êålgusi màvzudà bu nurlàrgà bàtàfsil to‘xtàlàmiz.

Òàbiiy ràdiîàktivlik. Uràn ràdiîàktiv nur chiqàràdigàn yagînàelåmånt emàs. Ràdiîàktivlikni hàr tîmînlàmà chuqur o‘rgàngàner-õîtin Ìàriya và Pyår Êyurilàr uràn rudàsidàn ikkità ràdiîàktivelåmånt – pîlîniy (Pî) và ràdiy (Ra) làrni àjràtib îlish shàràfigàmuyassàr bo‘ldilàr. Òàbiiy ràdiîàktiv elåmåntlàr yerning istàlgànjîyidà màvjud. U hàvîdà, suvdà, tuprîqdà, jînli îrgànizmninghujàyràlàridà, îziq-îvqàtlàrdà istàlgànchà tîpilàdi. Òàbiàtdà engko‘p tàrqàlgàn ràdiîàktiv izîtîplàr 40Ê, 14C, uràn và tîriy izîtîp-làri îilàsidir.

A. A. BEKKEREL

(1852–1908)

α- zarralar

γ- nurlar

β- zarralar

Radioaktivnurlar

rB

61- rasm.

9 Fizika, II qism


130

Shuni àlîhidà tà’kidlàsh lîzimki, ràdiîàktivlik izîtîpning sîfhîldà yoki birîr birikmà tàrkibigà kirishigà, qàndày àgrågàt holatdàbo‘lishigà mutlàqî bîg‘liq emàs. Shu bilàn birgà, nà bîsim, nàtemperatura, nà elåktr màydîn và nà màgnit màydîn tàbiiy ràdiî-àktivlikkà tà’sir ko‘rsàtà îlmàydi. Dåmàk, ràdiîàktivlik yadrîichidàgi jàràyonlàrgàginà bîg‘liq, dågàn õulîsàgà kålishdàn bîshqàilîjimiz yo‘q.

Òàbiiy ràdiîàktivlik dåb, nîstàbil izîtîplàr àtîmi yadrîlàriningturli zàrràlàr chiqàrish và enårgiya àjràtish bilàn stàbil izîtîplàrgààylànishigà àytilàdi.

Shundày qilib, ràdiîàktivlik àtîm yadrîsi và undà bo‘làdigànjàràyonlàr hàqidà mà’lumît båruvchi mànbàlàrdàn biridir.

Ràdiîàktiv yemirilish qînuni. Yadrîning ràdiîàktiv nur chi-qàrish bilàn bîshqà yadrîgà àylànishi ràdiîàktiv yemirilish yokisîddàginà yemirilish dåyilàdi. Ràdiîàktiv yemirilgàn yadrî înàyadrî, hîsil bo‘lgàn yadrî esà bîlà yadrî dåyilàdi. Õo‘sh, buyemirilish birîr qînungà bo‘ysunàdimi? Êo‘plàb tàjribàlàrningko‘rsàtishichà, qàràlàyotgàn hàjmdàgi ràdiîàktiv àtîmlàr sînivàqt o‘tishi bilàn kàmàya bîràdi. Bà’zi elåmåntlàrda bu kàmàyishminutlàr, hàttî såkundlàr dàvîmidà ro‘y bårsà, bà’zilàridamilliàrdlàb yil dàvîm etàdi. Umumàn îlgàndà, yadrîning yemirilishitàsîdifiy hîdisàdir. Shuning uchun, u yoki bu yadrîning bårilgànvàqt îràlig‘idà yemirilishi stàtistikà qînunlàrigà bo‘ysunàdi. Ràdiî-àktiv elåmåntning àsîsiy õàràktåristikàlàridàn bittàsi hàr bir àtîm-ning bir såkund dàvîmidà yemirilish ehtimîli bilàn àniqlànàdigànkàttàlikdir. U λ hàrfi bilàn bålgilànàdi và ràdiîàktiv yemirilishdîimiysi dåyilàdi.

Àgàr bîshlàng‘ich mîmånt t = 0 dà N0 tà ràdiîàktiv àtîmmàvjud bo‘lsà, t mîmåntdà qîlgàn ràdiîàktiv àtîmlàrning sîni

N = N0e−λt (34.1)

qînungà muvîfiq àniqlànàdi. Bu yerdà e ≈ 2,72 – nàturàl lîgàrifm-ning àsîsi. (34.1) ifîdà ràdiîàktiv yemirilish qînuni dåyilàdi.

Yarim yemirilish dàvri. Ràdiîàktiv yemirilish intånsivliginiõàràktårlîvchi kàttàliklàrdàn biri yarim yemirilish dàvridir. Yarim

yemirilish dàvri

12

T dåb, bîshlàng‘ich yadrîlàrning sîni o‘rtàchà

ikki màrtà kàmàyishi uchun zàrur bo‘làdigàn vàqtgà àytilàdi.


131

Àgàr = 12

t T bo‘lsà, undà = 02

NN và ràdiîàktiv yemirilish

qînunigà muvîfiq:

λ−=0

021/ 2TN

N e .

Ushbu fîrmulàni pîtånsirlàb quyidàgini îlàmiz:

λ =− 12

ln 2T

yoki

λ λ= =1

2

0,693ln 2T (34.2)

ni hîsil qilàmiz.Òurli izîtîplàr uchun yarim yemirilish dàvri judà kång intår-

vàldà o‘zgàràdi. U uràn uchun 4,56 mlrd yilgà tång bo‘lsà, pîlîniyizîtîpi uchun bîr-yo‘g‘i 1,5 · 10−4 s ni tàshkil qilàdi.

Àktivlik. Vàqt birligidà pàrchàlànàdigàn yadrîlàrning sîninibilish muhim àhàmiyatgà egà. Àynàn shundày õàràktåristikàdànfîydàlàngàndà nuklid ibîràsi ishlàtilàdi. Nuklid dåb, prîtînlàrisîni Z và nåytrînlàri sîni N bilàn fàrq qilàdigàn àtîm yadrîlàrigààytilàdi. Ràdiîàktiv mànbàdàgi nuklidning àktivligi (À ) dåb,nàmunàdàgi shu yadrîning 1 s dàgi pàrchàlànishlàr sînigà àytilàdi:

A = λN . (34.3)

Àktivlikning SI dàgi birligi – Båkkårål (Bq): nuklidning 1 Bqàktivligi dåb, 1 s dà 1 tà pàrchàlànish ro‘y båràdigàn àktivlikkààytilàdi. 1Bq = 1 pàrch./1 s = 1 s−1. Hîzirgàchà yadrî fizikàsidàsiståmàgà kirmàydigàn nuklid àktivligining birligi – kyuri (Cu)qo‘llànilàdi: 1 Cu = 3,7 · 1010 Bq.

Ràdiîàktiv elåmåntlàr îilàsi. Òàrtib ràqàmi 83 dàn kàttà bo‘l-gàn elåmåntlàr izîtîplàrining bàrchàsi ràdiîàktivdir. Òàbiiyràdiîàktiv ålåmåntlàr, îdàtdà, to‘rt qàtîrdà jîylàshtirilàdi. Dàst-làbki elåmåntdàn bîshqà bàrchàsi îldingisining ràdiîàktiv yemi-rilishi nàtijàsidà hîsil bo‘làdi.

92238 U uràn îilàsi qo‘rg‘îshinning stàbil izîtîpi 82

206 Pb bilàn

tugàydi. Òîriy 90232 Th ning îilàsi esà qo‘rg‘îshinning bîshqà stàbil

izîtîpi 82208 Pb bilàn, àktiniy 89

235 Ac ning îilàsi qo‘rg‘îshinning

stàbil izîtîpi 82207 Pb bilàn, nåptuniy 93

237 Np ning îilàsi esà vismut-

ning stàbil izîtîpi 83209 Bi bilàn tugàydi.


132

Sinîv sàvîllàri

1. Ràdiîàktivlikni kim kàshf qilgàn? 2. Ràdiîàktivlik qàndày qilib kàshfqilingàn? 3. Ràdiîàktiv so‘zi qàndày mà’nîni ànglàtàdi? 4. Qàndày nurlàrràdiîàktiv nurlàr dåyilàdi? 5. Ràdiîàktivlik dåb nimàgà àytilàdi? 6. Ràdiî-àktiv nurlàr qàndày nurlàrdàn tàshkil tîpgàn? 7. 62- ràsmdàgi mànzàrànitushuntirib båring. 8. Uràndàn bîshqà hàm ràdiîàktiv elåmåntlàr màvjudmi?9. Òàbiàtdà ràdiîàktiv elåmåntlàr qàyårlàrdà uchràydi? 10. Hàvîdà, suvdà,tuprîqdà ràdiîàktiv elåmåntlàr màvjudmi? 11. Jînli îrgànizmlàr hujày-ràsidà-chi? 12. Îziq-îvqàtlàr tàrkibidà-chi? 13. Qàndày izîtîplàr tàbiàtdàeng ko‘p tàrqàlgàn? 14. Ràdiîàktivlik izîtîplàrning qàndày holatdà bo‘li-shigà bîg‘liqmi? 15. Ulàrning àgrågàt holatigà-chi? 16. Ulàrning qàndàybîsim îstidà yoki temperaturada ekànligigà-chi? 17. Elåktr yoki màgnitmàydîndà bo‘lishigà-chi? 18. Ràdiîàktivlik yadrî ichidàgi jàràyonlàrningnàtijàsimi? 19. Òàbiiy ràdiîàktivlik dåb nimàgà àytilàdi? 20. Ràdiîàktivlikyadrîdà ro‘y båràdigàn jàràyonlàr hàqidà mà’lumît bårà îlàdimi?21. Ràdiîàktiv yemirilish dåb nimàgà àytilàdi? 22. Yemirilgàn yadrî qàndàyyadrî dåyilàdi? 23. Hîsil bo‘lgàni-chi? 24. Yadrîning yemirilishi qàndàyqînunlàrgà bo‘ysunàdi? 25. Yadrîning yemirilishi qànchà vàqtgàchàcho‘zilishi mumkin? 26. Ràdiîàktiv yemirilish dîimiysi qanday kattalik?27. Ràdiîàktiv yemirilish qînunini ta’riflang. 28. Yarim yemirilish dàvriqàndày àniqlànàdi? 29. Yarim yemirilish dàvri turli izîtîplàr uchun nimàgàtång? 30. Nuklid dåb nimàgà àytilàdi? 31. Nuklidning àktivligi dåb-chi?32. Àktivlikning SI dàgi và siståmàdàn tàshqàri birliklàri. 33. Ràdiîàktivelåmåntlàr îilàsi.

Àlfà, båtà và gàmmà-nurlànishlàr

Ì à z m u n i : alfà-nurlànish; båtà-nurlànish; nåytrinî; gàm-mà-nurlànish; fîtîeffåkt; kîmptîn sîchilishi; elåktrîn-pîzitrînjuftligining hîsil bo‘lishi.

Àlfà-nurlànish. Àtîm yadrîsidàgi nuklînlàr dîimî hàràkàtdàvà o‘zàrî àylànishdà bo‘làdi. Yadrî ichidà hîsil bo‘làdigàn engbàrqàrîr màhsulît ikkità prîtîn và ikkità nåytrîndàn ibîràtbo‘lgàn màhsulîtdir. Yadrî ichidàgi enårgiya tàqsimîtidà àynànshu zàrrà yadrîning àsîsiy enårgiyasini o‘zigà îlishi và mà’lumshàrîitlàrdà α- zàrrà sifàtidà uni tàrk etishi mumkin.

Àtîm yadrîsining α- zàrrà chiqàrish bilàn bîshqà yadrîgààylànishi àlfà-nurlànish (yåmirilish) dåyilàdi.

35-§.


133

Àgàr AZ X înà yadrî bo‘lsà, α- nurlànish nàtijàsidà bu yadrî-

ning bîshqà yadrîgà àylànishi quyidàgi sõåmà àsîsidà ro‘y båràdi:

α ν−−→ + +4 42 2 ( )A A

Z ZX Y h , (35.1)

bu yerdà −−42

AZ Y – bîlà yadrîning bålgisi, α4

2 – gåliy ( )42He àtîmi-

ning yadrîsi (α- zàrrà), hν – g‘àlàyonlàngàn −−42

AZ Y yadrî chi-

qàràdigàn kvànt.(35.1) dàn ko‘rinib turibdiki, α- nurlànish nàtijàsidà yadrîning

màssà sîni 4 gà, zàryadi esà 2 tà elåmåntàr musbàt zàryadgàkàmàyadi. Bîshqàchà àytgàndà, α- nurlànish nàtijàsidà kimyoviyelåmåntning Ìåndålåyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsidàgi o‘rniikki kàtàk chàpgà siljiydi. Bu hîl siljish qîidàsi dåyilàdi. U elåktrzàryadi và màssà sîni sàqlànish qînunlàrining nàtijàsidir.

Yadrî pàrchàlànishi nàtijàsidà hîsil bo‘ladigàn màhsulîtlàrzàryadlàrining yig‘indisi dàstlàbki yadrî zàryadigà tång bo‘ladi.

Õuddi shundày sàqlànish qînuni màssà sîni uchun hàmo‘rinlidir.

Båtà-nurlànish. Yadrîdà nuklînlàrning bir-birlàrigà àylànishibilàn bîg‘liq bo‘lgàn bîshqà o‘zgàrishlàr hàm ro‘y båràdi. Ìàsàlàn,yadrî elåktrînlàr îqimini chiqàrishi mumkin. Bu hîl β- nurlànish(yåmirilish) dåb nîmlànàdi.

Siljish qîidàsigà muvîfiq, β- nurlànishdà yadrîning màssàsîni o‘zgàrmàydi:

ZA

ZAX Y e→ ++ −1 1

0 , (35.2)

Ushbu ifodadan ko‘rinib turibdiki, β- nurlànish nàtijàsidàkimyoviy elåmånt Ìåndålåyåv dàvriy siståmàsidà bir kàtàkchào‘nggà siljiydi. Bunda yadrîning màssà sîni o‘zgàrmàgàni (A = const)uchun undàgi nuklînlàr spinlàrining yig‘indisi hàm o‘zgàrmày

qîlishi kåràk. Låkin yadrîdàn îtilib chiqàyotgàn elåktrîn + 12 yoki

− 12 spingà egà bo‘làdi. Undà yadrîning spini någà o‘zgàrmày

qîlàdi, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà, màzkurelåmånt yadrîsidàn uchib chiqàyotgàn elåktrîn hàr õil, jumlà-dàn, Emax gàchà enårgiyagà egà bo‘lishi mumkin. Shu bilàn birgà,uchib chiqàyotgàn elåktrînning enårgiyasi, dîimî yadrîningβ- yemirilishgàchà và β- yåmirilishdàn kåyingi enårgiyalàriningfàrqidàn kichik bo‘làdi. Bîshqàchà àytgàndà, β- yåmirilishdà go‘yoki


134

yadrî enårgiyasining bir qismiizsiz yo‘qîlgàndåk tuyulàdi. Buhîl β- yåmirilishdàgi elåktrînlàrenårgåtik spåktrining uzluk-sizligidàn hàm ko‘rinib turibdi(62- ràsm).

Enårgiyaning sàqlànish qî-nunigà ko‘ra bundày hîl bo‘lishimumkin emàs!

Òàjribà nàtijàlàrini chuqurtàhlil qilgàn V.Pàuli, enårgiyaning shu yetishmàgàn qismini o‘zibilàn îlib kåtàdigàn và yadrî spinining o‘zgàrmày qîlishigà sàbàbbo‘làdigàn yanà bittà zàrrà bo‘lishi kåràk, dågàn õulîsàgà kåldi.

Nåytrinî. Dåmàk, Pàulining fikrichà, β- yåmirilishdà yadrîdànelåktrîn bilàn birgà, yanà bittà nåytrinî (ν) dåb ataluvchi zàrràchiqàdi. Nåytrinî so‘zi itàlyanchà nåytrînchà, kichkinà nåytrînmà’nîsini ànglàtàdi. U zàryadgà và tinchlikdàgi màssàgà egà emàs.Spini esà elåktrînning spinigà tång. Elåktrîn và nåytrinî yadrîdànuchib chiqqàndà spinlàri qàràmà-qàrshi bo‘lib, bir-birlàrini kîm-pånsàtsiyalàydi và shuning uchun yadrîning spini o‘zgàrmày qîlàdi.Shuningdåk, β- yemirilishdàgi enårgiya uchun

Eβ + Eν = Emax (35.3)

ifoda o‘rinli, ya’ni enårgiyaning yetishmàgàn qismi nåytrinîenårgiyasidir.

Àmmî β- yemirilishdà yadrîdàn îtilib chiqàyotgàn elåktrînlàrqàyårdàn kålib qîlgàn, dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Àõir yadrî prîtînlàrvà nåytrînlàrdàn tàshkil tîpgàn-ku! Shuning uchun hàm β- yemi-rilishni tushuntirib bårish yadrî fizikàsining eng qiyin muàmmî-làridàn biri bo‘lgàn. Uni yechish itàliyalik màshhur fizik E.Fårmigànàsib etgàn. Fårmi gipîtåzàsigà ko‘rà, yadrîdàgi nuklînlàrningdîimî bir-birlàrigà àylànib turishlàri ro‘y båràdi và shuning nàti-jàsidà elåktrîn và àntinåytrinî (nåytrinîgà qàràmà-qàrshi zàrrà)vujudgà kålàdi.

Gàmmà-nurlànish. Frànsuz fizigi P.Villar 1900- yildà qo‘rg‘î-shinni α- và β- zarralàr bilàn nurlàntirilgàndà qàndàydir qîldiqnurlànish bo‘lishini àniqlàgàn. Bu nurlànish màgnit màydîn tà’si-ridà o‘z yo‘nàlishidàn îg‘màgàn. Iînlàshtirish qîbiliyati ànchàkichik, singish qîbiliyati esà råntgån nurlàrinikidàn hàm ànchàkuchli bo‘lgàn. Uni γ- nurlànish dåb àtàgànlàr.

N

0 E62- rasm.

Emax


135

γ- nurlànish hàm råntgån nurlàri kàbielåktrîmàgnit to‘lqinlàrdir. Ulàr faqat hosilbo‘lishlari và enårgiyalàri bilàn bir-birlàridànfàrq qilàdilàr. Àgàr råntgån nurlàri îrbitàlelåktrînlàrning g‘àlàyonlànishi và tåz elåktrîn-làrning tîrmîzlànishining nàtijàsi bo‘lsà, γ-nurlànish yadrîlàrning bir-birigà àylànishidàhosil bo‘ladi.

Umumàn îlgàndà, yadrî ràdiîàktivyemirilish yoki sun’iy ràvishdà yadrîlàrningbir-birigà àylànishi nàtijàsidà g‘àlàyonlàngànhîlàtgà o‘tàdi. U g‘àlàyonlàngàn hîlàtdànàsîsiy hîlàtgà o‘tgànidà γ- nurlànish chiqàràdi. Uning enårgiyasibir nåchà kilîelåktrîn-vîltdàn, bir nåchà milliîn elåktrîn-vîltgàchà bo‘lishi mumkin. γ- nurlànish mîddàdàn o‘tgàndà uningdàstlàbki intånsivligi ànchà kàmàyadi. Bungà sàbàb – fîtîeffåkt,kîmptîn effåkti và elåktrîn-pîzitrîn juftligining hîsil bo‘lishi.

Fîtîeffåkt. Biz fîtîeffåkt hîdisàsi bilàn 19- § dà bàtàfsiltànishgànmiz. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, u faqat 1 ÌeV dàn kichikenårgiyali γ- kvàntlàr uchun kàmàyishning àsîsiy qismini tàshkilqilàdi.

Êîmptîn sîchilishi. Àgàr γ- kvàntning enårgiyasi 1 ÌeV dànànchà kàttà bo‘lsà, u mîddàgà tushib erkin yoki kuchsiz bîg‘làn-gàn elåktrîndà sîchilishi mumkin. Buning nàtijàsidà γ- kvànt o‘zi-ning dàstlàbki yo‘nàlishidàn îg‘àdi và to‘lqin uzunligi o‘zgàrib,enårgiyasi kàmàyadi. γ- kvànt sîchilgàn elåktrîn, uning sîchilish-dàn îldingi (hν) và sîchilishidàn kåyingi (hν′) enårgiyalàriningfàrqigà tång bo‘lgàn hν − hν′ enårgiya îlàdi. Bu hîdisà Êîmptînsîchilishi dåyilàdi.

Elåktîn-pîzitrîn juftligining hîsil bo‘lishi. γ- kvàntning ànchàkàttà enårgiyalàridà elåktrîn-pîzitrîn juftligining hîsil bo‘lishikuzàtilàdi. Bundà γ- kvànt kulîn màydînidà to‘là yutilib, elåktrîn

−10e và +1

0e pîzitrîn juftligi vujudgà kålàdi. Juftlik vujudgà kålishidàhàr bir zàrràning hîsil bo‘lishi uchun 0,51 ÌeV gà tång (ulàrningtinchlikdàgi enårgiyasi) enårgiya kåràk bo‘làdi. Dåmàk, elåktrîn-pîzitrîn juftligi hîsil bo‘lishi uchun γ- kvàntning enårgiyasi engkàmi bilàn Eγ = 2m0c

2 = 1,02 MeV bo‘lishi kåràk. Àgàr uningenårgiyasi 1,02 ÌeV dàn kàttà bo‘lsà, îrtiqchà qismi hîsil bo‘lgànzàrràlàrning kinåtik enårgiyalàrigà àylànàdi.

E. FERMI

(1901–1954)


136

Sinîv sàvîllàri

1. Yadrî ichidà hîsil bo‘làdigàn eng bàrqàrîr màhsulît nimà? 2. Àlfà-nurlànish dåb nimàgà àytilàdi? 3. α- nurlànishning sõåmàsini tushuntiring.4. Înà yadrî qàndày bålgilànàdi? 5. α- nurlànish nàtijàsidà yadrîningmàssà sîni qànchàgà kàmàyadi? Zàryadi-chi? 6. Siljish qîidàsi nima?7. α- nurlànish uchun zàryadning sàqlànish qînunini tushuntiring. 8. Shu nur-lànish uchun màssà sînining sàqlànish qînunini tushuntiring. 9. β- nur-lànish dåb nimàgà àytilàdi? 10. β- nurlànishdà yadrîning màssà sînio‘zgàràdimi? 11. β- nurlànishning sõåmàsini tushuntiring. 12. β- nurlànishnàtijàsidà kimyoviy elåmåntning o‘rni o‘zgàràdimi? 13. Yadrîdàgi nuklînlàrspinlàrining yig‘indisi o‘zgàràdimi? 14. Elåktrînning spinini hisîbgà îl-gàndà-chi? 15. Elåktrînning enårgiyasi yadrîning nurlànishdàn îldingi vàkåyingi enårgiyalàrining fàrqigà tångmi? 16. β- nurlànish hàqidàgi tàjribàlàrnitàhlil qilgàn Pàuli qàndày õulîsàgà kålgàn? 17. Nåytrinî qàndày zàrràchà?18. β- nurlànishdà enårgiyaning sàqlànish qînuni qanday? 19. Yadrîdàelåktrînlàr qàndày pàydî bo‘làdi? 20. Fårmi gipîtåzàsini aytib bering.21. γ- nurlànishni kim kàshf qilgàn? 22. γ- nurlàr qàndày nurlàr? U råntgånnurlàridàn nimàsi bilàn fàrq qilàdi? 23. γ- nurlàr qàndày vujudgà kålàdi?24. Yadrî qàndày qilib g‘àlàyonlàngàn holatgà o‘tàdi? 25. γ- kvànt mîddàdàno‘tgàndà qàndày hîdisàlàr ro‘y bårishi mumkin? 26. Fîtîeffåkt nima?27. Êîmptîn effåktini tushuntirib bering. 28. Êîmptîn effåktidà elåktrîn qàndàyenårgiya îlàdi? 29. Elåktrîn-pîzitrîn juftligi qanday hîsil bo‘ladi? 30. Juftlikhîsil bo‘lishi uchun γ- kvàntning enårgiyasi qànday bo‘lmîg‘i kåràk?

Yadrî råàksiyalàri. Ràdiîàktiv àylànishlàr

Ì à z m u n i : yadrî råàksiyalàri; yadrî råàksiyalàrining turlàri;Bîr nàzàriyasi; prîtîn và nåytrînning kàshf qilinishi; ràdiîàktivàylànishlàr; β- ràdiîàktivlik.

Yadrî råàksiyalàri. Yadrî råàksiyalàri àtîm yadrîlàriningo‘zàrî bir-birlàri bilàn yoki yadrî zàrràlàri bilàn tà’sirlàshishlàrinàtijàsidà bîshqà yadrîlàrgà àylànishidir.

Yadrî råàksiyalàridà: elåktr zàryadining, nuklînlàr sînining,enårgiyaning, impulsning, impuls mîmåntining sàqlànish qînun-làri bàjàrilàdi. Bàrchà råàksiyalàr råàksiya jàràyonidà àjràlàdigànyoki yutilàdigàn enårgiya bilàn õàràktårlànàdi. Enårgiya àjràlishibilàn ro‘y båràdigàn råàksiyalàrgà ekzîtårmik, energiya yutilishibilàn ro‘y båràdigàn råàksiyalàrgà esà endîtårmik råàksiyalàr dåyilàdi.

Yadrî råàksiyalàrining turlàri. Yadrî råàksiyalàri quyidàgibålgilàrigà qàràb turlàrgà bo‘linàdi:

36-§.


137

1. Undà ishtirîk etàdigàn zàrràlàrning turlàrigà qàràb, nåytrîn-làr, γ- kvàntlàr, zàryadlàngàn zàrràlàr (prîtîn, dåytrîn, α- zàrràvà h.k.) tà’siridà ro‘y båràdigàn råàksiyalàr.

2. Råàksiyadà ishtirîk etuvchi zàrràlàrning enårgiyasigà qàràb,kichik enårgiyali (≈ 100 eV); o‘rtà enårgiyali (≈ 1 MeV) và yuqîrienårgiyali (≈ 50 MeV) reaksiyalar.

3. Ishtirîk etuvchi yadrîlàrning turigà qàràb, yångil yadrîlàrdà(À < 50); o‘rtà yadrîlàrdà (50 < A < 100); îg‘ir yadrîlàrdà (A > 100)o‘tadigan reaksiyalar.

4. Yadrîviy àylànishlàrning õàràktårigà qàràb, nåytrîn chiqà-ruvchi; zàryadlàngàn zàrràlàr chiqàruvchi; zàrrà yutuvchi råàk-siyalàr.

Bîr nàzàriyasi. Bîr tàklif qilgàn nàzàriyagà muvîfiq, yadrîråàksiyasi ikki bîsqichdà ro‘y båràdi. Birinchi bîsqichdà nishînyadrî À ungà yo‘nàltirilgàn zàrrà bilàn qo‘shilib kåtàdi và yangig‘àlàyonlàngàn holatdàgi C yadrîni hîsil qilàdi: A + a →C. Ikkinchibîsqichdà esà g‘àlàyonlàngàn yadrî C yadrî råàksiyasi màhsulît-làrigà pàrchàlànib kåtàdi: C → b + B. Shundày qilib, yadrî råàksiyasiquyidàgi sõåmàgà muvîfiq ro‘y båràdi:

A + a → C → b + B. (36.1)

Prîtîn và nåytrînning kàshf qilinishi. Dastlabki råàksiyalàr-dàn biri àzît yadrîsining gåliy yadrîsi (α- zàrrà) bilàn birikishibo‘lgàn. Bu råàksiya 1919- yili Råzårfîrd tîmînidàn àmàlgàîshirilgàn. Àzîtni α- zàrràlàr bilàn bîmbàrdimîn qilish nàtijàsidàprîtîn hîsil bo‘lgàn. α- zàrràni yutgàn àzît yadrîsi g‘àlàyonlàngàn

holatdàgi ftîr 918F ni hîsil qilgàn, u esà råàksiyaning îxirgi màhsu-

lîtlàri 817O và 1

1 p gà pàrchàlàngàn:

α+ → → +14 4 18 17 17 2 9 8 1N F O p . (36.2)

Prîtînning pàydî bo‘lgànligi îldin chàqnàsh (sintilatsiya)usuli bilàn, kåyin esà Vilsîn kàmåràsidà qàyd etilgàn.

Råzårfîrdning yadrîdà elåktrnåytràl zàrrà (nåytrîn) màvjud-ligi to‘g‘risidàgi bàshîràti 1932- yildà V.Bîtå và G.Bånkårtàjribàlàridàn kåyin haqiqatga àylàndi. Òàjribàdà bårilliy yadrîsi α-zàrràlàr bilàn bîmbàrdimîn qilindi:

α+ → +9 4 12 14 2 6 0Be C n . (36.3)


138

Bunda hîsil bo‘lgàn zàrràni J.Chådvik nåytrîn dåb àtàdi.Êåyinchàlik esà nåytrîn ràdiîàktiv và uning o‘rtàchà yashàsh

vàqti τ ≈ 15,3 minut ekànligi àniqlàndi.Ràdiîàktiv àylànishlàr. Yuqîridàgi råàksiyalàrdàn ko‘rinib tu-

ribdiki, ulàr yordàmidà bir kimoviy elåmåntlàrni bîshqàsigààylàntirish và shu yo‘l bilàn sun’iy ràvishdà ràdiîàktiv elåmåntlàrnihîsil qilish mumkin. Bundày råàksiyalàrgà ràdiîàktiv àylànishlàrdåyilàdi.

Umumàn îlgàndà, sun’iy và tàbiiy ràdiîàktivlik o‘rtàsidà håchqàndày fàrq yo‘q. Chunki izîtîpning õîssàlàri uning hîsil bo‘lishusuligà mutlàqî bîg‘liq emàs và sun’iy izîtîp tàbiiy izîtîpdànhåch qàndày fàrq qilmàydi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, ràdiîàktivlik àtîm yadrîsining bàrqà-rîrligi bilàn bîg‘liq. Prîtînlàri và nåytrînlàri sîni tång bo‘lgànyadrîlàr bàrqàrîr hisîblànàdi.

β- ràdiîàktivlik. Àgàr yengil yadrîlàrdà (À < 50) sun’iy ràvish-dà nåytrînlàr îrtiqchàligi hîsil qilinsà, yadrîning bàrqàrîrligibuzilàdi và β−- ràdiîàktivlik vujudgà kålàdi.

Ìàsàlàn, 2813Al bàrqàrîr izîtîpi dåytrînlàr bilàn bîmbàrdi-

mîn qilinganda 2713Al izîtîpi hîsil bo‘làdi. U esà, o‘z nàvbàtidà,

quyidàgi sõåmàgà àsîsàn β−- nur chiqàràdi:

ν−→ + +28 28 013 14 1Al Si e . (36.4)

Àgàr yadrîdà sun’iy ràvishdà prîtînlàrning îrtiqchàligi vujud-gà kåltirilsà, bu β+- ràdiîàktivlikkà îlib kålàdi. Bu råàksiya quyidàgisõåmàgà muvîfiq àmàlgà îshàdi:

ν− +→ + +01 1

A AZ ZX Y e . (36.5)

Siljish qîidàsigà muvîfiq hîsil bo‘lgàn elåmånt Ìåndålåyåvdàvriy siståmàsidà bir kàtàk chàpgà siljiydi.

Sinîv sàvîllàri

1. Yadrî råàksiyalàri nima? 2. Yadrî råàksiyalàridà qàndày sàqlànishqînunlàri bàjàrilàdi? 3. Qàndày råàksiyalàrgà ekzîtårmik råàksiyalàr dåyi-làdi? Qàndày reaksiyalàrgà endîtårmik reaksiyalar deyiladi? 4. Yadrîråàksiyalàri nåchtà turgà bo‘linàdi? 5. Birinchi tur råàksiyalàr qandayreaksiyalar? 6. Ikkinchi tur råàksiyalàr-chi? 7. Uchinchi tur råàksiyalàr-chi?8. Òo‘rtinchi tur råàksiyalàr-chi? 9. Yadrî råàksiyasi hàqidàgi Bîrnàzàriyasini aytib bering. 10. Bîr nàzàriyasining sõåmàsini tushuntiring.


139

11. Råzårfîrd qàndày råàksiyani àmàlgà îshirgàn? 12. Prîtîn kàshf qilingànråàksiyaning sõåmàsi qanday? 13. Nåytrînning kàshf qilinish råàksiyasiningsõåmàsi qanday? 14. Nåytrînning yarim yemirilish dàvri nimàgà tång?15. Ràdiîàktiv àylànishlàr dåb nimàgà àytilàdi? 16. Sun’iy và tàbiiyràdiîàktivlik o‘rtàsidà qàndày fàrq bîr? 17. Qàndày yadrîlàr bàrqàrîrhisîblànàdi? 18. β- ràdiîàktivlik qàndày vujudgà kålàdi? 19. β+- ràdiîàk-tivlik-chi? 20. β- ràdiîàktivlikdà elåmåntning Ìåndålåyåv dàvriy sistå-màsidàgi o‘rni o‘zgàràdimi?

Elåmåntàr zàrràlàr. Zàrràlàr và àntizàrràlàr

Ì à z m u n i : elåmåntàr zàrràlàr; elåktrîn; fîtîn; prîtîn;pîzitrîn; nåytrîn; myuînlàr; π- måzînlàr; Ê- måzînlàr; gipårîn-làr; råzînànslàr; àntizàrràlàr; mîddà và màydînning bir-birigààylànishi; àntimîddà.

Elåmåntàr zàrràlàr. «Elåmåntàr» so‘zining lug‘aviy ma’nosi«eng sodda» demakdir. Gàrchi bugungi kungàchà mà’lum zàrràlàrnielåmåntàr dåb àtàsh unchà to‘g‘ri bo‘lmàsà-dà, dàstlàbki pàytlàrdàkiritilgàn bu ibîràdàn hàmîn fîydàlànilàdi. Umumàn îlgàndà,zàrràlàr endiginà kàshf qilinà bîshlàngàndà màtåriyaning eng ki-chik bo‘làkchàsi sifàtidà qàbul qilingàn và chindàn hàm elåmåntàrdåb hisîblàngàn. Låkin ulàrning bà’zilàrining (jumlàdàn, nuk-lînlàrning) muràkkàb tuzilishgà egà ekànligi kåyinrîq mà’lumbo‘lib qîlgàn. Hîzirgi pàytdà 200 dàn îrtiq elåmåntàr zàrràlàrmàvjud. Ulàrning ko‘pchiligi nîstàbil bo‘lib, àstà-såkin yengilzàrràlàrgà àylànàdi.

Elåktrîn. Birinchi kàshf qilingàn elåmåntàr zàrrà elåktrînhisîblànàdi. Êàtîd nurlàrining õîssàlàrini o‘rgànàyotgàn J.Òîmsîn,bu mànfiy zàryadlàngàn zàrrà elåktrînlàr îqimidàn ibîràt ekàn-ligini àniqlàdi. Bu vîqåà 1897- yil 29- àpråldà ro‘y bårgàn edi vàshu sànà birinchi elåmåntàr zàrrà kàshf qilingàn kun hisîblànàdi.

Fîtîn. 1900- yildà M.Plànk yorug‘likning fîtîn dåb ataluvchizàrràlàr îqimidàn ibîràt ekànligini ko‘rsàtdi. Fîtîn elåktr zàryadigàegà emàs, tinchlikdàgi màssàsi nîlgà tång, ya’ni fîtîn yorug‘liktåzligigà tång tåzlik bilàn hàràkàt holatidàginà màvjud bo‘lishi mumkin.

Prîtîn. 1919- yildà E.Råzårfîrd tàjribàlàridà, àzîtningα- zàrràlàr bilàn bîmbàrdimîn qilinishi nàtijàsidà, vîdîrîdàtîmining yadrîsi prîtîn kàshf qilingàn. U zàryadining miqdîrielåktrînning zàryadigà tång bo‘lgàn, musbàt zàryadlàngàn zàrràdir.Ìàssàsi elåktrînning màssàsidàn 1836 màrtà kàttà.

37-§.


140

Pîzitrîn. 1928- yildà P.Diràk màvjudliginibàshîràt qilgàn và Ê.Àndårsîn tîmînidànkîsmik nurlàr tàrkibidà kàshf qilingàn. Uningtinchlikdàgi màssàsi elåktrînning tinchlikdàgimàssàsi bilàn tång bo‘lsà-dà, zàryadi prîtîn-ning zàryadigà tång. Pîzitrîn elåktrîngà qàràmà-qàrshi, ya’ni àntizàrrà.

Nåytrîn. 1932- yildà D.J.Chådvik tîmî-nidàn kàshf qilingàn. Uning màssàsi prîtînningmàssàsigà yaqin: mn = 1838me, elåktr zàryadiesà nîlgà tång.

P. DIRAK

(1902–1961)

Nåytrinî. 1931–1935- yildà β- nurlànish qînunlàrini tushun-tirib bårgàn V.Pàuli tinchlikdàgi màssàsi nîlgà tång bo‘lgàn yanàbittà zàrrà – nåytrinî màvjudligini bàshîràt qilgan. Bu zàrràtàjribàdà 1956- yildà Ê.Êîuen tîmînidàn yadrî råàktîridà kàshfqilingan.

Ìyuînlàr. 1938- yildà Ê.Àndårsîn và S.Niddårmåyårkîsmik nurlàr tàrkibidà màssàsi tàõminàn 207me gà tång bo‘lgàn,yashàsh dàvri 2,2 · 10−6 s ni tàshkil qilgàn zàrràlàrni kàshf qildilar.Bu zàrràlàr µ- måzînlàr yoki myuînlàr (µ+, µ−) dåb nîmlàndi.

π- måzînlàr. 1947- yildà S.Pàuell tinchlikdàgi màssàsi 273mega tång bo‘lgàn zàrràlàrni kàshf qildi. Bu zàrràlàr π- måzînlàryoki piînlàr (π+, π−) dåb nîmlàndi.Ulàrning erkin hîlàtdàgiyashàsh dàvri 2,55 · 10−8 s gà tång. 1950- yildà màssàsi 264,2me

gà tång bo‘lgàn elåktrnåytràl π0- måzîn kàshf qilindi.Ê-måzînlàr. 1950- yillàrdàn bîshlàb kàshf qilinàdigàn zàrràlàr-

ning sîni kåskin îrtib bîrdi. Bulàr qàtîrigà Ê-måzînlàr hàmkiràdi. Ulàrning zàryadi musbàt, mànfiy, nîl bo‘lishi mumkin.Ìàssàlàri esà 966–974me àtrîfidà.

Gipårînlàr. Êåyingi zàrràlàr guruhi gi pårînlàr dåyilàdi.Ulàrning màssàlàri 2180me dàn 3278me gàchà îràliqdà bo‘làdi.

Råzînànslàr. Êåyingi pàytlàrdà yashàsh dàvrlàri judà kichikbo‘lgàn råzînànslàr dåb ataluvchi zàrràlàr kàshf qilindi. Ulàrnibåvîsità qàyd qilishning ilîji bo‘lmày, vujudgà kålgànini pàrchàlà-nishidà hîsil bo‘lgàn màhsulîtlàrgà qàràb àniqlànàdi.

Umumàn îlgàndà, dàstlàbki pàytlàrdà bîr-yo‘g‘i bir nåchtà-ginà và màtåriyaning eng jàjji g‘ishtchàlàri dåb hisîblàngàn elå-måntàr zàrràlàr kåyinchàlik, shu qàdàr õilmà-õil và shu qàdàrmuràkkàb bo‘lib chiqdi.


141

Àntizàrràlàr. Birinchi àntizàrrà – elåktrînning àntizàrràsi(qàràmà-qàrshi zàrràsi) – pîzitrîn kàshf qilingàndàn so‘ng, bîshqàzàrràlàrning hàm àntizàrràsi yo‘qmikàn, dågàn sàvîl tug‘ildi. Ànti-prîtîn 1955- yildà mis nishînni prîtînlàr bilàn bîmbàrdimînqilish nàtijàsidà hîsil qilindi. 1956- yildà esà àntinåytrîn kàshfqilindi. Hîzirgi pàytdà hàr bir zàrràning o‘z àntizàrràsi, ya’ni màssàsivà spini tång, zàryadi esà qàràmà-qàrshi bo‘lgàn zàrrà màvjudligiàniqlàngàn.

Elåktrîn và prîtînlàrning àntizàrràlàri zàryadining ishîràsibilàn fàrq qilsà, nåytrîn và àntinåytrîn õususiy màgnit mî-måntlàrining ishîràsi bilàn fàrq qilàdi. Zàryadsiz zàrràlàr fîtîn,π0-måzînlàrning o‘zlàri và àntizàrràlàrining fizik õîssàlàri bir õil.

Àntizàrràlàr to‘g‘risidà mà’lumîtgà egà bo‘lgàndàn kåyino‘quvchidà zàrrà và àntizàrrà uchràshib qîlsà nimà bo‘làdi, dågànsàvîl tug‘ilishi tàbiiy. Ushbu sàvîlgà jàvîbni kåyingi sàtrlàrdà tîpàsiz.

Ìîddà và màydînning bir-birigà àylànishi. Elåktrînning o‘zàntizàrràsi – pîzitrîn bilàn uchràshuvi ulàrning elåktrîmàgnitnurlànish kvàntigà àylànishigà và enårgiya àjràlishigà îlib kålàdi.Bu hîdisà ànnigilatsiya dåyilàdi:

e− + e+ → 2γ.Nàfàqàt elåktrîn và pîzitrîn, bàlki bàrchà zàrràlàr hàm o‘z

àntizàrràlàri bilàn uchràshgàndà ànnigilatsiyagà kirishàdi. Bîsh-qàchà àytgàndà, ulàr elåktrîmàgnit màydîn kvàntlàrigà (fîtîn-làrgà) àylànàdi.

Ushbu holda ànnigilatsiya so‘zi unchà qulày tànlànmàgàn.Chunki u lîtinchà «yo‘qîlish» dågàn mà’nîni ànglàtàdi. Àslidàesà zàrrà và àntizàrrà uchràshgàndà håch qàndày yo‘qîlish ro‘ybårmàydi. Bàrchà sàqlànish qînunlàri to‘là bàjàrilàdi. Ìàtåriyamîddà ko‘rinishidàn elåktrîmàgnit màydîn kvàntlàri ko‘rinishigào‘tàdi, õîlîs.

Àgàr mîddàning elåktrîmàgnit màydîn kvàntlàrigà àylànishjàràyoni ro‘y bårsà, undà tåskàrisi, màydîn kvàntlàrining mîddàgààylànish jàràyoni hàm ro‘y bårmàydimi, dågàn sàvîl tug‘ilàdi.Àlbàttà, ro‘y båràdi. Umumàn îlgàndà, biz bu jàràyon bilàn tànish-miz (35- § gà qàràng). Enårgiyasi elåktrîn và pîzitrînning tinchlik-dàgi enårgiyalàri yigindisidàn kàttà bo‘lgàn γ- kvànt Eγ > 2m0c

2 == 1,02 MeV yadrîning yonidàn o‘tgànidà elåktrîn-pîzitrîn juftli-gigà àylànishi mumkin:

γ → e− + e+.


142

Elåktrîn-pîzitrîn juftligining pàydî bo‘lishi và ulàrningànnigilatsiyasi màtåriyaning ikki shàkli (mîddà và màydîn) o‘zàrîbir-birigà àylànishlàrini ko‘rsàtàdi.

Àntimîddà. Àgàr bàrchà zàrràlàrning àntizàrràlàri màvjudbo‘lsà, undà àntiyadrî, àniqrîg‘i àntizàrràlàrdàn tàshkil tîpgànàntimîddà yo‘qmikàn? Àntiyadrîlàrning màvjudligi qàyd qilingàn.Birinchi àntiyadrî – àntidåytrîn ( p và n làrning bîg‘làngànholati) 1965- yildà àmårikàlik fiziklàr tîmînidàn tîpilgàn. Êåyin-chàlik esà Sårpuõîvàdàgi tåzlàtgichdà àntigåliy (1970) và àntitritiy(1973) yadrîlàri hîsil qilindi.

Zàrràlàr bilàn to‘qnashgàndà ànnigilatsiyagà uchràshi àntizàr-ràlàrning uzîq vàqt zàrràlàr îràsidà bo‘lishigà imkîn bårmàydi.Shuni àlîhidà tà’kidlàsh kåràkki, ànnigilatsiya jàràyonidà judàkàttà miqdîrdà enårgiya àjràlib chiqàdi. Sîlishtirish uchun àytishmumkinki, àjràlib chiqàdigàn enårgiya yadrî råàksiyalàridà àjràlà-digàn enårgiyadàn milliînlàb màrtà kàttàdir. Shundày qilib, ànni-gilatsiyadà o‘zàrî tà’sirlàshàdigàn zàrràlàrning bàrchà enårgiyasibîshqà turdàgi enårgiyagà àylànàdi, ya’ni ànnigilatsiya màvjudenårgiya mànbàlàri îràsidà eng kàttà enårgiya àjràlàdigàn jàràyondir.Àgàr îlàmning bizgà yaqin birîr jîyidà àntimîddà màvjud bo‘l-gàndà edi, kuchli ànnigilatsiya jàràyoni ro‘y bårishi và ulkànpîrtlàsh bo‘lib, kàttà miqdîrdà enårgiya àjràlishi kåràk edi. Låkinàstrîfiziklàr hànuzgàchà bundày hîlni qàyd etmàgànlàr. Shuninguchun hàm àntimîddàni o‘rgànish hîzirchà, fàqàt mîddàtuzilishini o‘rgànish yo‘nàlishidàgi fundàmåntàl izlànishlàrdaniborat bo‘lib qîlmîqdà.

Àziz o‘quvchilàr, siz hàm tåz îràdà bu izlànishlàrgà o‘zingiz-ning munîsib hissàngizni qo‘shàsiz, dågàn umiddàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. «Elåmåntàr» so‘zi qanday mà’nîni ànglàtàdi? 2. Elåmåntàr zàrràlàrhàqiqàtàn hàm elåmåntàrmi? 3. Hîzir nåchtà zàrrà màvjudligi àniqlàngàn?4. Qaysi kun elåmåntàr zàrràlàr kàshf qilingàn kun hisîblànàdi? 5. Elåktrînqàchîn, kim tîmîndàn, qàndày holatdà kàshf qilingàn? 6. Fîtîn hàqidànimàlàrni bilàsiz? 7. Prîtîn qàchîn kàshf qilingàn và uning õàràktåris-tikàlàri qanday? 8. Pîzitrîn qàndày kàshf qilingàn và uning õàràktåristikàlàriqanday? 9. Nåytrînning õàràktåristikàlàri qanday? 10. Nåytrinî hàqidànimàlàrni bilàsiz? 11. Ìyuînlàr qàndày zàrràchàlàr? 12. π- måzînlàr-chi? 13. Ê- måzînlàr-chi? 14. Gipårînlàr-chi? 15. Råzînànslàr qàndàyzàrràlàr? 16. Àntizàrràlàr qàndày zàrràlàr? 17. Ulàr zàrràlàrdàn nimàsi


143

bilàn fàrq qilàdi? 18. Nåchtà zàrràning àntizàrràsi màvjud? 19. Zàrrà vààntizàrrà uchràshgàndà qàndày hîdisà ro‘y båràdi? 20. Ànnigilatsiya dåbqàndày jàràyongà àytilàdi? 21. Ànnigilatsiya so‘zi nimà mà’nîni ànglàtàdi?22. Elåktrîn-pîzitrîn ànnigilatsiyasidà màtåriya yo‘qîlàdimi? 23. Elåktrîn-pîzitrîn ànnigilatsiyasigà tåskàri jàràyon hàm ro‘y båràdimi? 24. Qàchînelåktrîn-pîzitrîn juftligi pàydî bo‘làdi? 25. Ìîddà và màydîn bir-birigààylànàdimi? 26. Àntiyadrîlàr màvjudmi? 27. Ànnigilatsiya nàtijàsidà qànchàenårgiya àjràlàdi? 28. Êîinîtdà àntimîddà màvjudligi qàyd etilgànmi?29. Àgàr birîr jîydà àntimîddà màvjud bo‘lsà, qanday hîl ro‘y båràr edi?

Elåmåntàr zàrràlàrning àsîsiy õîssàlàri vàulàrni klàssifikàtsiyalàsh. Êvàrklàr

Ì à z m u n i : elåmåntàr zàrràlàr tà’sirlàshuvining turlàri;kuchli tà’sirlàshuv; elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv; kuchsiz tà’sirlàshuv;gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv; «Buyuk birlàshuv» nàzàriyasi; fîtînlàr;låptînlàr; måzînlàr; bàriînlàr; kvàrklàr.

Elåmåntàr zàrràlàr tà’sirlàshuvining turlàri. Zàmînàviy tàsàv-vurlàrgà ko‘ra, tàbiàtdà to‘rt õil fundàmåntàl tà’sirlàshuv màvjud.Bulàr kuchli, elåktrîmàgnit, kuchsiz và gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv-làrdir. Bu tà’sirlàshuvlàrning har birini àmàlgà îshiruvchi zàrràlàrvà hàr birigà mîs kåluvchi o‘z màydînlàri màvjud.

Êuchli yoki yadrîviy tà’sirlàshuv. Bu ta’sirlashuv atîm yadrîsi-dàgi nuklînlàrning (prîtîn và nåytrîn) àlîqàsini tà’minlàydi vàyadrîni bir butun màhsulît sifàtidà sàqlàb turàdi. Àynàn uningshàrîfàti bilàn mîddàlàrning bàrqàrîrligi tà’minlànàdi. Êuchlità’sirlàshuv àtîm yadrîsining ràdiusigà tång ∼10−15 m màsîfàdànàmîyon bo‘là bîshlàydi. U nuklînlàr o‘rtàsidà π- måzînlàràlmàshinuvi bilàn àmàlgà îshirilàdi.

Elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv. Bundày tà’sirlàshuv bàrchà elåktrzàryadigà egà zàrràlàr îràsidà màvjud. U kuchli tà’sirdàn 137 màrtàkuchsiz. Òà’sir ràdiusi chåklànmàgàn. Elåktrîmàgnit màydîn enår-giyasini tàshuvchi zàrrà fîtîn vîsitàsidà àmàlgà îshirilàdi. Uatîmning màvjudligini tà’minlàydi. Eng batafsil o‘rgànilgàn tà’sir-làshuv hisîblànàdi.

Êuchsiz tà’sirlàshuv. Àsîsàn elåmåntàr zàrràlàrning pàrchà-lànishidà nàmîyon bo‘làdi. β- yåmirilish, µ- yåmirilish kuchsiztà’sirlàshuvgà yaõshi misîl bo‘làdi. U kuchli tà’sirdàn 1014 màrtàkuchsiz bo‘lib, îràliq bîzînlàri (z, w) vîsitàsidà àmàlgà îshirilàdi.

38-§.


144

Gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv. Bu bàrchà elåmåntàr zàrràlàrgà õîsbo‘lgàn õususiyat, ya’ni ulàr bir-birlàrini tîrtishàdi. U kuchlità’sirdàn 1039 màrtà kuchsiz. Shuning uchun hàm mikrîdunyojàràyonlàridàgi tà’siri e’tibîrgà îlinmàydi. Gràvitàtsiîn màydînîrqàli, gràvitîn dåb ataluvchi ekzîtik zàrràlàr vîsitàsidà àmàlgàîshirilàdi.

«Buyuk birlàshuv» nàzàriyasi. Yuqîridà tà’kidlàngànidek, hàrbir tà’sirlàshuvning o‘z qînunlàri màvjud. Àmmî îlimlàrningfikrichà, bu tà’sirlàshuvlàrning bàrchàsi yagînà qînungà bo‘ysu-nishi và sîddà qilib tushuntirilishi zàrur. Bîshqàchà àytgàndà,hàr to‘rtàlà tà’sirlàshuvning hàm shundày birlàshuvi ro‘y bårishikåràkki, biz yuqîridà ko‘rgàn tà’sirlàshuvlàr, bu yangi tà’sirlà-shuvning mà’lum shàroitlàrdà namîyon bo‘làdigàn õususiy hîligààylànmîg‘i lîzim. Dåmàk, yangi tîpilgàn nàzàriya màvjudnàzàriyalàrning umumlàshmasi bo‘lishi nàzàrdà tutilmîqdà.Bundàn tàshqàri, yangi nàzàriya màvjud nàzàriyalàrning hîzirgàchànîmà’lum bo‘lib kålgàn bà’zi qirràlàrini àniqlàshgà imkîn båràdi,dåb umid qilinmîqdà. Àmmî bu yo‘ldàgi ko‘plàb urinishlàrhànuzgàchà kutilgàn nàtijàni bårmàdi. Hîzirchà elåktrîmàgnit vàkuchsiz tà’sirlàshuvlàrniginà yagînà elåktr kuchisiz tà’sirlàshuvgàbirlàshtirishning ilîji tîpildi, õîlîs. Êun tàrtibidà kuchli, elåktrî-màgnit và kuchsiz tà’sirlàrni birlàshtiruvchi «Buyuk birlàshuv»nàzàriyasi turibdi. Hàr to‘rtàlà tà’sirlàshuvlàrni hàm o‘z ichigàîluvchi «supårbirlàshuv» nàzàriyasi hàm o‘rgànilmîqdà.

Õuddi shuningdåk, elåmåntàr zàrràlàrni hàm mà’lum qînu-niyatlàr àsîsidà jàdvàlgà jîylàshtirish, ya’ni klàssifikàtsiyalàshfiziklàrning àzàliy îrzusidir. Shu màqsàddà ulàrni to‘rt guruhgàbo‘lishgà kålishilgàn (5- jàdvàlgà qàràng).

Fîtînlàr. Bu guruh fàqàt bittà zàrrà – elåktrîmàgnit nurlànishkvànti fîtîndàn ibîràt.

Låptînlàr. Låptînlàr («låptîs» yunînchà – yångil mà’nîsiniànglàtàdi) elåktrîmàgnit và kuchsiz tà’sirlàrdà ishtirîk etàdi.Låptînlàrgà elåktrîn, myuîn và tay nåytrinîsi, elåktrîn, myuîn,tay-låptîn và ulàrning àntizàrràlàri kiràdi.

Ìåzînlàr. Ìàssàsi 207 elåktrîn màssàsidàn kàttà, àmmî prî-tîn màssàsidàn kichik bo‘lgàn zàrràlàr måzînlàr guruhini tàshkil qilàdi.

Bàriînlàr. Îg‘ir zàrràlàr. Ulàr prîtîndàn bîshlànàdi và nuk-lînlàr, gipårînlàrni o‘z ichigà îlàdi. Bàrchà tà’sirlàshuvlàrdà ishti-rîk etàdi.


14510 Fizika, II qism

5 - j à d v à lElåmåntàr zàrràlàr jàdvàli

Bålgisi

Zàrràlàrning nîmi Yasash vaqti, s

Fîtîn γ γ 0 0 Dîimiy

Elåktrîn nåytrinîsi νe νe0 0 Dîimiy

Ìyuîn nåytrinîsi νµνµ 0 0 Dîimiy

Òàu nåytrinî ντ ντ 0 0 Dîimiy

Elektron e− e+ 1 −1 Dîimiy

Muyon µ− µ+ 207 −1 2,2·10−6

Tau-lepton τ− τ+ 3492 −1 1,46·10−12

Pi-måzînlàr π0 π0 264,1 0 1,83·10−16

(piînlàr) π+ π− 273,1 2,6·10−8

Ka-måzînlàr Κ+ Κ− 966,4 1 1,2·10−8

(kaonlàr) Κ0 Κ 0 974,1 KS−0

8,9·10−11

KL−0

5,2·10−8

Eta-nol-måzîn η0 η0 1074 0 2,4·10−19

Proton p p 1836,1 1 Doimiy

Neytron n n 1838,6 0 (?)103

Giperon- Λ0 Λ 0 2183,1 0 2,63·10−10

lyambda

Giperon- Σ+ Σ + 2327,6 1 8·10−11

sigma Σ0 Σ 0 2333,6 0 5,8·10−20

Σ− Σ − 2343,1 −1 1,48·10−10

Giperon-ksi Ξ 0 Ξ 0 2572,8 0 2,9·10−10

Ξ− Ξ − 2572,8 −1 1,64·10−10

Omega-minus Ω − Ω + 3273 −1 8,2 · 10−11

giperon

Ant

izar

ra

Zar

ra

Ele

ktro

nm

assa

sibi

rlig

idag

im

assa

si

Ele

ktro

nza

ryad

ibi

rlig

idag

iza

ryad

i

Lep

tonl

arM

ezon

lar

Bar

ionl

ar

Gip

eron

lar

Nuk

lonl

ar


146

Shu bilàn birgà, spinining qiymàtigà qàràb zàrràlàr fårmiîn-

làrgà (spini S = 12

bo‘lgàn zàrràlàr) và bîzînlàrgà (spini S = 0 yokibutun S = 1 bo‘lgàn zàrràlàr) bo‘linàdi. Yashàsh dàvrigà qàràb,zàrràlàr bàrqàrîr và båqàrîr zàrràlàrgà àjràtilàdi.

Êvàrklàr. Ìàtåriyaning eng kichik g‘ishtchàlàri hisîblàngànelåmåntàr zàrràlàr muràkkàb tuzilishgà egà ekànligi mà’lum bo‘l-gàndàn so‘ng, màtåriyaning hàqiqàtdàn eng kichik g‘ishtchàlàriniizlàsh muàmmîsi vujudgà kåldi. Àgàr shundày zàrràlàr màvjudbo‘lsà, hîzirgàchà bizgà mà’lum bo‘lgàn và muràkkàb tuzilishgàegà bo‘lgàn bàrchà zàrràlàr ulàrdàn tàshkil tîpgàn bo‘lishi kåràk.1964- yildà àmårikàlik fizik Ì.Gåll-Ìànn và D.J.Svåyglàrmåzînlàr và bàriînlàr kvàrklàr dåb ataluvchi sîddà zàrràlàrdàntàshkil tîpgànligi to‘g‘risidàgi gipîtåzàni tàklif qildilàr. Bu gipîtåzàgàmuvîfiq, bàriînlàr uchtà: u, d, s kvàrklàrdàn, àntibàriînlàr esààntikvàrklàrdàn tàshkil tîpgàn. Bu kvàrklàr yarim spingà egà bo‘-lishlàri, zàryadlàri esà elåktrîn zàryadining 1

3 và 2

3 qismigà tång

bo‘lishi kåràk. Êåyinchàlik yanà ikkità: c «màftunkîr» (inglizchà«chàrm») và b «go‘zàl» (inglizchà «beauty») kvàrklàri àntikvàrk-làri bilàn birgà kiritildi. Zàmînàviy gipîtåzàlàrgà ko‘rà, kvàrklàrhàm låptînlàr kàbi îltità bo‘lishi kåràk. Låkin t «hàqiqiy» (ingliz-chà «truth») kvàrkining màhsulini tîpish màqsàdidà qilinàyotgànbàrchà urinishlàr hîzirchà håch qàndày nàtijà bårmàdi. Shu bilànbirgà, kvàrk và àntikvàrklàrning kîmbinàtsiyalàri màvjud måzînlàr-ning bàrchàsini vujudgà kålishini tushuntirib bårà îldi. Shu nuqtàyinàzàrdàn qaraganda, kvàrklàr håch qàndày ichki tuzilishgà egàemàs và ulàrni chin mà’nîdà elåmåntàr zàrràlàr dåb hisîblàshmumkin.

Àmmî kvàrklàr elåmåntàr zàrràlàrning tuzilishini và ulàrningõîssàlàrini qànchàlik àjîyib tushuntirib bårmàsin, ulàrni erkinzàrrà sifàtidà qàyd etish yo‘lidàgi bàrchà urinishlàr båsàmàrqîlmîqdà.

Sinîv sàvîllàri

1. Elåmåntàr zàrràlàr tà’sirlàshuvining nåchtà turi màvjud? 2. Êuchlità’sirlàshuvni tushuntiring. 3. Elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv qanday ta’sirlashuv?4. Êuchsiz tà’sirlàshuv-chi? 5. Gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv-chi? 6. «Buyukbirlàshuv» dàn màqsàd nimà? 7. «Buyuk birlàshuv»nàzàriyasi yuqîridàko‘rilgàn tà’sirlàshuvlàrni inkîr etàdimi? 8. Elåktr kuchsiz tà’sirlàshuvqàndày tà’sirlàshuv? 9. 5- jàdvàlni tàhlil qiling. 10. Fîtînlàr, låptînlàr,


147

måzînlàr, bàriînlàr, fårmiînlàr và bîzînlàr qàndày zàrràlàr? 11. Bàrqàrîrvà båqàrîr zàrràlàr-chi? 12. Gåll-Ìànn và Svåyg g‘îyalàrigà ko‘rà bàrchàzàrràlàr nimàlàrdàn tàshkil tîpgàn? 13. Êvàrklàr qàndày zàrràlàr?14. Ulàrning spinlàri và zàryadlàri nimàgà tång? 15. c kvàrk nimà mà’nîniànglàtàdi? 16. b kvàrk-chi? 17. t kvàrk nimà màqsàddà kiritilgàn?18. t kvàrkning màhsuli qàyd etilgànmi? 19. Êvàrklàrni elåmåntàr zàrràlàrdåb hisîblàsh mumkinmi? 20. Êvàrklàr erkin zàrràlàr sifàtidà qàydetilgànmi?

Êîsmik nurlàr

Ì à z m u n i : kîsmik nurlàr; birlàmchi kîsmik nurlàr; ikki-làmchi kîsmik nurlàr; yumshîq tàshkil etuvchisi; qàttiq tàshkiletuvchisi; Yerning ràdiàtsiîn bålbîg‘i.

Êîsmik nurlàr. 1912- yildà Yer sirtidàgi hàvî qàtlàmining iîn-làshuvini o‘rgàngàn àvstriyalik fizik V.F.Gåss qiziq nàtijàgà duchkåldi. Uning fikrigà ko‘rà, hàvîning iînlàshuvini àsîsàn Yerdànchiqàyotgàn ràdiîàktiv nurlàr vujudgà kåltirishi và shuning uchunhàm yuqîrigà ko‘tàrilgàn sàri hàvîning iînlàshuvi kàmàyishi kåràkedi. Àmmî tàjribà nàtijàsigà ko‘rà 5000 m bàlàndlikdàgi hàvîningiînlàshish dàràjàsi Yer sirtinikidàn 3 màrtà kàttà bo‘lib chiqdi.

Ushbu hîlni tàhlil qilgàn îlimlàr, hàvîning iînlàshuvinifàqàtginà Yerning ràdiîàktivligi emàs, bàlki kîinîtdàn và Quyosh-dàn kålàyotgàn nurlàr hàm vujudgà kåltiràdi, dågàn õulîsàgàkålishdi. Bu nurlàrgà kîsmik nurlàr dåb nîm bårildi.

Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà, kîsmik nurlàrning intånsivligiyuqîrigà ko‘tàrilgàn sàri tåz îrtàdi và o‘zining màksimàl qiymàtigàerishgach, yana kàmàyadi. Taxminan 50 km bàlàndlikdàn bîshlàbintånsivlik qàriyb o‘zgàrmày qîlàdi (63- ràsm). Êîsmik nurlàrbirlàmchi và ikkilàmchi kîsmik nurlàrgà àjràtilàdi.

Birlàmchi kîsmik nurlàr.Båvîsità kîsmîsdàn kålàdigànnurlàr birlàmchi kîsmik nurlàrdåyilàdi. Òàrkibini o‘rgànish, bir-làmchi kîsmik nurlàr yuqîrienårgiyali elåmåntàr zàrràlàrîqimidàn ibîràt ekànligini ko‘r-sàtdi. Uning to‘qsîn fîizdànko‘prîg‘ini prîtînlàr, taxminanyetti fîizini α- zàrràlàr, bir fîiz

I

20 60 100 140 h, km

63- rasm.

39-§.


148

àtrîfidàgisini îg‘irrîq àtîmlàrning (Z > 20) yadrîlàri tàshkil qilàdi.Birlàmchi kîsmik nurlàrning àsîsiy qismi gàlàktikàdàn kåluvchi,enårgiyasi 1021 eV gàchà bo‘lgàn nurlàr hisîblànib, ulàr o‘ziningshu qàdàr kàttà enårgiyasini yulduzlàràrî màgnit màydînlàr bilànto‘qnàshish nàtijàsidà îlàdi.

Shuni hàm tà’kidlàsh lîzimki, kîsmik nurlàrning intånsivligivàqt dàvîmidà o‘zgàrib turàdi. Bu Quyosh àktivligining o‘zgàrishigàbîg‘liq bo‘làdi. Quyoshdà chàqnàsh ro‘y bårgàn pàytlàrdà kîsmiknurlàrning intånsivligi o‘nlàb và hàttî yuzlàb fîizgàchà o‘zgàribkåtishi mumkin. Bu esà kîsmik nurlàrning mà’lum bir qismiQuyoshdà hîsil bo‘lishini ko‘rsàtàdi. Birlàmchi kîsmik nurlàr Yersirtidàn 50 km bàlàndliklàrgàchà yetib kålàdi và shuning uchunhàm h ≥ 50 km dà kîsmik nurlàrning intånsivligi o‘zgàrmàs bo‘làdi.

Ikkilàmchi kîsmik nurlàr. Àtmîsfåràning yuqîri qàtlàmlà-rigàchà yetib kålgàn birlàmchi kîsmik nurlàr u yerdàgi àtîmyadrîlàri bilàn to‘qnàshib ikkilàmchi kîsmik nurlàrni vujudgàkåltiràdi. Yigirmà kilîmåtrdàn pàstdà kîsmik nurlàrning àsîsiy qismiikkilàmchi nurlàrdàn ibîràt bo‘làdi. Bàlàndlik kàmàyishi bilànnurlàrning intånsivligi hàm kàmàya bîràdi, chunki zàrràlàrningàksàriyati Yer sirtigà yaqinlàshgàn sàri yutilà bîràdi. Ikkilàmchikîsmik nurlàr tàrkibiga qarab ikkità: yumshîq và qàttiq tàshkiletuvchilàrgà àjràtilàdi.

Yumshîq tàshkil etuvchilar. Qo‘rg‘îshindà kuchli yutilàdigànnurlàr ikkilàmchi kîsmik nurlàrning yumshîq tàshkil etuvchisibo‘làdi. Ulàr quyidàgichà vujudgà kålàdi. Êîsmik nurlàr tàrkibidàgiE > 2mec

2 enårgiyali γ- kvàntlàr àtîm yadrîsining màydînidàtîrmîzlànàdi và elåktrîn-pîzitrînjuftligigà àylànàdi. Hîsil bo‘lgànelåktrîn và pîzitrînlàr hàm, o‘z nàv-bàtidà, tîrmîzlànib, γ- kvàntni vu-judgà kåltiràdi. Enårgiyasi 2måc

2 dànkàttà bo‘lgàn bu γ- kvàntlàr hàm, o‘znàvbàtidà, yangi elåktrîn-pîzitrînjuftligigà àylànàdi. Bu jàràyon vujudgàkålàdigàn γ- kvàntning enårgiyasi2måc

2 dàn kichik bo‘lgunichà dàvîmetàdi. Ungà elåktrîn-pîzitrîn-fîtînjàlàsi dåyilàdi (64- ràsm). Gàrchijàlàni vujudgà kåltiràdigàn birlàmchi

γ

γ γ

γ γ γ γ

e − e +

e − e + e − e +

64- rasm.


149

zàrràlàr kàttà enårgiyagà egà bo‘lsà-dà, jàlà zàrràlàri «yumshîq»bo‘lib, unchà qàlin bo‘lmàgàn mîddàdàn hàm o‘tîlmàydi. Shundàyqilib, ikkilàmchi kîsmik nurlàrning yumshîq tàshkil etuvchilàrielåktrîn, pîzitrîn và γ- kvàntlàrdàn ibîràt bo‘làdi.

Qàttiq tàshkil etuvchilar. Ular qo‘rg‘îshingà kàttà singish qîbi-liyatigà egà. 1938- yildà Ê.Àndårsîn và S.Niddårmåyår qàttiqtàshkil etuvchilarning màssàlàri 207må và yashàsh dàvrlàri 2,2 · 10−6 sbo‘lgàn, musbàt và mànfiy zàryadlàngàn zàrràlàr îqimidàn ibîràtekànligini àniqlàshdi. Bu zàrràlàrga myuînlàr (µ+, µ−) dåb nîmberishdi. 1947- yildà S.Pàuell birlàmchi kîsmik nurlàrning àtîm

yadrîlàri bilàn to‘qnàshuvlàri nàtijàsidà 273må màssàli, îldinnîmà’lum bo‘lgàn zàryadlàngàn zàrràlàr pàydî bo‘lishini àniqlàdi.Bu zàrràlàr π- måzînlàr (π+, π−) yoki piînlàr dåb nîmlàndi.Ulàrning erkin holatdàgi yashàsh dàvrlàri 2,55 · 10−8 s. 1950- yildàmàssàsi 264,2må gà tång và yashàsh dàvri 1,8 · 10−16 s dàn kichikbo‘lgàn nåytràl π- måzîn kàshf qilindi. Piînlàr nuklînlàr bilànjàdàl tà’sirlàshàdigàn zàrràlàr hisîblànàdi.

Umumàn îlgàndà, bu zàrràlàrning màvjudligini yadrî kuch-làrining tàbiàtini tushuntirgàn Õ.Yukàvà bàshîràt qilgàn edi.Yuqîridà àytilgànidåk, ulàr judà kichik yashàsh dàvrigà egà bo‘lib,quyidàgi sõåmà bo‘yichà pàrchàlànàdi:

π+ → µ+ + ν, π− → µ− + νvà kîsmik nurlàrning qàttiq tàshkil etuvchilarining zàrràlàrini hosilqiladi. Piînlàrdàn fàrqli ràvishdà, myuînlàr yadrî tà’sirlàshuvlàridàishtirîk etmàydi và o‘z enårgiyasini iînlàshtirishgà sàrflàydi.

Yerning ràdiàtsiîn bålbîg‘i. Zàryadlàngàn zàrràlàrning Yeràtrîfidàgi taqsimîti hàqidàgi dàstlàbki mà’lumîtlàr Yerning sun’iyyo‘ldîshlàri yordàmidà îlingàn. Yer àtrîfidàgi fàzîdà Yerningmàgnit màydîni tà’siridà vujudgà kålgàn shundày bålbîg‘ màvjudki,undàgi zàryadlàngàn zàrràlàrning zichligi sàyyoràlàràrî bo‘shliqdàgibirlàmchi kîsmik nurlàr zàrràlàrining zichligidàn yuz milliînlàbmàrtà kàttàdir. Zarrachalardan iborat bunday belbog‘ ràdiàtsiînbålbîg‘ dåyilàdi.

Ràdiàtsiîn bålbîg‘ning ekvàtîr tåkisligidàn G‘àrbiy yarimshàrdàgi bàlàndligi Yer sirtidàn 600 km bo‘lsà, shàrqiy yarimshàrdàgi bàlàndligi 1600 km àtrîfidà bo‘làdi. Bålbîg‘ning tàshqichågàràsining bàlàndligi Yerning 8–10 ràdiusigà tång. Yer rà-diàtsiîn bålbîg‘ining nîsimmåtrik jîylàshuvi, zàryadlàngàn zàrrà-


150

làr hàràkàtining Yer màgnit màydînining jîylàshuvigà bîg‘liqligi-dadir. Ràdiàtsiîn bålbîg‘ và kîsmik nurlàrni o‘rgànish, bir tîmîn-dàn, kîinîtdà bo‘làdigàn jàràyonlàr hàqidà mà’lumît mànbàyibo‘lib õizmàt qilsà, ikkinchi tîmîndàn, ulàrning jînli îrgànizm-làrgà tà’sirini bilish muhim àhàmiyatgà egàdir.

Sinîv sàvîllàri

1. Êîsmik nurlàrni kim kàshf etgàn? 2. V.Gåss nimàni o‘rgàngàn?3. Nimàgà àsîslànib kîsmik nurlàrning màvjudligi hàqidà fikr yuritgànlàr?4. Nimà uchun bu nurlàrgà kîsmik nurlàr dåb nîm bårishgàn? 5. Êîsmiknurlàrining intånsivligi bàlàndlikkà qàràb qàndày o‘zgàràdi? 6. 63- ràsmnitàhlil qiling. 7. Qàndày nurlàrgà birlàmchi kîsmik nurlàr dåyilàdi?8. Birlàmchi kîsmik nurlàr nimàlàrdàn tàshkil tîpgàn? 9. Birlàmchi kîsmiknurlàr qàyårlàrdàn kålàdi? 10. Ulàr bu qàdàr kàttà enårgiyani qàyårdànîlàdi? 11. Quyoshdàn kåluvchi kîsmik nurlàrning enårgiyasi qanday?12. Birlàmchi kîsmik nurlàr qàyårgàchà yetib kålàdi? 13. Ikkàlàmchi kîsmiknurlàr qàndày vujudgà kålàdi? 14. Bàlàndlik kàmàyishi bilàn nurlàrintånsivligining kàmàyishigà sàbàb nimà? 15. Ikkàlàmchi kîsmik nurlàrqàndày tàshkil etuvchilàrdàn ibîràt? 16. Yumshîq tàshkil etuvchi nurqàndày hosil bo‘ladi? 17. Qàndày enårgiyali γ- kvànt elåktrîn-pîzitrînjuftligini vujudgà kåltirishi mumkin? 18. Elåktrîn-pîzitrîn-fîtîn jàlàsiqàndày vujudgà kålàdi? 19. Ikkilàmchi kîsmik nurlàrning yumshîq tàshkiletuvchisi nimàlàrdàn tàshkil tîpgàn? 20. Ulàr qo‘rg‘îshindà yutilàdimi?21. 64- ràsmdàgi mànzàràni tàhlil qiling. 22. Ikkilàmchi kîsmik nurlàrningqàttiq tàshkil etuvchisi nimàlàrdàn ibîràt? 23. Ìyuînlàr qàndày zàrràlàr?24. π- måzînlàr-chi? 25. π- måzînlàrni kim kàshf etgàn? 26. Zàryadlàngànvà elåktrnåytràl π- måzînlàrning màssàlàri tångmi? 27. Piînlàr yadrîbilàn tà’sirlàshàdimi? 28. Piînlàrning màvjudligini kim bàshîràt qilgàn?29. Piînlàrning pàrchàlànish sõåmàlàri qanday? 30. Zàryadlàngàn zàrràlàrningYer àtrîfidàgi tàqsimîti hàqidàgi dàstlàbki mà’lumîtlàr qàyårdàn îlingàn?31. Yerning ràdiàtsiîn bålbîg‘i nima? 32. Ràdiàtsiîn bålbîg‘ning bàlànd-ligi và qàlinligi qàndày? 33. Yer ràdiàtsiîn bålbîg‘ining nîsimmåtrikjîylàshgànligigà sàbàb nimà? 34. Ràdiàtsiîn bålbîg‘ni o‘rgànishning qandayàhàmiyati bîr?

Elåmåntàr zàrràlàrni kuzàtish vàqàyd qilish usullàri

Ì à z m u n i : zàrràlàrni qàyd qiluvchi àsbîblàrning turlàri;sintillatsiîn hisîblàgich; gàz ràzryadli sànàgich; Vilsîn kàmåràsi;fîtîemulsiya usuli.

40-§.


151

Zàrràlàrni qàyd qiluvchi àsbîblàrning turlàri. Ràdiîàktivmîddàlàrning nurlànishini o‘rgànishdàn àsîsiy màqsàd – ràdiî-àktiv yemirilishdà chiqàrilàdigàn zàrràlàrning tàbiàtini, enårgiyasinivà nurlànish intånsivligini (ràdiîàktiv mîddà bir såkunddà chiqà-ràdigàn zàrràlàr sînini) àniqlàshdàn ibîràt. Ulàrni qàyd qilishningeng kång tàrqàlgàn usullàri zàrràlàrning iînlàshishigà và fîtîkimyo-viy tà’sirlàrgà àsîslàngàndir. Bu vàzifàni bàjàruvchi àsbîblàr hàmikki turgà bo‘linàdi:

1. Zàrràlàrni fàzîning birîr qismidàn o‘tgànligini qàyd qiluvchivà bà’zi hîllàrdà ulàrning bà’zi õàràktåristikàlàri, màsàlàn, enår-giyasini àniqlàshgà imkîn båruvchi àsbîblàr. Bundày àsbîblàrgàsintillatsiîn (chàqnîvchi) hisîblàgich, Chårånkîv hisîblàgichi,gàz ràzryadli hisîblàgich, yarimo‘tkàzgichli hisîblàgich và impulsliiînlàshtiruvchi kàmårà misîl bo‘là îlàdi.

2. Zàrràning mîddàdàgi izini kuzàtishgà, màsàlàn, suràtgàtushirishgà imkîn båruvchi àsbîblàr. Bundày àsbîblàrgà Vilsînkàmåràsi, diffuziyali kàmårà, pufàkli kàmårà, fîtîemulsiya usulimisîl bo‘là îlàdi. Biz quyidà ulàrning bà’zilàri bilàn tànishib o‘tàmiz.

Sintillatsiîn hisîblàgich. Ish prinsipi tåz zàrràlàrning fluîrås-siyalànuvchi ekràngà tushishidà ro‘y båràdigàn chàqnàsh – sintill-atsiyaning kuzàtilishigà àsîslàngàn. Hîsil bo‘lgàn kuchsiz yorug‘likchàqnàshi elåktr impulslàrigà àylàntirilàdi và kuchàytirilib, màõ-sus àppàràtlàr yordàmidà qàyd qilinàdi. α- zàrrà birinchi màrtà àynànshundày hisîblàgich yordàmidà (1903- yil) qàyd qilingàn edi.

Gàz ràzryadli hisoblagich. Bunday hisoblagich, îdàtdà, gàzto‘ldirilgàn måtàll silindr (kàtîd) và uning o‘qi bo‘ylàb tîrtilgàningichkà sim (ànîd)dàn ibîràt bo‘làdi. Qàyd etilàdigàn zàrrà elåk-trîdlàr îràsidàn o‘tgàndà gàzni iînlàshtiràdi. Bu iînlàr esà gàz,dåvîr àtîmlàri và mîlåkulàlàr bilàn to‘qnàshib, ulàrni ikkilàmchiiînlàshtiràdi. Umumàn îlgàndà, ikki õil gàz ràzryadli hisoblagichmàvjud. Birinchisi, prîpîrsiînàl hisîblàgich dåyilib, undà gàzràzryadi nîmustàqil bo‘làdi. Gåygår–Ìyullår hisîblàgichi dåbataluvchi ikkinchi xil hisoblagichda esà gàz ràzryadi mustàqil bo‘làdi.Gåygår–Ìyullår hisîblàgichlàrining àjràtà îlish vàqti 10−3–10−7 sni tàshkil qilàdi, ya’ni shundày vàqt îràlig‘idà tushgàn zàrràlàrqàyd qilinàdi. Gàz ràzryadli hisîblàgichlàrning zàryadlàngànzàrràlàrni qàyd etish unumdîrligi 100 % bo‘lsà, γ- kvàntlàr uchun5% ni tàshkil qilàdi.


152

Vilsîn kàmåràsi. Êàmårà 1911- yildà ingliz fizigi Ch.Vilsîntîmînidàn yaràtilgàn. U tåz uchib kålàyotgàn zàrràlàrning bug‘si-mîn holatdàgi mîddàdàn o‘tgànidà, shu mîddà mîlåkulàlàriniiînlàshtirishigà àsîslàngàn.

Vilsîn kàmåràsining sõåmàsi 65- ràsmdà tàsvirlàngàn. Êàmårà-ning ishchi hàjmi (1) suvning yoki spirtning to‘yingàn bug‘ibo‘lgàn hàvî yoki gàz bilàn to‘ldirilgàn. Pîrshån (2 ) pàstgà qàràbtåz hàràkàtlàngàndà 1 hàjmdàgi gàz àdiàbàtik ràvishdà kångàyadivà sîviydi. Nàtijàdà gàz o‘tà to‘yingàn holatgà kålàdi. Êàmåràdànuchib o‘tgàn zàrrà o‘z yo‘lidà iînlàrni vujudgà kåltiràdi và hàjmkångàygàndà kîndånsàtsiyalàngàn bug‘làrdàn tîmchilàr hîsilbo‘làdi. Shundày qilib, zàrrà îrqàsidà ingichkà tumàn yo‘l ko‘rini-shidàgi iz qîlàdi. Bu izni kuzàtish yoki ràsmgà tushirish mumkin.

Àlfà-zàrrà gàzni kuchli iînlàshtiràdi và shuning uchun Vilsînkàmåràsidà qàlin iz qîldiràdi (66- ràsm). Båtà-zàrrà – judà ingichkàiz qîldiràdi. Gàmmà-nurlànish esà Vilsîn kàmåràsidàgi gàz mîlå-kulàlàridàn urib chiqàrgàn fîtîelåktrînlàri yordàmidàginà qàydetilishi mumkin.

1927- yildà Vilsîn kàmåràsini kuchli màgnit màydîndà jîy-làshtirgàn rus fizigi D.Skîbålsån uning imkîniyatlàrini ànchàkuchàytirdi. Endi zàrràlàrning màgnit màydîndàgi îg‘ishlàrigàqàràb, ulàrning zàryadi, enårgiyasi và bà’zi bîshqà õàràktåristikàlàrihàqidà õulîsà chiqàrishgà imkîniyat tug‘ilàdi.

Fîtîemulsiya usuli. 1927- yildà rus fizigi L.Ìisîvskiy zàryad-làngàn zàrràlàr izini qàyd qilishning îddiy usulini tàklif qildi.Zàryadlàngàn zàrràlàr fîtîemulsiya îrqàli o‘tgàndà, undà tàsvirhîsil qiluvchi iînizàtsiyani vujudgà kåltiràdi. Suràt îchilgàndànkåyin zàryadlàngàn zàrràlàrning izlàri ko‘rinib qîlàdi. Emulsiyajudà qàlin bo‘lgànligi uchun hàm zàrràning undà qîldirgàn izi

1

2

65- rasm. 66- rasm.


153

judà hàm qisqà bo‘làdi. Shuning uchun, fîtîemulsiya usuli judàkàttà enårgiyali tåzlàtkichlàrdàn chiqàyotgàn zàrràlàr và kîsmiknurlàr vujudgà kåltiràdigàn råàksiyalàrni o‘rgànish màqsàdidàishlàtilàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Ràdiîàktiv mîddàlàrning nurlànishini o‘rgànishdàn màqsàd nimà?2. Zàrràlàrni qàyd qilishning àsîsiy usullàri ulàrning qàndày tà’sirlàrigààsîslàngàn? 3. Bu àsbîblàr nåchtà turgà bo‘linàdi? 4. Bu àsbîblàrni sànàbo‘ting. 5. Sintillatsiîn hisîblàgichning ish prinsipi nimadan iborat?6. α-zàrrà birinchi bo‘lib qàndày àsbîbdà qàyd qilingàn? 7. Gàz ràzryadlihisoblagichning ish prinsipi qanday? 8. Gåygår–Ìyullår hisoblagichiningish prinsipi và unumdîrligi qanday? 9. Vilsîn kàmåràsi qàchîn kàshfqilingàn? 10. Vilsîn kàmåràsining ish prinsipi qanday? 11. Vilsîn kà-måràsidà zàrràning izi qàndày hîsil bo‘làdi? 12. Vilsîn kàmåràsidà α, β,γ- zàrràlàrning izlàri qanday bo‘ladi? 66- ràsmdàgi mànzàràni tàhlil qiling.13. D.Skîbålsån Vilsîn kàmåràsining imkîniyatlàrini qàndày qilib kuchày-tirgàn? 14. Fîtîemulsiya usuli nimadan iborat? 15. Fîtîemulsiya usulidànqàyårdà fîydàlànilàdi?

Ìàsàlà yechish nàmunàlàri

1 - m à s à l à . Vîdîrîd àtîmidàgi elåktrînning uchinchistàtsiînàr îrbitàdàn ikkinchisigà o‘tishidà chiqàrilàdigàn fîtînningenårgiyasi àniqlànsin.

Bårilgàn:Z = 1; n = 3; m = 2._________

Ef = ?

Yechish. Bîrning ikkinchi pîs-tulàtigà muvîfiq, vîdîrîd atîmidàgielåktrînning n- stàtsiînàr îrbitàdàn m-îrbitàgà o‘tishidà chiqàrilàdigàn fîtînenårgiyasi quyidàgichà àniqlànàdi:

Ef = En − Em. (1)

Bu yerdà En và Em, mîs ràvishdà, elåktrînning n- và m-stàtsiînar îrbitàdàgi enårgiyalàri:

ε= − ⋅

4

2 2 20

18

en

m e

h nE , (2)

ε= − ⋅

4

2 2 20

18

em

m e

h mE . (3)


154

(2) và (3) làrni (1) gà qo‘yib, quyidagi ifodani olamiz:

ε = ⋅ −

4

2 2 2 20

f1 1

8em e

h m nE .

me = 9,11 · 10−31 kg, e = 1,6 · 10−19 C, h = 6,63 · 10−34 J ⋅ s;ε0 = 8,86 · 10−12 F/m ekànligini và bårilgànlàrni hisîbgà îlib, Ef nitîpàmiz:

E f J J eV= ⋅ −

= ⋅ =⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

− −

− −−9,11 10 1 6 10

8 6,63 10 8,85 1012

13

31 19 4

34 2 12 2 2 2180 3 10 189( , )

( ) ( ), , .

J à v î b : Ef = 1,89 eV.

2- m à s à l à . Hàràkàtdàgi màssàsi tinchlikdàgi màssàsidàn ikkimàrtà kàttà bo‘lgàn elåktrînning då Brîyl to‘lqin uzunligi àniq-lànsin.

Bårilgàn:m = 2m0._________

λ = ?

Ìàsàlàning shàrtigà ko‘rà, m = 2m0. Dåmàk,

λ =⋅

hm2 0 v . (2)

Elåktrînning tåzligi v ni uning rålativistik màssàsi ifîdàsidànàniqlàymiz:

m m m

c

= =−

2 00

2

21 v

yoki

2 1 12

2− =v

c.

Bundàn v ni tîpamiz:

v = ⋅32

c . (3)

(3) ifîdàni (2) gà qo‘ysak, λ uchun ifodaga ega bo‘lamiz:

λ =⋅ ⋅hm c3 0

. (4)

Yechish. Elåktrînning då Brîyl to‘lqinuzunligini quyidàgi ifîdà yordàmidà àniq-làymiz:

λ = hmv

. (1)


155

h = 6,63 · 10−34 J ⋅ s, m0 = 9,11 · 10−31 kg; c = 3 · 108 m/s ekàn-ligini e’tiborga olib, hisoblaymiz:

λ = =⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

−

−

6,63 10

3 9,11 10 3 10

34

31 81 4m , pm.

J à v î b : λ = 1,4 pm.


1. Vîdîrîd àtîmi nurlànish spåktrining Bàlmår såriyasidàgi fî-tînining màksimàl enårgiyasi àniqlànsin. (Emax = 3,4 eV.)

2. Bîr nàzàriyasigà muvîfiq, vîdîrîd àtîmi ikkinchi stàtsiînàrîrbitàsining ràdiusi r2 và undàgi elåktrînning tåzligi v2

àniqlànsin. (r2 = 212 pm; v2 = 1,1 Mm/s.)3. Bîr nàzàriyasigà muvîfiq, ikkinchi stàtsiînàr îrbitàdà bo‘lgàn

elåktrînning àylànish dàvri Ò àniqlànsin. (Ò = 1,2 ·10−15 s.)4. Prîtînning kinåtik enårgiyasi tinchlikdàgi enårgiyasidàn ikki

màrtà kichik. Uning då Brîyl to‘lqin uzunligi tîpilsin.(λ = 1,19 fm.)

5. Elåktrînning kinåtik enårgiyasi o‘zining tinchlikdàgi enårgiya-sigà tång. Bundà elåktrîn kîîrdinàtàsining eng kichik nîà-niqligi nimàgà tång bo‘làdi? (∆x = 0,27 pm.)

6. 714 N yadrîsining màssà dåfåkti và bîg‘lànish enårgiyasi àniq-lànsin. (∆m = 0,186 ·10−27 kg; Ebog‘ = 104,3 MeV.)

7. Prîtînlàr và nåytrînlàr 5 g gåliy hîsil qilishidà qàndày enårgiyaàjràlàdi? (E = 3,42 ·1012 J.)

8. 1224 Mg àtîm yadrîsining màssà dåfåkti, bîg‘lànish enårgiyasi vàsîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi àniqlànsin. (∆m = 0,21 à.m.b;Ebog‘ = 192 ÌeV; Esol = 2,6 ÌeV.)

9. Ràdiyning yarimyemirilish dàvri 1600 yilgà tång. Ràdiy yadrî-sining o‘rtàchà yashàsh dàvri nimàgà tång? (τ = 2240 yil.)

10. 511B bîr yadrîsini prîtînlàr bilàn bîmbàrdimîn qilgàndà båril-liy 4

8Be yadrîsi hîsil bo‘ldi. Bu råàksiyadà yanà qàndày yadrî

hîsil bo‘làdi? ( 24 He .)

11.Kalsiy va sirkoniyning davriy jadvaldagi tartib nomerlari, mos ra-vishda, 20 va 40 ga teng. 1 mol sirkoniydagi barcha yadrolar zaryadi2 mol kalsiydagi barcha yadrolar zaryadidan necha marta katta? (1.)


156

12.Agar kadmiy izotopining massa defekti 0,008 m.a.b. bo‘lsa,bu yadroning bog‘lanish energiyasini MeV larda hisoblang.(7,47 MeV.)

13.Pluton yadrosining α- zarra bilan o‘zaro ta’sirlashishi tufaylikyuriy 242Cu yadrosi va neytron hosil bo‘ldi. Pluton yadrosiningmassa sonini toping. (239.)

14.Biror atomni ionlashtirish uchun 0,825 eV energiya zarurbo‘lsa, bu ionlashtirishni yuzaga keltiruvchi elektromagnit nur-lanishning minimal chastotasini THz larda hisoblang. (200 THz.)

Test savollari

1. Atom massasining 95 % ni egallagan, o‘lchami 10–14 m bo‘lganmusbat zarracha nima?A.

Zarracha. B. Proton. C. Elektron. D. Yadro. E. Neytron.

2. Elektron nega yadroga qulab tushmaydi?A.Atomda elektron va proton orasidagi Kulon kuchlari yo‘l qo‘ymaydi.B. Atomda statsionar holatlar mavjud bo‘lib, bu holatlarda

elektronlarning statsionar orbitalari mos keladi.C. Atomdagi elektromagnit kuchlar yo‘l qo‘ymaydi.D.Elektronlar faqat shu statsionar orbitalarda bo‘lib, hattoki

tezlanish bilan harakatlanganlarida ham nurlanishchiqarmaydilar.

E. Òo‘g‘ri javob C va D.3. Yadroni Kulon kuchi ta’sirida parchalanib ketishidan saqlab

turadigan kuchlar qanday kuchlar deyiladi?A. Òortishish. B. Zaif. C. Yadro.D. Gravitatsion. E. Òo‘gri javob A va C.

4. Uran U23892

yadrosi tarkibini aniqlang.

A. 92 ta proton, 238 ta neytron. B. 92 ta neytron, 146 ta proton.C. 92 ta proton, 146 ta neytron. D. 238 ta proton, 92 ta neytron.E. 146 ta neytron, 238 ta proton.


Atomning Òomson modeli – massasi tekis taqsimlangan 10–10 mkattalikdagi musbat zaryadlangan shardan iborat bo‘lib, uningichida o‘z muvozanat vaziyati atrofida tebranma harakat qiluvchimanfiy zaryadlar mavjud. Musbat va manfiy zaryadlarning yig‘indisio‘zaro teng.


157

Atomning planetar modeli – elektronlar yadro atrofida orbitalar,atomning elektron qobig‘i bo‘ylab harakatlanadi va ularning zaryadiyadrodagi musbat zaryadga teng.

Balmerning umumlashgan formulasi: ν = − 2 2

1 1

m nR .

m = 1, n = 2, 3, 4, ... da Layman seriyasi;m = 2, n = 3, 5, ... da Balmer seriyasi;m = 3, n = 4, 5, 6, ... da Pashen seriyasi.Bor postulatlari. Statsionar (turg‘un) holatlar haqidagi postu-

lat: atomda statsionar holatlar mavjud bo‘lib, bu holatlarga elektron-larning statsionar orbitalari mos keladi.

Chastotalar haqidagi postulat: elektron bir statsionar orbitadanikkinchisiga o‘tgandagina energiyasi shu statsionar holatlardagi ener-giyalarning farqiga teng bo‘lgan bitta foton chiqaradi (yoki yutadi):

hν = En − E

m.

rB = 0,528 · 10–10m – Bor radiusi deyiladi va atom fizikasida

uzunlik birligi sifatida foydalaniladi.

Atomdagi energetik sathlar: ε

⋅= −4

3 2 20

1

8e

nm e

h nE .

Ridberg doimiysi: ε

=4

3 208

em e

hR .

Lui de Broyl gipotezasi. Nafaqat foton, balki elektron va boshqazarralar ham korpuskular xossalar bilan bir qatorda, to‘lqin xossa-lariga ham egadir.

Kvant mexanikasida moddalarning ikki xil xususiyati: kattalik-larning kvantlanishi va zarralarning to‘lqin xususiyatlari mujassam-lashgan.

Plank doimiysi h energiya, impuls va boshqa kvant xarakte-ristikalarining o‘zgarish kattaligini, ya’ni diskretlik darajasiniko‘rsatuvchi kattalik bo‘lib, unga ta’sir kvanti deyiladi.

Noaniqlik munosabatlari:

∆x ⋅ ∆px ≥ h, ∆y ⋅ ∆p

y ≥ h, ∆z ⋅ ∆p

z ≥ h.

Agar ∆x ⋅ ∆p ko‘paytmaning kattaligi Plank doimiysi bilansolishtiriladigan son bo‘lsa, zarraning holati kvant mexanikasiqonunlari yordamida o‘rganiladi. Agar ∆x ⋅ ∆p ko‘paytma Plankdoimiysidan juda katta bo‘lsa, zarraning holati klassik fizika qonunlariyordamida o‘rganiladi.


158

Kvant sonlari. Elektron bulutning shakli, kattaligi va fazodagio‘rni kvant sonlari bilan aniqlanadi.

Bosh kvant soni n elektronning atomdagi energetik sathlarinianiqlaydi. Istalgan butun qiymatlarni qabul qilishi mumkin:n = 1, 2, 3, ...

Orbital kvant soni l elektron impuls momentining qiymatlarinianiqlaydi va elektron bulutining shaklini xarakterlaydi. U l = 0, 1,2, ..., (n − 1) gacha qiymatlarini qabul qilishi mumkin.

Magnit kvant soni m elektron impuls momentining berilganyo‘nalishdagi proyeksiyasini aniqlaydi va elektron bulutning fazodagio‘rnini xarakterlaydi. m = 0, ±1, ±2, ..., ±l qiymatlarni qabulqilishi mumkin.

Elektronning s- spin kvant soni ham mavjud.Pauli prinsipi. Bitta atomda to‘rtta kvant soni (n, l, m, s) bir

xil bo‘lgan ikkita elektron bo‘lishi mumkin emas.Bosh kvant soni n bo‘lgan holatda 2n2 ta elektron bo‘lishi

mumkin.Lazer deganda, juda aniq yo‘naltirilgan kogerent yorug‘lik

nurining manbayi tushuniladi.Atom yadrosining tuzilishi. Atom yadrosi proton va neytrondan

tashkil topgan.Proton (p) – vodorod atomining yadrosi. Òinchlikdagi massasi:

mp = 1,6726 ⋅ 10–27 kg ≈ 1836m

e.

Neytron (n). Elektrneytral zarra. Òinchlikdagi massasi:m

n= 1,6749 ⋅ 10–27 kg ≈ 1839m

e.

Yadroning bog‘lanish energiyasi. Yadroni alohida nuklonlargaajratish uchun zarur bo‘ladigan energiya yadroning bog‘lanishenergiyasi deyiladi:

Ebog‘ = ∆mc2 = [Z ⋅ mp + (A − Z)mn − mya] ⋅ c2.

Yadroni Kulon kuchi ta’sirida parchalanib ketishdan saqlabturadigan tortishish kuchlari yadro kuchlari deyiladi.

Òabiiy radioaktivlik deb, nostabil izotoplar atomi yadrolariningturli zarralar chiqarish va energiya ajratish bilan stabil izotoplargaaylanishiga aytiladi.

Radioaktiv yemirilish qonuni: N = N0 e−λt.

Yadro reaksiyalari. Yadro reaksiyalari atom yadrolariningo‘zaro bir-biri bilan yoki yadro zarralari bilan ta’sirlashishlarinatijasida boshqa yadrolarga aylanishidir.


159

I V B O B

32- § dà qàyd etilgànidåk, yadrîning bîg‘lànish enårgiyasiàtîmning bîg‘lànish enårgiyasidàn milliînlàb màrtà kàttà. Shuninguchun hàm yengil yadrîlàrning sintåzidà và îg‘ir yadrîlàrningpàrchàlànishidà ulkàn miqdîrdàgi enårgiya àjràlib chiqàdi. Insîniyatbu enårgiyadàn fîydàlànish yo‘llàrini izlàshi tàbiiy hîl. Õo‘sh,yadrî enårgåtikàsi sîhàsidà erishilgàn muvaffàqiyatlàr nimàlàrdànibîràt và kålgusidà qàndày niyatlàrgà erishish îrzusidà yashàmîq-dàmiz? Siz ushbu bîbdà bu sîhàdà qilingàn ishlàr và màvjudmuàmmîlàr bilàn bàtàfsil tànishàsiz.

Îg‘ir yadrîlàrning bo‘linishi.Uzluksiz zànjir råàksiyasi

Ì à z m u n i : og‘ir yadrîlàrning bo‘linishi; uràn yadrîsiningbo‘linishi; uràn yadrîsining bo‘linishidà àjràlàdigàn enårgiya;uzluksiz zànjir råàksiyasi; nåytrînning ko‘pàyish kîeffitsiyånti.

Îg‘ir yadrîning bo‘linishi. Îg‘ir yadrîlàrning bo‘linish imkî-niyatini, 61- ràsmdà kåltirilgàn sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi-ning màssà sînigà bîg‘liqlik gràfigi àsîsidà tushuntirish mumkin.Bu grafikdàn ko‘rinib turibdiki, îg‘ir yadrîlàrning sîlishtirmàbîg‘lànish enårgiyasi Ìåndålåyåv jàdvàlining o‘rtà qismidàgi elå-måntlàrning sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasidàn 1 ÌeV gà kichik.Dåmàk, îg‘ir yadrîlàr o‘rtà yadrîlàrgà àylànsà, undà hàr birnuklîn uchun 1 ÌeV dàn enårgiya àjràlib chiqàr ekàn.

Àgàr 200 tà nuklînli yadrî bo‘linsà, undà ≈ 200 ÌeV àtrîfidàenårgiya àjràlib chiqàdi và uning àsîsiy qismi (≈ 165 ÌeV) yadrîpàrchàlàrining kinåtik enårgiyasigà àylànàdi.

Uràn yadrîsining bo‘linishi. 1938–1939- yillàrdà nåmis fiziklàriÎ.Gàn và F.St r àssmànlàr nåytrîn bilàn bîmbàrdimîn qilin-gàn uràn yadrîsi ikkità (bà’zidà uchtà) bo‘làkkà bo‘linishi vàbundà kàttà miqdîrdà enårgiya àjràlishini àniqlàdilàr. Bu bo‘linishdàdàvriy siståmàning o‘rtà elåmåntlàri hisîblànmish bàriy, làntànvà bîshqàlàr hîsil bo‘làdi.

YADRO ENERGETIKASI

41-§.


160

Òàjribà nàtijàlàri quyidàgichà tàhlil qilindi. Nåytrînni yutgànuràn yadrîsi g‘àlàyonlàngàn holatgà o‘tàdi và ikkità bo‘làkkàpàrchàlànib kåtàdi. Bungà sàbàb – prîtînlàr îràsidàgi kulîn itàri-shish kuchining yadrî tîrtishish kuchlàridàn kàttà bo‘lib qîlishidir.Yadrî pàrchàlàri musbàt zàryadlàngàn bo‘lgànligi uchun hàm bir-birlàrini kulîn kuchi tà’siridà itàràdi và kàttà tåzlik bilàn îtilibkåtàdi. Bir pàytning o‘zidà 2–3 tà ikkilàmchi nåytrîn àjràlib chiqàdi.Òàjribàlàrning ko‘rsàtishichà, ikkilàmchi nåytrînlàrning àsîsiyqismi uchib chiqàyotgàn, g‘àlàyonlàngàn pàrchàlàrdàn àjràlàdi.

Bo‘linish màhsulîtlàri turli-tumàn bo‘lib, qàriyb 200 õilko‘rinishgà egà bo‘lishi mumkin. Ìàssà sîni 95 dàn 139 gàchàbo‘lgàn yadrîlàrning hîsil bo‘lish ehtimîli eng kàttà bo‘làdi. Òångmàssàli bo‘linish ehtimîli ànchà kichik và kàmdàn kàm hîllàrdàginàro‘y bårishi mumkin. Bo‘linish råàksiyasining quyidàgichà holieng ko‘p ro‘y båràdi:

92235

01

92236

56142

3691

01U U Ba Kr+ → → + + +n n Q3 (enårgiya). (41.1)

Êåyingi izlànishlàrning ko‘rsàtishichà, nåytrîn tà’siridà bîshqàîg‘ir elåmåntlàrning yadrîlàri hàm pàrchàlànishi mumkin ekan.

Bulàr 92238

94239

90232U, Pu, Th và bîshqàlàr.

Uzluksiz zànjir råàksiyasi. Yuqîridà qàyd etilgànidåk, hàrbir uràn yadrîsi bo‘lingàndà yadrî bo‘làklàridàn tàshqàri 2–3 tànåytrîn hàm uchib chiqàdi. O‘z nàvbàtidà, bu nåytrînlàr hàmbîshqà uràn yadrîsigà tushishi và ulàrning hàm pàrchàlànishigàîlib kålishi mumkin. Nàtijàdà 4–9 tà nåytrîn hîsil bo‘làdi vàshunchà yadrîni pàrchàlàb, 8 tàdàn 27 tàgàchà nåytrînlàrninghîsil bo‘lishigà sàbàb bo‘làdi. Shundày qilib, o‘z-o‘zining pàrchà-lànishini kuchàytiruvchi jàràyon vujudgà kålàdi (67- ràsm). Bujàràyon uzluksiz zànjir råàksiyasi dåyilàdi.

n

n

n

n

U-235

67- rasm.


161

Zànjir råàksiyasi ekzîtårmik råàksiyadir, ya’ni råàksiya kàttàmiqdîrdàgi enårgiya àjràlishi bilàn ro‘y båràdi. Biz yuqîridà bittàuràn yadrîsi bo‘lingàndà 200 ÌeV enårgiya àjràlishi hàqidà yozgànedik. Endi 1 kg uràn pàrchàlàngàndà qànchà enårgiya àjràlishinihisîblàylik (1 kg uràndà 2,5 · 1024 tà yadrî màvjud):

E ≈ 200 ÌeV · 2,5 · 1024 = 5 · 1026 ÌeV = 8 · 1013 J. (41.2)

Bundày enårgiya 1800 t bånzin yoki 2500 t tîshko‘mir yon-gàndà àjràlishi mumkin. Àynàn shu qàdàr kàttà enårgiyaning àjrà-lishi îlimlàrni zànjir råàksiyasidàn àmàldà (hàm tinchlik, hàmhàrbiy màqsàdlàrdà) fîydàlànish yo‘llàrini izlàshgà undàdi. Zànjirråàksiyasini àmàlgà îshirish unchàlik hàm îsîn emàs. Bungà sàbàb –

tàbiàtdà màvjud urànning ikkità izîtîp: 99,3% – 92238U và 0,7% –

92235U dàn ibîràtligidir. Zànjir råàksiyasi fàqàt uràn-235 bilànginàro‘y båràdi.

Shuning uchun uràn rudàsidàn îldin zànjir råàksiyasi ro‘ybåràdigàn uràn-235 izîtîpini àjràtib îlish, so‘ngrà råàksiya o‘tàdigànshàrîitni vujudgà kåltirish kåràk. Bugungi kundà bu muràkkàbmàsàlà muvàffàqiyatli yechilgàn.

Nåytrînlàrning ko‘pàyish kîeffitsiyånti. Zànjir råàksiyasi ro‘ybårishi uchun ikkilàmchi nåytrînlàrning kåyingi yadrî bo‘linish-làridàgi ishtirîki muhim àhàmiyatgà egà. Shuning uchun nåytrînlàr-ning ko‘pàyish kîeffitsiyånti tushunchàsi kiritilàdi:

−=

1

i

i

NN

k , (41.3)

bu yerdà Ni kattalik – i- etàpdà yadrîlàr bo‘linishini vujudgàkåltiràdigàn nåytrînlàr sîni bo‘lsà, Ni − 1 – undàn îldingi etàpdàyadrîlàr bo‘linishini vujudgà kåltiràdigàn nåytrînlàr sîni.

Êo‘pàyish kîeffitsiyånti nàfàqàt nåytrînlàr sînini, bàlkibo‘linàdigàn yadrîlàr sînini hàm ko‘rsàtàdi.

Àgàr k < 1 bo‘lsà, undà råàksiya tåzdà so‘nàdi.Àgàr k = 1 bo‘lsà, zànjir råàksiyasi kritik dåb ataluvchi dîimiy

intånsivlik bilàn dàvîm etàdi.Àgàr k > 1 bo‘lsà, zànjir råàksiyasi jàlàsifàt o‘sib bîràdi và

yadrî pîrtlàshigà îlib kålàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Îg‘ir yadrîlàr sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasining màssà sînigàbîg‘lànishini tushuntiring. 2. Nimà uchun îg‘ir yadrîlàr o‘rtà yadrîlàrgà

11 Fizika, II qism


162

àylàngàndà enårgiya àjràlib chiqàdi? 3. 200 tà nuklînli yadrî bo‘linsà,qànchà enårgiya àjràlib chiqàdi? 4. 400 tà nuklînli yadrî bo‘linsà-chi?5. Àjràlgàn enårgiyaning àsîsiy qismi nimàgà àylànàdi? 6. Î.Gàn vàF.Shtràssmànlàr nimàni àniqlàshgàn? 7. Uràn yadrîsi bo‘lingàndà nimàlàràjràlib chiqàdi? 8. Bo‘linishning eng ko‘p ro‘y båràdigàn hîlini yozibko‘rsàting. 9. Yanà qàndày elåmåntlàrning yadrîlàri nåytrîn tà’siridàpàrchàlànishi mumkin? 10. Uzluksiz zànjir råàksiyasi qàndày ro‘y båràdi?11. Uzluksiz zànjir råaksiyasi qàndày råàksiya? 12. 67- ràsmdàgi mànzàrànitushuntiring. 13. 1 kg uràn pàrchàlàngàndà qànchà enårgiya àjràlib chiqàdi?14. Bundày enårgiya qànchà bånzin yongàndà àjràlib chiqishi mumkin?15. Urànning bàrchà izîtîplàri hàm zànjir råàksiyasigà kirishàvåràdimi?16. Uràn-235 tàbiàtdàgi uràn rudàsining nåchà fîizini tàshkil qilàdi?17. Nåytrînlàrning ko‘pàyish kîeffitsiyånti qàndày àniqlànàdi? 18. k < 1 dàzànjir råàksiyasi qàndày dàvîm etàdi? 19. k = 1 bo‘lsà-chi? 20. Yadrîpîrtlàshi ro‘y bårishi uchun k qàndày qiymàtlàrni qàbul qilishi kerak?

Yadrî råàktîri. Zànjir råàksiyasini bîshqàrish

Ì à z m u n i : yadrî råàktîri; yadrî råàktîrini bîshqàrish;kritik màssà; yadrî yonilg‘isini qàytà ishlàb chiqàrish; yadrîråàktîrining turlàri; yadrî råàktîrining himîyasi; àtîm bîmbàsi;àtîm enårgåtikàsi.

Yadrî råàktîri. Insîniyat uchun zànjir råàksiyasini àmàlgàîshirish emàs, bàlki àjràlàdigàn enårgiyadàn fîydàlànish uchununi bîshqàrish muhim àhàmiyatgà egàdir. Îg‘ir yadrîlàrningbo‘linish zànjir råàksiyasini àmàlgà îshirish và bîshqàrish im-kîniyatini båràdigàn qurilmà yadrî råàktîri dåyilàdi.

Birinchi yadrî råàktîri 1942- yildà E.Fårmi ràhbàrligidàChikàgî univårsitåti qîshidà qurilgàn.

Yonilg‘i sifàtidà 5% gàchà uràn-235 bilàn bîyitilgàn tàbiiyuràndàn fîydàlànadigàn bu råàktîrning sõåmàsi 68- ràsmdà ko‘r-sàtilgàn.

Uràn-235 yadrîsidà zànjir råàksiyasini rivîjlàntirish issiqnåytrînlàr vîsitàsidàginà àmàlgà îshirilishi mumkin (enårgiyasi0,005–0,5 eV îràlig‘idà bo‘lgàn nåytrînlàr issiq nåytrînlàr dåyi-làdi). Yadrî pàrchàlànishidà hîsil bo‘làdigàn nåytrînlàrningenårgiyasi esà 2 ÌeV àtrîfidà bo‘làdi. Shuning uchun, zànjirråàksiyasi bîrishini tà’minlàsh uchun ikkilàmchi nåytrînlàrni issiqnåytrînlàrgàchà såkinlàtish kåràk. Shu màqsàddà såkinlàtgich dåbataluvchi màõsus mîddàdàn fîydàlànilàdi. Såkinlàtgich nåytrîn-làrni såkinlàtishi, låkin yutmàsligi kåràk. Såkinlàtgich màqsàdidà

42-§.


163

îg‘ir suv, îddiy suv, gràfit và bårilliylàrdàn fîydàlànish mumkin.Îg‘ir suvni îlish judà qiyin bo‘lgàni uchun, îdàtdà, råàktîrlàrdàîddiy suv yoki gràfitdàn fîydàlànilàdi.

Råàktîrning o‘z-o‘zini kuchàytiruvchi zànjir råàksiyasi ro‘ybåràdigàn fàîl zînàsi gràfit silindrdàn ibîràt bo‘làdi.

Yadrî råàktîrini bîshqàrish. Yadrî yonilg‘isi (uràn) fàîlzînàgà îràlàridà nåytrînlàrni såkinlàtgich jîylàshtirilgàn tàyoqchà-làr sifàtidà kiritilàdi. Zànjir råàksiyasi jàràyonidà fàîl zînàdàgitemperatura 800–900 Ê gàchà ko‘tàrilàdi. Issiqlikni îlib kåtishuchun råàktîrning fàîl zînàsidàn quvur îrqàli issiqlik tàshuvchio‘tkàzilàdi. Ìisîl uchun, bundày issiqlik tàshuvchi îdàtdàgi suvyoki suyuq nàtriy måtàli bo‘lishi mumkin. Zànjir råàksiyasinibîshqàrish bîr yoki kàdmiydàn yasàlgàn, issiq nåytrînlàrni yaõshiyutàdigàn tàyoqchàlàr yordàmidà àmàlgà îshirilàdi. Zànjirråàksiyasining rivîjlànishi bo‘linàyotgàn yadrîlàr sînining uzluksizîrtishigà, ya’ni råàktîr quvvàtining îrtishigà îlib kålàdi. Zànjirråàksiyasi jàlà õàràktårini îlmàsligi uchun nåytrînlàrning ko‘pàyishkîeffitsiyåntini birgà tång qilib turish kåràk. Bu esà bîshqàruvchitàyoqchàlàr yordàmidà àmàlgà îshirilàdi. Bîshqàruvchi tàyoq-chàlàr råàktîrning fàîl zînàsidàn tîrtib îlinganda k > 1, to‘làkiritib qo‘yilgànda k < 1 bo‘làdi. Òàyoqchàlàr yordàmidà istàlgànpàytdà zànjir råàksiyasi rivîjlànishini to‘õtàtish mumkin.

Êritik màssà. O‘z-o‘zini kuchàytiruvchi zànjir råàksiyasi ro‘ybårishi uchun (k > 1) fàîl zînàning hàjmi birîr kritik qiymàtdàn

Yadro yonilg‘isiva sekinlatgich

Boshqaruvchitayoqchalar

QaytaruvchiRadiatsiyadan

himoya

Suv

GeneratorTurbina

Issiqliktashuvchi

Bug‘

68- rasm.


164

kichik bo‘lmàsligi kåràk. Fàîl zînàning zànjir råàksiyasini àmàlgàîshirish mumkin bo‘lgàn eng kichik hàjmi kritik hàjm dåyilàdi.Êritik hàjmdà jîylàshgàn yonilg‘i màssàsi kritik màssà dåyilàdi.Qurilmàning tuzilishi và yonilg‘ining turigà qàràb, kritik màssà birnåchà yuz gràmmdàn, bir nåchà o‘n tînnàlàrgàchà bo‘lishi mumkin.

Yadrî yonilg‘isini qàytà ishlàb chiqàrish. Òàbiiy uràndà ishlîv-chi råàktîrdà ikkilàmchi nåytrînlàrning bir qismini uràn-238 yutiburàn-239 gà àylànàdi:

γ+ → +238 1 23992 0 92U Un .

Uràn-239 izîtîpi ràdiîàktiv. Uning yarimyemirilish dàvri 23,5min gà tång. U β- yåmirilish nàtijàsidà nåptuniy izîtîpigà àylànàdi:

ν−→ + +239 239 092 93 1U Np e .

Yanà bir kàrrà β- yåmirilishdàn so‘ng nåptuniy yadrîsi plutî-niy-239 yadrîsigà àylànàdi:

ν−→ + +239 239 093 94 1N Pu e .

Plutîniy-239 ning yarimyemirilish dàvri 24 ming yilgà tångvà uning bo‘linish qîbiliyati uràn-235 dàn kam emàs. Undàn yadrîråàktîrlàridà yonilg‘i sifàtidà fîydàlànish mumkin. Shundày qilib,uràn-235 ning ishlàtilishi undàn yomîn bo‘lmàgàn yonilg‘i –plutîniy-239 ning hîsil bo‘lishigà îlib kålàdi.

Bittà uràn-235 yadrîsi bo‘lingàndà o‘rtàchà 2,5 tà nåytrînàjràlàdi. Zànjir råàksiyasini dàvîm ettirish uchun esà bittà nåytrînyetàrli. Dåmàk, 1,5 tà nåytrîn plutîniy yadrîsini hîsil qilishgàsàrflànàdi. Shundày qilib, uràn-235 yadrîsi bo‘lingàndà nàfàqàtenårgiya àjràlib chiqmày, ishlàtilgànidàn ko‘rà ko‘prîq yadrîyonilg‘isi hàm qàytà ishlàb chiqàrilàr ekàn.

Yadrî råàktîrining turlàri. Hîzirgi pàytdà turli-tumàn råàktîr-làr yaràtilgàn bo‘lib, ulàr quyidàgi turlàrgà bo‘linàdi:

– yonilg‘i yadrîsining bo‘linishini vujudgà kåltiràdigàn nåytrîn-làrning enårgiyasigà qàràb: issiq nåytrînlàr råàktîri; tåz nåytrînlàr(enårgiyasi 1 ÌeV dàn kàttà nåytrînlàr) råàktîri;

– yonilg‘ining turigà qàràb: tàbiiy uràndà, bîyitilgàn uràndà,sîf yonilg‘idà ishlàydigàn råàktîrlàr;

– vàzifàsigà qàràb: ilmiy tàdqiqîtlàr uchun, plutîniy ishlàbchiqàrish uchun, elåktr enårgiya ishlàb chiqàrish uchun mo‘ljal-langan reaktorlar.


165

Yadrî råàktîrining himîyasi. Zànjir råàksiyasidà nåytrînlàr,β- và γ- nurlànishlàr mànbàyi bo‘lgàn yadrî pàrchàlàri hîsil bo‘làdi.Bîshqàchà àytgàndà, uràn råàktîri – turli õil nurlànishlàr màn-bàyi. Ulàrning kàttà singish qîbiliyatigà egà bo‘lgàn nåytrînlàrivà γ- nurlàri àyniqsà õàvflidir. Shuning uchun, råàktîrdà ishlîvchiõîdimlàrning himîyasini tàshkil qilish muhim àhàmiyatgà egà.Bu màqsàddà 1 m qàlinlikdàgi suv, 3 m gàchà qàlinlikdàgi båtînvà cho‘yanning qàlin qàtlàmidàn fîydàlànilàdi.

Àtîm bîmbàsi. Àtîm bîmbàsini bîshqàrilmàydigàn zànjirråàksiyasi (k > 1) ro‘y båràdigàn råàktîr sifàtidà qàràsh mumkin.Yonilg‘i sifàtidà, àsîsàn, uràn-235 yoki plutîniy-239 dàn fîydàlà-nilàdi. Yuqîridà qàyd etilgànidåk, bu hîldà hàm zànjir råàksiyasiro‘y bårishi uchun kritik hàjm và yadrî yonilg‘isining kritik màssàsibo‘lmîg‘i kåràk. Uràn-235 và plutîniy-239 uchun kritik màssà10–20 kg gà yaqin.

Pîrtlàshgàchà yadrî zàryadi, hàr birining màssàsi kritik màssà-dàn kichik bo‘lgàn ikkità qismgà àjràtilgàn bo‘làdi và shu sabablizànjir råàksiyasi ro‘y bårmàydi. Ulàr birlàshgàndàn kåyin esà umu-miy màssà kritik màssàdàn kàttà bo‘lib qîlàdi và shu làhzàdàyoqbîshqàrilmàydigàn zànjir råàksiyasi bîshlànib, pîrtlàsh ro‘y båràdi.Ulàrni birlàshtirish esà îddiy pîrîõ yordàmidà àmàlgà îshirilishimumkin. Pîrtlàsh nàtijàsidà γ- nurlànish và nåytrînlàr chiqàdi,temperatura và bîsim kåskin îrtib ketadi. Àtîm bîmbàsining àsîsiyshikàstlîvchi îmili – pîrtlàsh màrkàzidàn hàr tîmîngà qàràbtîvush tåzligidek kàttà tåzlik bilàn tàrqàluvchi to‘lqin zàrbàsi vààtrîf-muhitni zàràrlàntiruvchi ràdiîàktiv nurlànishdir.

Sinîv sàvîllàri

1. Yadrî råàktîri nima? 2. Birinchi yadrî råàktîri qàchîn và qàyårdàqurilgàn? 3. Undà yonilg‘i sifatida nimà ishlatilgàn? 4. Uràn-235 yadrîsidàzànjir råàksiyasi qàndày àmàlgà îshirilàdi? 5. Issiq nåytrînlàr dåb qàndàynåytrînlàrgà àytilàdi? 6. Yadrî pàrchàlànishidà hîsil bo‘lgàn nåytrînlàrningenårgiyasi qànday bo‘làdi? 7. Bu nåytrînlàr qàndày såkinlàtilàdi? 8. Råàktîr-ning fàîl zînàsi qàndày bo‘làdi? 9. Yadrî yonilg‘isi fàîl zînàgà qàndàyko‘rinishdà kiritilàdi? 10. Fàîl zînàdà temperatura qànchàgàchà ko‘tàrilàdi?11. Issiqlik miqdîri fàîl zînàdàn qàndày qilib îlib kåtilàdi? 12. Zànjir fàîlzînàdàn qàndày bîshqàrilàdi? 13. Bîshqàruv tàyoqchàlàri råàktîrning fàîlzînàsidàn chiqàrib îlinsà, qàndày hîl ro‘y båràdi? 14. Bîshqàruv tàyoq-chàlàri råàktîrning fàîl zînàsigà kiritib qo‘yilgàndà-chi? 15. O‘z-o‘zinikuchàytiruvchi zànjir råàksiyasi ro‘y bårishi uchun fàîl zînàning hàjmi


166

qàndày bo‘lishi kåràk? 16. Êritik màssà dåb qàndày màssàgà àytilàdi?17. Êritik màssà qànchà bo‘lishi mumkin? 18. Råàktîrdà uràn-239 qàndàyhîsil bo‘làdi? 19. Nåptun-239 chi? 20. Plutîniy-239 ning hîsil bo‘lishsõåmàsini tushuntiring. 21. Plutîniy-239 qàndày õususiyatlàrgà egà?22. Uràn-235 ning bo‘linishi qàndày màhsulîtlàrning hosil bo‘lishiga îlibkålàr ekàn? 23. Nåytrînlàrning enårgiyasigà qàràb råàktîrlàrning qandayturlàri mavjud? 24. Yonilg‘ining turigà qàràb råàktîrlàrni qanday turlàrgaajratish mumkin? 25. Vàzifàsigà qàràb råàktîrlàrning qanday turlàri mavjud?26. Yadrî råàktîridàn chiqàdigàn qàndày màhsulîtlàr judà õàvfli hisîblà-nàdi? 27. Ulàrdàn himîyalànish uchun nimà ishlàr qilinàdi? 28. Àtîmbîmbàsini qàndày råàktîr sifàtidà qàràsh mumkin? 29. Àtîm bîmbàsidàyonilg‘i sifàtidà nimàlàrdàn fîydàlànilàdi? 30. Bundày yonilg‘ilàr uchunkritik màssà nimàgà tång? 31. Pîrtlàshgàchà yadrî zàryadi qàndày sàqlànàdi?32. Nimà uchun shundày qilinàdi? 33. Qàchîn bîshqàrilmàydigàn zànjirråàksiyasi ro‘y båràdi? 34. Yadrî zàryadlàrini birlàshtirish qàndày àmàlgàîshirilàdi? 35. Àtîm bîmbàsining àsîsiy shikàstlîvchi îmillàri nimà?

Àtîm enårgåtikàsi và undàn tinchlikmàqsàdlaridà fîydàlànish

Ì à z m u n i : atîm enårgåtikàsining qulàyliklàri; ko‘chmààtîm dvigàtållàri.

Àtîm enårgåtikàsining qulàyliklàri. Insîniyat dîimî àrzîn vàqulày enårgiya mànbàlàrigà egà bo‘lishgà intilgàn. Yadrî råàktîr-làrining yaràtilishi esà yadrî enårgåtikàsining sànîàtdà qo‘llànili-shigà, ya’ni undàn insîn ehtiyojlàri uchun fîydàlànishgà imkînyaràtdi. Yadrî yonilg‘isining zàxiràlàri kimyoviy yonilg‘i zàxiràlà-ridàn yuzlàb màrtà ko‘p. Shuning uchun elåktr enårgiyaning àsîsiyqismi àtîm elåktr stànsiyalàridà (ÀES) ishlàb chiqàrilgàndà edi,bu, bir tîmîndàn, elåktr enårgiyaning tànnàrõini kàmàytirsà,ikkinchi tîmîndàn, insîniyatni bir nåchà yuz yillàr dàvîmidàenårgåtikà muàmmîlàridàn õalîs qilgàn bo‘làrdi. ÀES làrning ànchàkichik màydînni egàllàshini hàm tà’kidlàsh lîzim. Dunyodà birinchiÀES 1954- yildà Îbninsk shàhridà ishgà tushirilgàn. Undàn kåyinesà judà ko‘p ulkàn ÀES làr qurildi và muvàffàqiyatli fàîliyatko‘rsàtib kålmîqdà.

Êo‘chmà atom dvigàtållàri. Yadrî yonilg‘isining yuqîri unum-dîrligi và yadrî dvigàtållàrining mustàqil ishlàsh imkîniyati ulàrdànsuvîsti và suvusti kåmàlàridà fîydàlànish imkîniyatini yaràtdi.Hîzirgi kundà «Àrktikà», «Sibir» kàbi ko‘plàb àtîm muzyoràrlàrivà àtîm råàktîrlàridàn enårgiya îlib ishlîvchi ko‘plàb suvîstikåmàlàri fàîliyat ko‘rsàtmîqdà.

43-§.


167

ÀES làrdà tåõnikà õàvfsizligi qîidàlàrigà qàt’iy riîya qilishkåràk. Àks hîldà, bu kàttà hàlîkàtlàrgà îlib kålishi mumkin.Chårnîbil ÀES dà bo‘lgàn hàlîkàt bungà misol bo‘là îlàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Yadrî råàktîrlàrining yaràtilishi insîniyatgà qàndày imkîniyatlàryaràtdi? 2. ÀES làrdà elåktr enårgiya ishlàb chiqàrishning qàndày qulàyliklàrimàvjud? 3. Dunyodà birinchi ÀES qàchîn ishgà tushirilgàn? 4. Yadrîdvigàtållàridàn mustàqil hîldà fîydàlànish mumkinmi? 5. Bundày dvigàtållàr-dàn mustàqil fîydàlànilgàn hîllàrgà misîllàr kåltiring. 6. Chårnîbil ÀES dàbo‘lgàn hàlîkàt hàqidà nimàlàrni bilàsiz?

Sun’iy ràdiîàktiv izîtîplàrning îlinishivà qo‘llànilishi

Ì à z m u n i : ràdiîàktiv izîtîplàrning îlinishi; ràdiîàktivizîtîplàrdàn fîydàlànish.

Ràdiîàktiv izîtîplàrning îlinishi. Sun’iy ràdiîàktivlikning,ya’ni yadrî råàksiyalàri nàtijàsidà ràdiîàktiv yadrîlàrning kàshfqilinishi, sun’iy ràdiîàktiv izîtîplàrning yaràtilishigà îlib kåldi.

Sun’iy yo‘l bilàn hîsil qilingàn birinchi elåmånt tåõnåtsiy 9943Tc dir.

U 1937- yildà mîlibdånni dåytåriy bilàn bîmbàrdimîn qilishnàtijàsidà hîsil qilindi:

+ → +98 2 99 142 1 43 0Mo H Tc n .

Êåyinchàlik Ìåndålåyåv elåmåntlàr dàvriy siståmàsiningbo‘sh turgàn 43, 61, 85, 87- katak elåmåntlàrining izîtîplàritîpildi. Hîzirgàchà sun’iy ràdiîàktivlik yordàmidà 93 dàn 109 gàchàbo‘lgàn elåmåntlàr kàshf qilingàn.

Ràdiîàktiv izîtîplàrdàn fîydàlànish. Ràdiîàktiv izîtîplàrdànfîydàlànish ulàr chiqàràdigàn ràdiîàktiv nurlàrning singish vàiînlàshtirish qîbiliyatlàrigà àsîslàngàn. Shu sababli, ulàr îxirgipàytlàrdà ilmiy izlànishlàrdà, sànîàtdà, qishlîq õo‘jàligidà vàtibbiyotdà judà kång qo‘llànilmîqdà.

Ìisîl uchun, o‘rgànilàyotgàn îbyåktgà îldindàn kiritilgànràdiîàktiv izîtîp uning bundàn kåyingi bàrchà jàràyonlàrdàgiishtirîki hàqidà mà’lumît bårib bîràdi. Ushbu tàmg‘àlàngànàtîmlàr usuli yoki ràdiîàktiv indikàtîr o‘zining univårsàlligi, àniq-ligi, tåzkîrligi và ishînchliligi bilàn tångsiz hisîblànàdi. Ràdiîàktiv

44-§.


168

izîtîplàrning tibbiyotdà qo‘llànilishi õàvfli o‘smàlàr (ràk) vàbîshqà kàsàlliklàrni àniqlàsh hamda ularni dàvîlàshdà kattaimkîniyatlàr yaràtdi.

Bugungi kundà ràdiîàktiv izîtîplàr qo‘llànilàdigàn sîhàlàrshu qàdàr õilmà-õilki, ulàrni birmà-bir sànàb o‘tishning o‘zimushkul. Àziz o‘quvchi, siz ulàr bilàn mustàqil tànishàsiz, dågànumiddàmiz.

Sinîv sàvîllàri

1. Sun’iy ràdiîàktivlik dåb nimàgà àytilàdi? 2. Sun’iy ràdiîàktivlikqàndày imkîniyatlàrni yaràtdi? 3. Sun’iy yo‘l bilàn qàndày elåmåntlàr-ning izîtîplàri kàshf qilingàn? 4. Ràdiîàktiv izîtîplàrdàn fîydàlànishnimàgà àsîslàngàn? 5. Òàmg‘àlàngàn àtîmlàr usulining mîhiyati nimàdà?6. Bu usulning qàndày àfzàlliklàri bîr? 7. Ràdiîàktivlik tibbiyotdà hàmqo‘llànilàdimi? 8. Ràdiîàktivlikning qo‘llànilishigà uchtà misîl kåltiring.

Ràdiîàktiv nurlànishning biîlîgik tà’sirlàri

Ì à z m u n i : ràdiîàktiv nurlànishning jînli îrgànizmgà tà’-siri; nurlànish turlàri; îrgànlàrning nurlànishgà chidàmliligi;nurlànish dîzàsi; biîlîgik dîzà.

Ràdiîàktiv nurlànishning jînli îrgànizmgà tà’siri. Ràdiîàktivnurlànish tà’siridà jînli îrgànizm àtîm và mîlåkulàlàrining iîn-làshuvi ro‘y båràdi. Bu esà mîlåkular bîg‘lànishlàrning và turlibirikmàlàr kimyoviy tuzilishining buzilishigà îlib kålàdi. Hujàyrà-ning kimyoviy tuzilishidàgi buzilish esà undàgi mîddà àlmàshi-nuvining buzilishigà và nàtijàdà hujàyràning halîkàtigà sàbàb bo‘làdi.

Òo‘qimà birlik màssàsi yutàdigàn enårgiya, ya’ni yutilàdigànnurlànish dîzàsi îrtishi bilàn nurdàn zàràrlànish dàràjàsi hàmîrtib bîràdi.

Îrgànizmning nurlànish tà’sirigà umumiy råàksiyasi nurlànishdîzàsigà, nurning turigà, nurlànàyotgàn sirtning o‘lchàmlàrigà,nurlànàyotgàn îrgànning såzgirligigà, îrgànizmning individuàlõususiyatlàrigà bîg‘liq bo‘làdi. Ìàsàlàn, turli nurlàrning bir õildîzàsining biîlîgik tà’siri bir õil bo‘lmàydi. Bungà sàbàb, ulàrvujudgà kåltiràdigàn iînlàshuv zichligining bir õil bo‘lmàsligidir.Iînlàshuvning zichligi nur tà’sirining kuchliligidàn dàràk båràdi.

Nurlànish turlàri. Nurlànishning îrgànizmgà tà’sirini bàhîlà-gàndà tàshqi và ichki nurlànishlàrni fàrqlàsh kåràk. Ràdiàtsiyaningbà’zi turlàri (màsàlàn, α- nurlàr) tàshqi nurlànishdà unchà õàvflibo‘lmàsà-dà, birîr ichki îrgànizmdà nurlàngàndà jiddiy õàvf

45-§.


169

tug‘dirishi mumkin. Alfà-zàrràlàr tashqi nurlanishda tårigà birnåchà mikrîmåtrlàrgàginà singib, ustki qàtlàmlàrdà tutib qîlinàdivà jiddiy zàràr kåltirmàydi.

Òàshqi nurlànishdà gàmmà (và råntgån) nurlàridàn và nåy-trînlàrdàn himîyalànishgà àlîhidà e’tibîr bårmîq kåràk. Chunkibu nurlàr kàttà singish qîbiliyatigà egà. Båtà-zàrràlàr esà to‘qimàgàbir nåchà millimåtrlàrgàginà singib, tåri và tåri îsti hujàyràlàritîmînidàn yutilàdi.

Îrgànlàrning nurlànishgà chidàmliligi. Òurli îrgànizmlàrningiînlàshtiruvchi nurlànishlàrgà chidàmliligi kàttà îràliqdà o‘zgàràdi.Binobarin, îrgànizm qànchàlik kàttà và muràkkàb bo‘lsà, nurlànishtà’siridà shunchàlik tåz yemirilàdi. Ìàsàlàn, bàktåriyaning yadrînurlànishigà chidàmliligi îdàmnikigà nisbàtàn ming màrtà kuchli-rîqdir.

Òåz rivîjlànàyotgan îrgànizmning nurgà såzgirligi hàm ànchàkuchli bo‘làdi: ko‘pàyayotgàn îrgànlàr yaõshi rivîjlàngàn muskulto‘qimàsigà nisbàtàn, hàyvînlàrning rivîjlànàyotgàn embriînikàttàsigà nisbàtàn, o‘sàyotgàn urug‘ tinch turgànigà nisbàtàn tåzyemirilàdi.

Yanà shuni tà’kidlàsh lîzimki, kàm dîzàdàgi nurlànish, gàrchiyomîn gånåtik o‘zgàrishlàrgà sàbàb bo‘lsà hàm, bà’zi hîllàrdào‘simliklàrning, bà’zidà esà jînli îrgànizmlàrning o‘sishigà vàrivîjlànishigà hàm îlib kålishi mumkin.

Nurlànish dîzàsi. Nurlànishning jînli îrgànizmgà tà’sirinurlànish dîzàsi bilàn õàràktårlànàdi.

Organizmning bir birlik massasi tomonidan yutiladiganionlovchi nurlanish energiyasiga nurlanish dozasi deyiladi:

= .Em

D (45.1)

Bu yerda E — organizm tomonidan yutiladigan ionlovchi nurlanishenergiyasi, m — massasi. Nurlanish dozasining SI dagi birligigrey (Gr)

[ ] [ ][ ]= = = =1J J

1kg kg1 1Gr.

E

mD

Nurlànishning ekspîzitsiîn dîzàsi dåb, nurlànish tà’siridàhàvîning iînlàshish dàràjàsigà àytilàdi.

= ,Q

eks mD


170

Q — nurlanish ta’sirida organizmda hosil bo‘lgan ionlarzaryadlarining miqdori. Nurlanishning ekspozitsion dozasining SI

dagi birligi Ckg .

[ ] [ ]= = =1C C

1kg kg1 .

Qeks m

D

Ekspîzitsiîn nurlànish dîzàsining siståmàgà kirmàydigànbirligi – råntgån (R) hàm màvjud: 1 R = 2,58 · 10−4 C/kg.

Bir õil dîzàdàgi turli õil nurlànishlàrning insîn îrgànizmigàtà’siri bir õil emàs. Shu sababli nurlànishning õàvfsizliginibàhîlàsh uchun nisbiy biîlîgik fàîllik dåb ataluvchi k kîeffitsiyåntkiritilàdi.

Råntgån nurlàri, gàmmà-nurlàr và elåktrînlàr uchun k = 1,såkin nåytrînlàr uchun k = 5, tåz nåytrînlàr và protonlar uchunk = 10, α-zarralar uchun k = 20 và h.k.

Biîlîgik dîzà. Biîlîgik dîzà dåb, nurlànishning îrgànizmgàtà’sirini àniqlîvchi kàttàlikkà àytilàdi.

Biîlîgik dîzàning birligi – råntgånning biîlîgik ekvivàlånti(ber). 1 ber – istàlgàn nurlànishning 1 R (råntgån) yoki gàmmà-nurlànish ko‘rsàtàdigàn biîlîgik tà’sirigà tång, iînlàshtirish qîbi-liyatigà egà nurlànish dîzàsidir.

Ràdiàtsiyaning tàbiiy fîni (kîsmik nurlàr, àtrîfdàgi jismlàrvà insîn tanasining ràdiîàktivligi) bir yildà 2,5 · 10−5 C/kg àtrî-fidàgi biîlîgik dîzàni tàshkil qilàdi.

Nurlànish bilàn ishlîvchilàr uchun bir yildàgi chågàràviynîrmà qilib 1,3 · 10−3 C/kg dîzà bålgilàngàn. Qisqà pàyt ichidàîlinàdigàn 0,15 C/kg biîlîgik dîzà o‘limgà îlib kålàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Ràdiîàktiv nurlànishlàr tà’siridà jînli îrgànizmlàrdà qàndày o‘zgàrish-làr ro‘y båràdi? 2. Bu o‘zgàrishlàr qàndày nàtijàlàrgà îlib kålàdi? 3. Nurdànzàràrlànish dàràjàsi nimàlàrgà bîg‘liq? 4. Îrgànizmning nurlànish tà’sirigàumumiy råàksiyasi nimàlàrgà bîg‘liq? 5. Vujudgà kålàdigàn iînlàshuvnimàlàrgà bîg‘liq? 6. Òàshqi và ichki nurlànishlàr tà’sirlàri bir-biridanfàrq qilàdimi? 7. Àlfà-zàrràlàrning tàshqi tà’siri qàndày bo‘làdi? 8. Nimàuchun gàmmà-nurlànish và nåytrînlàr tà’siri xàvfli hisîblànàdi? 9. Båtà-nurlànish tårigà qànchà singgàdi? 10. Qàndày îrgànizm nurlànish tà’siridàtåz yemirilàdi? 11. Bàktåriyaning nurlànishgà chidàmliligi kàttàmi yokiîdàmniki? 12. Rivîjlànàyotgàn îrgànizmning nurgà såzgirligi qàndày?


171

13. Nurlànish tà’siridà o‘sàyotgàn urug‘ tåz yemirilàdimi yoki tinchturgànimi? Êo‘pàyayotgàn îrgànlàr tez yemiriladimi yoki rivîjlàngànmuskul to‘qimàsimi? 14. Ràdiîàktiv nurlànish o‘simliklàr và jînliîrgànizmlàrning rivîjlànishigà yordàm ko‘rsàtishi mumkinmi? 15. Nurlànishdîzàsi nimàni õàràktårlàydi? Nurlànishning ekspîzitsiîn dîzàsi-chi? 16. SI dànurlànish dîzàsining qàndày birligi ishlàtilàdi? 17. 1 C/kg nurlànish dîzàsidåb, qàndày nurlànishgà àytilàdi? 18. Nurlànishning nisbiy biîlîgik kîeffit-siyånti nimà màqsàddà kiritilàdi? 19. Uning qiymàtlàri qanday? 20. Ekspî-zitsiîn dîzàning siståmàgà kirmàydigàn birligi hàm màvjudmi? 21. Biîlîgikdîzà dåb qàndày kàttàlikkà àytilàdi? 22. Uning birligi nimàgà tång?23. Ràdiàtsiyaning tàbiiy fîni nimàgà tång? 24. Nurlànish bilàn ishlîvchilàruchun chågàràviy nîrmà qànchà bålgilàngàn? 25. Qàndày dîzà o‘limgàîlib kålishi mumkin?

Òårmîyadrî råàksiyalàri

Ì à z m u n i : tårmîyadrî sintåzi; enårgiya bàlànsi; tårmîyadrîenårgåtikàsi muàmmîlàri.

Òårmîyadrî sintåzi. 32- § dà qàyd etilgànidåk, nàfàqàt îg‘iryadrîlàrning bo‘linishidà, bàlki yengil yadrîlàrning qo‘shilibîg‘irrîq yadrîlàr hîsil qilishidà (sintåzidà) hàm enårgiya àjràlibchiqàdi.

Nîrmàl shàrîitdà yadrîlàrning qo‘shilishi mumkin emàs,chunki musbàt zàryadlàrgà judà kàttà kulîn itàrishish kuchi tà’sirqilàdi. Bu yadrîlàrni qo‘shish uchun esà ulàrni shundày yaqin-làshtirish kåràkki, bundà yadrî tîrtishish kuchlàri kulîn itàrishishkuchlàridàn kàttàrîq bo‘lib qîlsin. Buning uchun esà yadrîlàrningkinåtik enårgiyalàrini îrttirish, ya’ni temperaturasini ko‘tàrish kåràkbo‘làdi. Judà yuqîri temperaturalardàginà bu yadrîlàr bir-birlàrigàjudà yaqin kålishlàri, yadrî kuchlàri tà’siridà bîg‘lànishlàri vàîg‘irrîq yadrîgà birikishlàri mumkin. Bundày hîl 107 Ê và undànyuqîri temperaturalardà ro‘y båràdi. Shu sababli, bundày råàksiya-làrgà tårmîyadrî råàksiyalàri, yengil yadrîlàrning qo‘shilib îg‘irrîqyadrî hîsil qilishigà esà tårmîyadrî sintåzi dåyilàdi.

Enårgiya bàlànsi. Yengil yadrîlàrning qo‘shilishi nàtijàsidà kàttàmiqdîrdà enårgiya àjràlib chiqàdi. Chunki hîsil bo‘lgàn yangi yadrî-làrning sîlishtirmà bîg‘lànish enårgiyasi kàttà bo‘làdi (61- ràsmgàqàràng). Àgàr hàr bir nuklîngà uràn yadrîsining pàrchàlànishidà1 ÌeV enårgiya àjràlishi mîs kålsà, dåytåriy và tritiyning sintåzidà3,52 ÌeV enårgiya to‘g‘ri kålàdi:

46-§.


172

13

12

24

01H H He+ → + n (17,6 MeV). (46.1)

Dåytåriy yadrîsining bîg‘lànish enårgiyasi 2,2 ÌeV, tritiyyadrîsiniki – 8,5 ÌeV, gåliyniki esà 28,3 ÌeV. Dåmàk, råàksiyanàtijàsidà

28 3 2 2 8 5 17 6, ( , , ) ,MeV MeV MeV− + = (46.2)

enårgiya àjràlib chiqàdi. Hàr bir nuklîngà to‘g‘ri kålàdigàn enår-giyani tîpsàk,

17,65

3 52MeV MeV≈ , . (46.3)

Ya’ni hàr bir nuklîngà bo‘linish råàksiyasinikiga qaraganda qàriybto‘rt màrtà ko‘prîq enårgiya to‘g‘ri kålàdi.

Vîdîrîd bîmbàsining àsîsidà yuqîridà kåltirilgàn dåytåriy vàtritiyning qo‘shilish råàksiyasi yotàdi. Bundày bîmbàdà dàstlàbàtîm bîmbàsi pîrtlàb, 107 Ê temperaturani vujudgà kåltirilàdi,so‘ngrà bîshqàrilmàydigàn tårmîyadrî råàksiyasi (pîrtlàsh) ro‘ybåràdi.

Òårmîyadrî enårgåtikàsi muàmmîlàri. Òårmîyadrî råàksiyasidààjràlàdigàn enårgiyadàn fîydàlànish imkîni tîpilgàndà insîniyateng àrzîn và eng kàttà enårgiya mànbàyigà egà bo‘làrdi. Chunkidångiz và îkåànlàrning suvlàri yadrî yonilg‘isi bo‘làrdi. Shuninguchun hàm tårmîyadrî råàksiyasini bîshqàrish yo‘llàrini izlàshbàrchà rivîjlàngàn màmlàkàtlàrdà, turli yo‘nàlishlàrdà îlib bîril-mîqdà.

Yuqîridà qàyd etilgànidåk, bu muàmmîni yechish yo‘lidàgiàsîsiy qiyinchilik yuqîri temperatura hîsil qilishdir. Hîzirgi pàytdàvîdîrîd plàzmàsidà judà yuqîri temperaturalàr hîsil qilish usuliustidà ish îlib bîrilmîqdà. Umumàn îlgàndà, kichkinà hàjmgàyo‘nàltirilgàn kuchli làzår nuri yordàmidà o‘tà yuqîri temperatura(108 Ê) hîsil qilinib, tårmîyadrî råàksiyasi àmàlgà îshirildi hàm.Àmmî yuqîri temperaturani sàqlàsh uchun plàzmàni qurilmàdåvîrlàridàn àjràtmîq kåràk. Àks hîldà, plàzmà bir làhzàdàyoqsîviydi và yo‘qîlàdi. Dåmàk, plàzmàni sàqlàshning yagînà yo‘liuni vàkuum (bo‘shliq) bilàn o‘ràshdir. Shu màqsàddà issiqlikningmàgnit izîlatsiyasidàn fîydàlànilàdi. Bu yo‘nàlishdàgi eng istiqbîlliqurilmà «Òîkomàk» (Òîrîidli màgnit kàmåràsi) hisîblànàdi.

Shuni tà’kidlàsh lîzimki, hîzirgi pàytdà erishilgàn tempera-tura plàzmàning zichligini uzoq vaqt ushlab turish va ko‘p miqdîr-dàgi yengil yadrîlàrning bîshqàrilàdigàn sintåzini àmàlgà îshirish


173

uchun yetàrli emàs. Hàttî I.V.Êurchàtîv nîmidàgi àtîm enårgå-tikàsi institutidàgi «Òîkîmàk-15» qurilmàsidà hàm bîr-yo‘g‘i80 m s dаvоm idа ∼106 Ê temperaturali plàzmà hîsil qilishgàerishildi, õîlîs. Àmmî tårmîyadrî enårgåtikàsi muàmmîlàrinibàrtàràf etishdàgi tinimsiz izlànishlàr tåz vàqtlàrdà sàmàrà bårishigàshubhà yo‘q.

Sinîv sàvîllàri

1. Yengil yadrîlàrning sintåzidà hàm enårgiya àjràlàdimi? 2. Îdàtdàgishàrîitlàrdà hàm yadrîlàr qo‘shilàdimi? 3. Qàndày qilib yengil yadrîlàrningqo‘shiluvigà erishilàdi? 4. Yengil yadrîlàr qàndày temperaturalàrdà bittàyadrîgà birikishlàri mumkin? 5. Òårmîyadrî råàksiyalàri dåb qàndày råàk-siyalàrgà àytilàdi? 6. Òårmîyadrî sintåzi dåb-chi? 7. Dåytiriy và tritiysintåzidà qànchà enårgiya àjràlib chiqàdi? 8. Bu sintåzdà àjràlàdigàn enårgiyahàr bir nuklîngà qànchàdàn to‘g‘ri kålàdi? 9. Bu enårgiya yadrî pàrchàlànishråàksiyasinikidàn kàttàmi yoki kichikmi? 10. Vîdîrîd bîmbàsining pîrtlàshi-dà qàndày råàksiya ro‘y båràdi? 11. Òårmîyadrî råàksiyasini bîshqàrishqàndày imkîniyatlàr yaràtishi mumkin? 12. Bu yo‘ldàgi àsîsiy qiyinchiliknimàdàn ibîràt? 13. Plàzmàni qurilmà dåvîrlàridàn àjràtish nimà uchunkåràk? 14. Plàzmà qàndày qilib dåvîrlàrdàn àjràtilishi mumkin? 15. «Òîkî-màk» qàndày qurilmà? 16. Hîzirgi pàytdà, bîshqàrilàdigàn tårmîyadrîsintåzigà erishish yo‘lidà qàndày nàtijàlàrgà erishilgàn?

Quyosh và yulduzlàr.Quyosh và yulduzlàr enårgiyasi

Ì à z m u n i : Quyoshning tuzilishi; Quyosh và yulduzlàr yad-rîsi tårmîyadrî råàktîri sifàtidà; prîtîn-prîtîn sikli; uglårîd sikli.

Quyoshning tuzilishi. Quyosh Yergà eng yaqin jîylàshgànyulduzdir. Shuning uchun uning tuzilishini bilish và undà ro‘ybåràdigàn jàràyonlàrni o‘rgànish bàrchà yulduzlàr hàqidà mà’lumõulîsà chiqàrishgà imkîn båràdi. Quyoshning 80% dàn îrtig‘inivîdîrîd àtîmlàri và 18% ini gåliy àtîmlàri tàshkil qilàdi. Quyoshenårgiyasining àsîsiy mànbàyi bo‘lmish tårmîyadrî råàksiyalàriuning yadrîsidà ro‘y båràdi (69- ràsm). Plàzmà hîlàtidàgi Quyoshyadrîsining ràdiusi umumiy ràdiusining tàõminàn uchdàn birigàtång bo‘lib, temperaturasi o‘n milliîn kålvin (10 000 000 Ê) gatång. Yadrodan keyin, tàõminàn shunchà qàlinlikdàgi, nurlànishenårgiyasini tashish zînàsi jîylàshgàn. Undàn kåyin tàõminàn ikkiyuz ming kilîmåtr qàlinlikdàgi kînvåktiv zînà kålàdi. Bu zînàQuyoshning tàshqi qàtlàmlàri – àtmîsfåràgà tutàshib kåtgàn.

47-§.


174

Quyosh àtmîsfåràsi fîtîsfårà, õrîmîsfårà và tîjdàn ibîràt. GàrchiQuyosh àtmîsfåràsining tàshqi qàtlàmlàridàgi temperatura 1 ÌÊàtrîfidà bo‘lsà hàm, ulàrning nurlànishi Quyosh chiqàràdigànenårgiyaning judà kàm qismini tàshkil qilàdi. Quyosh chiqàràdigànenårgiyaning àsîsiy qismini fîtîsfåràdàn chiqàdigàn nurlànishtàshkil qilàdi. Shuning uchun hàm fîtîsfåràning 6000 Ê tempera-turasini Quyoshning temperaturasi dåb îlinàdi. Vàqt-vàqti bilànQuyosh fîtîsfåràsidà fàîl zînàlàr – quyosh dîg‘làri pàydî bo‘làdi.Bu dîg‘làrning o‘rni và kàttàligi o‘n bir yillik dàvr bilàn o‘zgàribturàdi. Quyosh àktivligining bundày o‘zgàrishiga sabab, undàgiiînlàshgàn mîddàlàrning Quyosh màgnit màydîni bilàn o‘zàrîtà’siri hisîblànàdi.

Quyosh kîinîtdà màvjud bo‘lgàn hisîbsiz yulduzlàrdàn biridir.Quyosh và yulduzlàr yadrîsi tårmîyadrî råàktîri sifàtidà.

Bàrchà yulduzlàrning, jumlàdàn, Quyoshning yadrîsidà hàmtårmîyadrî sintåzi ro‘y båràdi. Quyoshsimîn yulduzlàrning hàm,õuddi Quyosh singari, 80% màssàsini vîdîrîd, qîlgàn 20% gàyaqinini gåliy tàshkil qilàdi. Ulàrning yadrîsidàgi temperatura 107–108 Ê gà tång bo‘lib, bàrchà àtîmlàr to‘là iînlàshgàn, ya’ni plàzmàhîlàtidà bo‘làdi. Ulàrning yadrîsidà tinimsiz tårmîyadrî sintåziro‘y bårib turàdi. Shuning uchun hàm Quyosh và yulduzlàr yadrî-sini tårmîyadrî råàktîri sifàtidà qàràsh mumkin. Ulàrdà quyidàgiikki xil sikl ro‘y bårishi mumkin.

Prîtîn-prîtîn sikli. Quyoshning qà’ridà ro‘y bårishi mumkinbo‘lgàn tårmîyadrî råàksiyalàridàn biri, prîtîn-prîtîn sikli dåbataluvchi quyidàgi råàksiyalàrdir:

Quyoshning markazi

Yadro reaksiyalarizonasi

Nurlanishenergiyasini

tashish zonasi Konvektiv zona2⋅10 5 km

10 6 km

10 7 kmToj

300 km

14000

km

69- rasm.

Xromosf

era

Fotosfera


175

11

11

12

01H H H+ → + +e ν , 1

211

23H H He+ → + γ ,

23

23

24

112He He He H+ → + .

Bu tårmîyadrî råàksiyalàri nàtijàsidà to‘rttà vîdîrîd yadrîsi(prîtîn) bittà gåliy yadrîsigà àylànàdi và shuning uchun prîtîn-prîtîn sikli dåyilàdi. Prîtîn-prîtîn siklidà 27 ÌeV enårgiya àjràlàdi.

Uglårîd sikli. Quyoshdàn ko‘rà yorqinrîq yulduzlàrdà uglårîdsikli ro‘y båràdi. Bu sikldà hàm, õuddi prîtîn-prîtîn siklidagikàbi, to‘rttà vîdîrîd yadrîsining bittà gåliy yadrîsigà àylànishiro‘y båràdi. Råàksiyadà qàtnàshàdigàn uglårîd yadrîlàrining sînio‘zgàrmày qîlàdi, chunki u kàtàlizàtîr vàzifàsiniginà o‘tàydi. Busikldà îràliq råàksiyalàrdà uglårîddàn àzît hîsil bo‘làdi. Àzîtvîdîrîdning gåliygà àylànish råàksiyasining yordàmchi màhsulîtibo‘làdi. Uglårîd sikli quyidàgichà ro‘y båràdi:

612

11

713C H N+ → + γ , 7

136

1310N C→ + ++ e ν , 6

1311

714C H N+ → + γ ,

714

11

815N H O+ → + γ , 8

157

1510O N→ + ++ e ν , 7

1511

612

24N H C He+ → + .

Sikl nàtijàsidà 26,7 ÌeV enårgiya àjràlàdi.

Sinîv sàvîllàri

1. Quyosh hàm yulduzmi? 2. Quyosh qàndày elåmåntlàrdàn tàrkibtîpgàn? 3. Uning yadrîsining o‘lchàmlàri và temperaturasi qanday?4. Quyoshning tuzilishi qanday? 5. 70- ràsmni tàhlil qiling. 6. Quyoshningàtmîsfåràsi qàndày tuzilgàn? 7. Quyoshdàn chiqàdigàn nurlànishning àsî-siy qismi qàyårdàn chiqàdi? 8. Quyosh sirtining temperaturasi qanday?9. Quyosh dîg‘làrining pàydî bo‘lishigà sàbàb nimà? 10. Quyosh enårgiya-sining mànbàyi nimà? 11. Yulduzlàr yadrîsidàgi temperatura qànchà?12. Quyosh và yulduzlàrning yadrîlàri nimàgà o‘õshàydi? 13. Prîtîn-prîtîn sikli qanday reaksiyalardan iborat? 14. Prîtîn-prîtîn siklidà qànchàenårgiya àjràlàdi? 15. Uglårîd sikli qàndày ro‘y båràdi? 16. Uglårîd siklidàuglårîd miqdîri o‘zgàràdimi? 17. Uglårîd siklidà àzît hîsil bo‘làdimi?18. Uglårîd siklidà qànchà enårgiya àjràlàdi?

O‘zbåkistîndà yadrî fizikàsi sîhàsidà îlibbîrilàyotgàn tàdqiqîtlàr và ulàrningnàtijàlàridàn õàlq õo‘jàligidà fîydàlànish

Ìàzmuni: yadrî fizikàsi sîhàsidà îlib bîrilàyotgàn tàdqiqît-làr; tàdqiqîtlàr nàtijàlàridàn õàlq õo‘jàligidà fîydàlànish.

48-§.


176

Yadrî fizikàsi sîhàsidà îlib bîrilàyotgàn tàdqiqîtlàr. O‘zbåkis-tîndà yadrî fizikàsi sîhàsidàgi ishlàr o‘tgàn àsrning 20- yillàridàbîshlàngàn. Låkin muntàzàm tàdqiqîtlàr 1949- yildà Fizikà-tåõnikàinstitutidà yo‘lgà qo‘yilgàn. 1956- yildà O‘zbåkistîn RåspublikàsiFànlàr àkàdåmiyasining yadrî fizikàsi instituti tàshkil qilingàndànkåyin, bu tàdqiqîtlàrni yanàdà kångàytirish imkîni tug‘ildi. Hîzirgipàytdà yadrî spåktrîskîpiyasi và yadrî tuzilishi; yadrî råàksiyalàri;màydînning kvànt nàzàriyasi; elåmåntàr zàrràlàr fizikàsi; rålativistikyadrî fizikàsi và bîshqà yo‘nàlishlàr bo‘yichà ilmiy-tàdqiqît ishlàriîlib bîrilmîqdà.

Ràdiàtsiîn fizikà và màtåriàlshunîslik bo‘yichà o‘tkàzilàdigàntàdqiqîtlàr nàfàqàt fàn và tåõnikà, bàlki õàlq õo‘jàligi uchun hàmmuhimdir. Bu yo‘nàlishdà ràdiîàktiv nurlàrning yarimo‘tkàzgich-làr, dielåktriklàr, sîpîllàr, yuqîri tåmpåràturàli o‘tà o‘tkàzuv-chàn màtåriàllàrning elåktr o‘tkàzuvchànligi, måõànik, îptik vàbîshqà õîssàlàrigà tà’siri o‘rgànilmîqdà.

O‘zbåkistîndà yuqîri enårgiyalàr fizikàsi sîhàsidà îlib bîri-làyotgàn ishlàr hàm tàlàyginà. Bundày izlànishlàr «Fizikà-quyosh»ishlàb chiqàrish birlàshmàsining Fizikà-tåõnikà institutidà,O‘zbåkistîn Ìilliy univårsitåtining Fizikà institutidà và Sàmàrqànddàvlàt univårsitåtidà îlib bîrilmîqdà. Òàdqiqîtlàr àsîsàn ikki: kîsmiknurlàr fizikàsi và kàttà enårgiyagàchà tåzlàshtirilgàn zàrràlàr vàyadrîlàrning, nuklînlàr và yadrîlàrning tà’sirlàshuvlàri yo‘nàlish-làridà îlib bîrilmîqdà.

1970- yildà Chårånkîv hisoblagichlàri àsîsidà zàrràlàrningyadrî bilàn o‘zàrî tà’sirini o‘rgànuvchi ulkàn qurilmà yaràtilib,hîsil bo‘lgàn zàrràlàrning õàràktåristikàlàri o‘rgànildi.

Òåzlàshtirilgàn zàrràlàr và yadrîlàr tà’sirlàshuvlàrini o‘rgànishmàqsàdidà pufàksimîn kàmåràlàrdàn îlingàn filmli àõbîrîtlàrniqàytà ishlàsh màrkàzi tàshkil qilindi. Ìàrkàzning sàmàràli tàdqiqît-làri nàtijàsidà kîmulativ izîborlàr hîsil bo‘lishi o‘rgànildi vàmàssàlàri 1903, 1922, 1940, 1951 và 2017 ÌeV bo‘lgàn tîr, ikkibàriînli råzînànslàr màvjudligi hàqidà mà’lumîtlàr îlindi.

Quyosh àtmîsfåràsidà bo‘làdigàn hîdisàlàr Yerdàgi hàyotgàbåvîsità tà’sir etishi mumkinligi uchun hàm, uni o‘rgànish sîhàsi-dàgi tàdqiqîtlàr muhim àhàmiyatgà egàdir. Àynàn shuning uchunhàm O‘zbåkistîn Fànlàr àkàdåmiyasining Àstrînîmiya instituti80- yillàrning o‘rtàlàridàn bîshlàb frànsuz îlimlàri bilàn hàmkîr-likdà, Quyoshning glîbàl tåbrànishini tàdqiq etish sîhàsidà kångko‘làmli ishlàr îlib bîrmîqdàlàr.


177

O‘zbåk îlimlàrining yadrî fizikàsi sîhàsidà îlib bîràyotgànishlàri ko‘làmi ànchà kàttà và ulàrning nàtijàlàri õàlq õo‘jàligidàhàm muvàffàqiyatli qo‘llànilmîqdà.

Òàdqiqîtlàr nàtijàlàridàn õàlq õo‘jàligidà fîydàlànish. O‘zbåkis-tîndàgi birinchi tàdqiqîtlàrning o‘ziyoq båvîsità õàlq õo‘jàligigààlîqàdîr bo‘lgàn. Bungà U.Îrifîv tîmînidàn ishlàb chiqilgàn«Gàmmà-nurlàr yordàmidà pillà ichidàgi ipàk qurtini o‘ldirish»usuli misîl bo‘làdi. Êåyinchàlik esà suv, tuprîq, måvàli dàràõtlàr,yovvîyi và màdàniy o‘simliklàrning tàbiiy ràdiîàktivligi o‘rgànildi.

O‘zbåkistîn Råspublikàsi Fànlàr àkàdåmiyasining Yadrîfizikàsi instituti ràdiîàktiv izîtîplàr, jumlàdàn, fàrmàtsåvtik ràdiî-àktiv pråpàràtlàr ishlàb chiqàrish bo‘yichà yetàkchi tàshkilîtlàrdànbiri hisîblànàdi. Bu yerdà 1995- yildà 60 dàn îrtiq nîmdàgimàhsulît ishlàb chiqàrilgàn.

Ràdiîàktiv và gàmmà-nurlàrning o‘simliklàrgà tà’sirini o‘rgà-nish hàm qishlîq õo‘jàligi, àyniqsà, urug‘shunîslik sîhàsidàmuhim àhàmiyatgà egà. O‘zbåkistîndàgi g‘o‘zà nàvlàrining ràdiî-àktiv nurlàrgà såzgirligini o‘rgànish, g‘o‘zà sålåksiyasidà bu usuldànfîydàlànilàyotgànligi – yadrî fizikàsining båvîsità ishlàb chiqàrishgàqo‘llànilàyotgànligining yaqqîl dàlilidir.

Yadrî fizikàsi sîhàsidàgi tàdqiqîtlàrning tibbiyotdà kångqo‘llànilàyotgànligi hàm mà’lum. Bungà, àyniqsà, ràdiîàktiv nurlàrvà zàrràlàr îqimi yordàmidà ràk kàsàlligini dàvîlàshni hàm misîlsifatida keltirish mumkin. Råntgånîlîgiya và ràdiîlîgiya sîhàsidàgidàstlàbki ishlàr hàm Yadrî fizikàsi institutining ràdiîkimyo làbîrà-tîriyasi bilàn hàmkîrlikdà bîshlàngàn. Nàtijàdà ràdiîàktiv izîtîp-làrdàn fîydàlànilgàn hîldà yangi tàshõis usullàri yaràtildi. Hîzirgipàytdà råntgånî-endîvàskular õirurgiya, àntiîgràfiya, kîmpyutårtomîgràfiyasi và yadrî-màgnit råzînànslàri ustidà tàdqiqîtlàr îlibbîrilmîqdà. Yangi råntgånîkîntràst mîddàlàr («Råkîn», «ÌÌ-75»pråpàràti và bîshqàlàr) ishlàb chiqàrish yo‘lgà qo‘yildi.

Sinîv sàvîllàri

1. O‘zbåkistîndà yadrî fizikàsi sîhàsidàgi ishlàr qàchîn bîshlàngàn?2. Hîzirgi pàytdà qàysi yo‘nàlishlàr bo‘yichà ilmiy-tàdqiqît ishlàri îlibbîrilmîqdà? 3. Yuqîri enårgiyalàr fizikàsi sîhàsidàgi ishlàr qàyårlàrdàîlib bîrilmîqdà? 4. Ulàr qàndày yo‘nàlishlàr bo‘yichà îlib bîrilàdi?5. Quyosh õrîmîsfåràsini o‘rgànish bo‘yichà tàdqiqîtlàrning qandayàhàmiyati bîr? 6. O‘zbåkistîndà bu sîhàdà qàndày ishlàr qilinmîqdà?7. O‘zbåkistîndà bu sohadagi birinchi tàdqiqîtlàr nimàlargà bàg‘ishlàngànedi? 8. Yadrî fizikàsi institutidà nimàlàr ishlàb chiqàrilàdi? 9. Ràdiîàktiv

12 Fizika, II qism


178

nurlàrning qishlîq õo‘jàligidà qo‘llànilishiga misollar keltiring. 10. Ràk kàsàlinidàvîlàsh mumkinmi? 11. Råntgånîlîgiya và ràdiîlîgiya sîhàsidàgi ishlàrnimàgà àsîslàngàn? 12. Bu sîhàdà erishilgàn muvàffàqiyatlàr nimalardaniborat?

Test savollari

1. Og‘ir yadrolar o‘rta yadrolarga aylansa, unda har bir nuklonuchun qanchadan energiya ajralib chiqadi?

A. 200 MeV. B. 1 MeV. C. 4 MeV. D. 400 MeV. E. 100 MeV.

2. Yadro reaktorining yoqilg‘isi sifatida qanday izotoplardanfoydalaniladi?

A. Uran-235. B. Òoriy-135. C. Plutoniy-239.D. Uran-239 E. Òo‘g‘ri javob yo‘q.

3. Nurlanish bilan ishlovchilar uchun bir yildagi chegaraviy normaqilib qancha C/kg doza (Kulon/kilogramm) belgilangan?

A. 0,15 C/kg. B. 1,3 · 10–6 C/kg. C. 1,1 · 10–5 C/kg.D. 1,3 · 10–3 C/kg. E. 1,5 · 10–3 C/kg.

4. Yengil yadrolar qanday temperaturalarda bitta yadroga birikishlarimumkin?

A. 107 K. B. 1017 K. C. 1015 K. D. 104 K. E. 108 K.

5. Ikki protonning birikish reaksiyasi natijasida deytron va neytrinohosil bo‘ladi. Bunda yana qanday zarra paydo bo‘ladi?

A. Elektron. B. Neytrino. C. Foton. D. Pozitron. E. π- mezon.


Bo‘linish reaksiyasining quyidagicha holi eng ko‘p ro‘y beradi:

Qnn +++→→+ 10

9136

14236

23692

10

23592 3KrBaUU (energiya).

Og‘ir yadroning bo‘linish zanjir reaksiyasini amalga oshirishva boshqarish imkoniyatini beradigan qurilma yadro reaktorideyiladi.

Quyoshdagi reaksiyalar 107 K va undan yuqori temperaturalardaro‘y beradi. Shu sababli bunday reaksiyalar termoyadro reaksiyalari,yengil yadrolarning qo‘shilib og‘irroq yadro hosil qilishi esatermoyadro sintezi deyiladi.

Quyoshning tuzilishi. Quyoshning 80% dan ortig‘ini vodorodatomlari va 18% ini geliy atomlari tashkil etadi.


179

Ì à z m u n i : olàm nimàdàn tàshkil tîpgàn; àtîmlàr và mîlåku-làlàr; elåktrînlàr và yadrî; elåmåntàr zàrràlàr; kvàrklàr; fundàmåntàltà’sirlàshuvlàr; gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv; elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv;kuchli tà’sirlàshuv; kuchsiz tà’sirlàshuv; tà’sirlàshuv màydînlàri;tàbiàt qînunlàrining univårsàlligi; buyuk birlàshuv nàzàriyasi; õulîsà.

Insîniyat dîimî o‘z àtrîfidàgi îlàmni bilishgà và tushunishgàintilgàn. Bu yo‘ldà qilingàn bàrchà hàràkàtlàr, àsîsàn, quyidàgisàvîllàrgà jàvîb izlàshdàn ibîràt bo‘lgàn:

– Ìàtåriya nimàlàrdàn tàshkil tîpgàn?– Ulàrni nimà birlàshtirib turàdi?Biz hàm ushbu sàvîllàrgà îlàmning fizik mànzàràsi nuqtàyi

nàzàridàn qisqàchà to‘õtàlib o‘tàmiz.Îlàm nimàdàn tàshkil tîpgàn? Bu sàvîlgà jàvîb izlàsh judà

qàdim zàmînlàrdà bîshlàngàn. Ungà fàylàsufînà yondashgàn qà-dimgi yunînlàr – «àgàr hàmmà nàrsà bo‘linàvårsà, undà mîddiydunyo bo‘lmàsligi kåràk-ku», dågàn fikrni bildirishgàn. So‘ngrà,bo‘linishning chågàràsi bo‘lmîg‘i, ya’ni bo‘linmàs zàrràlàr mavjudbo‘lishi kåràk, dågàn õulîsàgà kålishgàn. Dåmîkrit, Låvkipp vàEpikur fikrigà ko‘rà, îlàm «bo‘linmàs» zàrràlàrdàn, ya’ni àtîm-làrdàn tàshkil tîpgàn. Låvkipp, àtîmlàr turli-tumàn: àylànà, pirà-midà, yassi và bîshqà shàkllàrgà egà, shuning uchun ulàrdàntàshkil tîpgàn dunyo hàm turli-tumàndir, dåb hisîblàgàn.

Àtîmlàr và mîlåkulàlàr. Låkin bu fikrlàr to‘là tàsdiqlànishi vààtîm to‘g‘risidà tàsàvvurgà egà bo‘lish uchun bir nåchà yuzlàbyillàr vàqt o‘tgàn. Fàqàt o‘n to‘qqizinchi àsrning bîshlàrigà kålibJ.Dàltîn, À.Àvîgàdrî, Y.Bårsålius và bîshqà îlimlàrning õizmàt-làri tufayli, kàttàligi 10−10 m bo‘lgàn àtîm kimyoviy elåmåntlàrningeng kichik zàrràsi sifàtidà tàsàvvur qilinà bîshlàndi. O‘n to‘qqizinchiàsrning o‘rtàlàrigà kelib, àtîm và mîlåkulà o‘rtàsidàgi àniq chågàràbålgilàb îlindi. D.I.Ìåndålåyåv tîmînidàn elåmåntlàr dàvriysiståmàsining kàshf qilinishi esà àtîmning muràkkàb tuzilishgàegà ekànligini ko‘rsàtdi.

1895- yildà råntgån nurlàrining, 1896- yildà ràdiîàktivlikning,1897- yildà esà elåktrînning kàshf qilinishi, àtîmning bo‘linmàsligi

OLAMNING ZAMONAVIY FIZIKMANZARASI


180

to‘g‘risidàgi tàsàvvurlàrni chilpàrchin qilib tàshlàdi. Àtîm màtåriya-ning eng kichik g‘ishtchàlàri emàsligi àniq bo‘lib qîldi.

Elåktrînlàr và yadrîlàr. α- zàrràlàrning îg‘ir elåmåntlàrningàtîmlàridà sîchilishini o‘rgàngàn E.Råzårfîrd, 1911- yildà àtîm-ning plànåtàr mîdålini tàklif qildi. Bu g‘îyagà muvîfiq, bo‘linmàshisîblànmish àtîm, àtîmdàn yuz ming màrtà kichik bo‘lgàn yadrîvà uning àtrîfidà hàràkàtlànuvchi elåktrînlàrdàn tashkil topgan.

1932- yildà esà yadrîning prîtîn-nåytrîn mîdåli tàklif qilindi.Bu mîdålgà ko‘ra, istàlgàn kimyoviy elåmånt àtîmining yadrîsiikki õil zàrrà – prîtînlàr và nåytrînlàrdàn tàshkil tîpgàn bo‘lishikåràk. Bu zàrràlàr bo‘linmàs, ya’ni elåmåntàr hisîblànib, ulàrnibittà nîm bilàn nuklîn dåb àtàshdi.

Elåmåntàr zàrràlàr. O‘shà pàytdà, go‘yoki màtåriyaning tuzi-lishi hàqidàgi tàsàvvurlàr birîz îydinlàshgàndåk edi. Elåktrîmàgnittà’sir nàtijàsidà elåktrînlàr và yadrîlàr yagînà àtîmgà và mîlåku-làlàrgà birlàshàdi. Nåytrînlàr và prîtînlàr esà yadrî kuchlàri tà’si-ridà yadrîni hosil qilàdi. Jàmi 14 tà elåmåntàr zàrrà và ulàrningàntizàrràlàri hàmdà ulàr îràsidà to‘rt õil fundàmåntàl tà’sirlàshuv-làr màvjud. Go‘yoki insîniyat o‘zining àzàliy îrzusi, màtåriyaningàsîsini tàshkil qilgàn eng kichik g‘ishtchàlàrni àniqlàb îlgàndåkedi. Låkin îlimlàrni kutilmàgàn «sîvg‘àlàr» kutàrdi. Hàli ulàrnàfàslàrini rîstlàb îlmàsdàn, màsàlà yanàdà chigàllàshà bîshlàdi.Dåyarli hàr yili, õuddi îldingilàrigà o‘õshàsh, yangi «elåmåntàr»zàrràlàr kàshf qilinà bîshlàndi. O‘tgàn àsr 60- yillàrining bîshigàkålib, zàrràlàr sîni Ìåndålåyåv dàvriy siståmàsidàgi elåmåntlàrsînidàn hàm îrtib kåtdi. Ulàrning bir-birlàrigà àylànib turishlàrivà shu qàdàr ko‘pligi, màsàlàgà îydinlik kiritishni tàqîzî etàrdi.Yanà o‘shà, «Olàm nimàdàn tàshkil tîpgàn?» dågàn sàvîl kuntàrtibidàn o‘rin oldi. Shundà îlimlàr, zàrràlàrning hàmmàsi hàm«elåmåntàr» emàs, ulàrning bà’zilàri yanàdà fundàmåntàlzàrràlàrdàn tàshkil tîpgàn, dågàn fikrni îlg‘à surishdi.

Kvàrklàr. 1964- yildà Ì.Gåll-Ìànn và J.Svåyglàr nåytrînlàrvà prîtînlàr 3 tà – u, d, s kvàrklàr dåb ataluvchi sîddà zàrralàr-dàn tàshkil tîpgànligi to‘g‘risidàgi gi pîtåzàni îlg‘à surdi-làr. Kvàrklàr ichki tuzilishgà egà emàs và shu mà’nîdà hàqiqiyelåmåntàr zàrràlàr hisîblànàdi. Êåyinchàlik yanà 2 tà – màftun-kîr c và go‘zàl b kvàrklàr kiritildi. Hàqiqiy t kvàrkning hàm bo‘lishiehtimîldàn xîli emàs.

Shundày qilib, bugungi mànzàrà quyidàgichà: mîddàlàr mîlå-kulà và àtîmlàrdàn tàshkil tîpgàn. Àtîm esà, o‘z nàvbàtidà, yadrîvà uni o‘ràb turgàn elåktrînlàrdàn, yadrî esà nåytrînlàr và prîtîn-làrdàn ibîràt. Prîtînlàr và nåytrînlàr kvàrklàrdàn tàshkil tîpgàn.


181

Fundàmåntàl tà’sirlàshuvlàr. Yuqîridà tà’kidlàngànidåk, zàrrà-làr – bu îlàmning eng kichik g‘ishtchàlàri. Yadrîlàr, àtîmlàr,mîlåkulàlàr, kimyoviy birikmàlàr, biîlîgik to‘qimàlàr, sàyyoràlàr,ulkàn yulduzlàr, kîinît jismlàri, jumlàdàn, bizning o‘zimiz hàmshu zàrràlàrdàn tàshkil tîpgànmiz. Låkin bu zàrràlàrni qàndàykuchlàr bir-birigà bîg‘làb turàdi?

Elåmåntàr zàrràlàr o‘rtàsidà to‘rt õil fundàmåntàl tà’sirlàshuvvà dåmàk, to‘rt õil tà’sir kuchi màvjud. Bulàr: tîrtishish (gràvi-tàtsiîn); elåktrîmàgnit; kuchli (yadrî) và kuchsiz tà’sirlàshuvlàrdir.

Gràvitàtsiîn tà’sirlàshuv màvjud fundàmåntàl tà’sirlàshuv-làr îràsidà eng kuchsizi. U bàrchà zàrràlàr îràsidà màvjud vàfàqat tîrtishish õàràktårigà egàdir. Bir-biridàn 10−15 m màsîfàdàbo‘lgàn ikkità prîtînning gràvitàtsiîn tà’sirlàshuvi ulàrning elåktrî-stàtik tà’sirlàshuvidàn 1036 màrtà kichik. Shu qàdàr kichik bo‘lgàniuchun hàm elåmåntàr zàrràlàr ishtirîk etàdigàn jàràyonlàrdà e’ti-bîrgà îlinmàydi. Àmmî uning màkrîjismlàr hàràkàtidàgi àhàmiyatibuyuk. Àynàn shu tîrtishish kuchi butun kîinîtni – sàyyorà-làrni, yulduzlàrni, gàlàktikàni và bîshqà îsmîn jismlàrining màv-jud tuzilishini sàqlàb turàdi. Àynàn uning shàrîfàti bilàn biz hàmYergà bîg‘lànib turibmiz.

Elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv elåktr zàryadigà egà zàrràlàr îrà-sidà vujudgà kålàdi. U tà’sirlàshuvchi zàrràlàrning zàryadigà qàràbhàm tîrtishish, hàm itàrishish õàràktårigà egà bo‘lishi mumkin.

Elåktrîmàgnit tà’sirlàshuv elåktrînlàrning yadrî àtrîfidàgihàràkàtini, ya’ni àtîmning barqarorligini tà’minlàydi.

Êuchli tà’sirlàshuv kichik màsîfàlàrdà (10−15 m) nàmîyonbo‘làdi. U nuklînlàr îràsidà màvjud bo‘lib, prîtînlàr và nåytrîn-làrni birgàlikdà yadrîdà tutib turàdi. Uning shàrîfàti bilàn turli õilyadrîlàr, àtîmlàr và kimyoviy elåmåntlàr màvjud. Êimyoviyelåmåntlàrning màvjudligi esà turli muràkkàb mîlåkulàlàr, îrgànikbirikmàlàr và hàyotning màvjudligini tà’minlîvchi îmildir.

Êuchsiz tà’sirlàshuv nàfàqàt kuchli, bàlki elåktrîmàgnittà’sirlàshuvdàn hàm ànchà kuchsizdir. Låkin u gràvitàtsiîntà’sirlàshuvdàn sezilarli darajada kuchli. Êuchsiz tà’sirlàshuvningtà’sir dîiràsi judà kichik và tàõminàn 2 · 10−18 m ni tàshkil qilàdi.

Ayni paytda kuchsiz tà’sirning tàbiàtdàgi o‘rni båqiyos. Àynànshu tà’sirlàshuvning shàrîfàti bilàn yadrî ichidà prîtînning nåy-trîn, pîzitrîn và nåytrinîgà àylànish råàksiyasi ro‘y båràdi. Buråàksiya esà to‘rttà prîtîndàn gåliy yadrîsi hîsil bo‘lish råàksiya-


182

sidà, ya’ni tårmîyadrî sintåzidà àsîsiy àhàmiyatgà egàdir. Dåmàk,kuchsiz tà’sirlàshuv Quyosh và yulduzlàrning enårgiya mànbàyi,tårmîyadrî råàksiyalàrining ro‘y bårishidà muhim àhàmiyatgà egà.

Òà’sirlàshuv màydînlàri. Endi bu tà’sirlàshuvlàr qàndày àmàl-gà îshàdi, dågàn sàvîlgà jàvîb izlàylik.

Bàrchà tà’sirlàshuvlàrning o‘z nîmlàri bilàn àtàluvchi màydîn-làri bîr và tà’sirlàshuv shu màydînlàr vîsitàsidà àmàlgà îshirilàdi.Ìisîl uchun, eng yaõshi o‘rgànilgàn elåktrîmàgnit tà’sirlàshuvelåktrîmàgnit màydîn vîsitàsidà, màydîn kvànti – fîtîn îrqàliàmàlgà îshirilàdi. Elåktrîmàgnit màydîn màtåriyami yoki birîrmàvhum tushunchàmi? Elåktrîmàgnit màydîn màtåriyaning birko‘rinishi và u màtåriyaning mîddà ko‘rinishigà àylànishi mumkin.Bungà fîtînning elåktrîn-pîzitrîn juftligigà àylànishi misîl bo‘làdi.Shuningdåk, tåskàri hîl – elåktrîn-pîzitrîn juftligining ànnigilat-siyasi, ya’ni mîddà-màtåriyaning màydîn-màtåriyagà àylànishihàm ro‘y båràdi. Bîshqà màydînlàr to‘g‘risidà hàm õuddi shundàyfikr yuritish mumkin. Shundày qilib, tà’sirlàshuvlàr o‘z màydîn-làri îrqàli àmàlgà îshirilàdi và bu màydînlàr màtåriyaning birko‘rinishidir. Ìàtåriyaning mîddà và màydîn ko‘rinishlàri dîimîbir-birlàrigà àylànib turàdi. Shuni tà’kidlàsh lîzimki, îlàmdàmàydîn-màtåriya mîddà-màtåriyadàn ko‘rà ko‘prîqdir.

Òàbiàt qînunlàrining univårsàlligi. «Eng muràkkàb tuyulgànnàrsàlàr, àslidà sîddà nàrsàlàrdir», dåb tà’kidlàgàn edi Eynshtåyn.Buni yaõshi tushungàn îlimlàr dîimî tàbiàt qînunlàrini sîddà-làshtirishgà, ya’ni univårsàllàshtirishgà hàràkàt qilgànlàr. Ìàsàlàn,tålåskîp yordàmidà Oydàgi tîg‘làrning sîyasini kuzàtgàn Gàlilåy«fizikà qînunlàri butun kîinîtdà bir õil, ya’ni univårsàl ko‘rinish-gà egà», dågàn fikrni bildirgàn. Yerdà tàjribàlàr o‘tkàzgàn Nyutîn«Butun îlàm tîrtishish qînunini» yaràtgàn. Fàràdåy và Àmpårelåktr zàryadi àtrîfidà nàfàqàt elåktr màydîn, bàlki zàryad hàràkàt-làngàndà màgnit màydîn hàm hîsil bo‘lishini àniqlàgàn. Nàtijàdàelåktr và màgnit màydînlàrni yagînà elåktrîmàgnit màydîngàbirlàshtirish, ya’ni elåkrîmàgnit màydîn nàzàriyasini yaràtishgàimkîn tug‘ildi. So‘ngrà, yorug‘likning elåktrîmàgnit to‘lqin ekànligimà’lum bo‘lib qîldi va ràdiîto‘lqinlàr, issiqlik nurlànishi, ko‘ri-nuvchi yorug‘lik, ultràbinàfshà nurlàr, råntgån nurlàri và gàmmà-nurlàr yagînà elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsidà jîylàshtirildi.

Plànkning – «elåktrîmàgnit nurlànish fîtînlàr (zàrràlàr)ko‘rinishidà chiqàrilàdi», dågàn g‘îyasi îlàmning tuzilishini o‘rgà-nishdà ulkàn àhàmiyatgà egà bo‘ldi. Plànk g‘îyasini umumlàshtirgànEynshtåyn – «nurlànish nàfàqàt fîtînlàr ko‘rinishidà chiqàrilib


183

qîlmày, u fîtînlàr ko‘rinishidà tàrqàlàdi và fîtînlàr ko‘rinishidàyutilàdi hàm», dågàn fikrgà kåldi. Bu g‘îyani yanàdà umumlàshtir-gàn Lui då Brîyl – «to‘lqin õususiyati bàrchà zàrràlàrgà hàm õîsõususiyatdir», dåb õulîsà qildi. Nàtijàdà kîrpuskulà-to‘lqin duàlizmimàtåriyaning bàrchà turlàrigà õîs õususiyatligi mà’lum bo‘lib qîldi.

Yuqîridà ko‘rilgàn to‘rttà fundàmåntàl tà’sirlàshuvlàrni hàmunivårsàllàshtirishning, ya’ni birlàshtirishning imkîni yo‘qmikàn,dågàn sàvîl tug‘ilàdi. Êo‘pdàn båri bu yo‘ldà izlànishlàr îlibbîrilmîqdà. Ìàsàlàn, Eynshtåyn umrining îõirgi 35 yilini tîrti-shish và elåktromàgnit tà’sirlàshuvlàrni birlàshtirishgà bàg‘ishlàgàn.Shuningdåk, bîshqà urinishlàr hàm yo‘q emàs.

Buyuk birlàshuv nàzàriyasi. Hîzirchà bulàrning eng muvàf-fàqiyatlisi amårikàlik fiziklàr Sh.Gleshîu, S.Vàynbårg và pîkis-tînlik fizik À.Sàlàmlàr tîmînidàn elåktr kuchisiz tà’sir nàzà-riyasining yaràtilishidir. Ushbu kàshfiyotlàri uchun ulàr 1979- yildàNîbål mukîfîtigà sàzîvîr bo‘lishdi. Ìuvàffàqiyatdàn ruhlàngànfiziklàr «Buyuk birlàshuv nàzàriyasi» (BBN)ni tàklif qilishdi. Bunàzàriyadà elåktrîmàgnit, kuchsiz và kuchli tà’sirlàr birlàshtirilgàn.Uning nàqàdàr to‘g‘riligini tàjribàlàr ko‘rsàtàdi.

BBNgà muvîfiq, màtåriya tuzilishining zàmînàviy nàzàriyasivà bizni o‘ràb turgàn îlàmdà ro‘y båràdigàn vîqåàlàr o‘rtàsidàuzluksiz bîg‘lànish màvjud. Bîshqàchà àytgàndà, elåmåntàr zàrrà-làrning hîzirgi hîlàti îlàmning dàstlàbki pàydî bo‘lish bîsqichi,ya’ni mîddàning pàydî bo‘lishi bilàn båvîsità bîg‘liq. Îlàmningzàmînàviy mîdåligà ko‘ra, u kångàymîqdà, ya’ni gàlàktikàlàrbir-birlàridàn uzîqlàshmîqdà. Buning hàmmàsi 1010 yil burunro‘y bårgàn buyuk pîrtlàshning nàtijàsidir.

Hîzirgi pàytdà hàr to‘rtàlà tà’sirlàshuvni o‘z ichigà îlgànsupårbirlàshuv nàzàriyasi tàklif qilingàn.

Õulîsà

Zàmînàviy fizikà nuqtàyi nàzàridàn màtåriya ikki õil: mîddàvà màydîn ko‘rinishigà egà.

Êîrpuskulà-to‘lqin duàlizmi màtåriyaning bàrchà turlàrigà õîsõususiyat.

Bizni o‘ràb turgàn dunyodàgi hàr bir o‘zgàrish màtåriyaninghàràkàtidir. Bu hàràkàtning mànbàyi esà o‘zàrî tà’sirlàshuvlàr.Òà’sirlàshuv màydînlàri elåmåntàr zàrràlàrni yadrîlàr, àtîmlàr,mîlåkulàlàr, màkrîjismlàr, sàyyoràlàr và hîkazîlàrgà birlàshtiribturàdi.


184

Shundày qilib, îlàm àbàdiy màvjud bo‘lgàn và àbàdiy màvjudbo‘luvchi hàmdà dîimî hàràkàtdàgi màtåriyadàn ibîràt. Insîn esào‘z àtrîfidàgi îlàmni o‘rgànish, tushunish và bilish uchun yashàydi.Bilish jàràyoni esà muràkkàb và chåksizdir.

FIZIKÀ VÀ FÀN-TÅÕNIKÀTÀRÀQQIYOTI

Fizikà tàbiiy fàn bo‘lib, uning qînunlàri bàrchà tàbiàtshu-nîslik bilimlàrining àsîsidà yotàdi. Fizikà fànini uzîq vàqtlàrgàchàtàbiàt fàlsàfàsi dåb àtàgànlàrining o‘zi hàm uning fàlsàfà bilànnàqàdàr chuqur bîg‘lànib kåtgànligining isbotidir. Fizikà sîhà-sidà qilingàn hàr bir kàshfiyot, dunyoni bilish sîhàsidàgi hàrbir yangilik màtåriyani, bîrliqni o‘rgànish yo‘lidàgi dàdil bir qàdàmhisîblànàdi. Yunîn fàylàsuflàrining îlàm g‘ishtchàlàri – àtîmlàrhàqidàgi qàràshlàri qànchàlik munîzàràlàrgà sàbàb bo‘lgàn bo‘lsà,kvàrklàr to‘g‘risidàgi hîzirgi g‘îyalàr hàm fàylàsuflàrning shundàymunîzàràlàrigà sàbàb bo‘lmîqdà. Àmmî àtîmlàr màvjudliginingisbîtlàngànligi yangichà fàlsàfiy dunyoqàràshlàrning vujudgà kåli-shigà, îlàmni yangichà tushunishimizgà îlib kåldi. Õuddi shundàyfikrni àtîmning bîshqà zàrràlàrdàn tàshkil tîpgànligi và o‘z nàvbàti-dà, bu zàrràlàr hàm yanàdà kichikrîq zàrràlàrdàn tàshkil tîpgànligito‘g‘risidà àytish mumkin. O‘z àtrîfidàgi îlàmni o‘rgànishgà inti-luvchi hàzràti insîn uning tuzilishi hàqidàgi bilimlàrini misqîllàbko‘pàytirib bîràdi. Àlbàttà, bu yo‘l tåkis emàs và bà’zi fizik kàshfiyot-làr ulkàn fàlsàfiy munîzàràni vujudgà kåltirgàni mà’lum. Àyniqsà,elåktrîn-pîzitrîn juftligining fîtîngà àylànishini misîl sifatidakeltirish mumkin. O‘z pàytidà – «màtåriya yo‘qîlmîqdà, bundàybo‘lishi mumkin emàs», dågàn fàylàsuflàr hàm tîpilgàn. Àmmîinsîniyat o‘z bilimlàri chågàràsini kångàytirib, elåktrîmàgnitmàydîn và uning kvànti – fîtîn hàm màtåriyaning bir turi ekànli-gini tushunishi bilàn bu muàmmî o‘z yåchimini tîpgàn.

Elåmåntàr zàrràlàr nàzàriyasining îlàmning vujudgà kålishi(kîsmîlîgiya) muàmmîlàrigà bîrib tàqàlishi bugungi kunningeng qiziq nàtijàlàridàn biridir. Êuchli, elåktrîmàgnit và kuchsiztà’sirlàshuvlàrni birlàshtiruvchi buyuk birlàshuv nàzàriyasining(BBN) îlàmning vujudgà kålishidàgi buyuk pîrtlàshdàn tîki unito‘là yåmirilishigàchà bo‘lgàn mànzàràni tàvsiflàshi chuqur fàlsàfiymunîzàràlàrgà sàbàb bo‘lmîqdà.

Fizikà sohasida yaratilgan kàshfiyotlàrdàn yangi kàshfiyotlàrochishda fîydàlànilgàn. Ìikrîskîp yordàmidà mikrîzàrràlàr kuzà-


185

tilgàn bo‘lsà, tålåskîp yordàmidà îsmîn jismlàri o‘rgànilgàn.Elåktrîmàgnit to‘lqinlàr yordàmidà àlîqà vîsitàlàri, àõbîrîtlàrniuzàtish yo‘lgà qo‘yilgàn, àtîmlàrning nurlànishidàn esà ulàrningtuzilishi hàqidà mà’lumît îlingàn. Àtîmning tuzilishini o‘rgànish,hàm màtåriya hàqidàgi bilimlàrimizni chuqurlàshtirishgà imkînbårgàn bo‘lsà, hàm insîniyatni àtîm enårgiyasidàn bàhràmànd qil-mîqdà. Làzår nurlàrining kàshf qilinishi, undàn insîniyat ehtiyoj-làrining judà ko‘p sîhàlàridà fîydàlànishdàn tàshqàri, tårmî-yadrî sintåzidàn fîydàlànish imkîniyatlàrini hàm vujudgà kåltirdi.Umumàn îlgàndà, bundày misîllàrni judà ko‘p kåltirish mumkin.

Shu bilàn birgà, fizikà sîhàsidàgi kàshfiyotlàrning bîshqà fàn-làrdàgi tàdqiqîtlàrdà qo‘llànilishi, o‘rgànish îbyåktlàrining birlà-shuvi nàtijàsidà ko‘plàb yangi fànlàr vujudgà kålgànligini hàm tà’kid-làsh lîzim. Bulàr siràsigà biîfizikà, fizikkimyo, àstrîfizikà, elåktrî-tåõnikà, ràdiîtåõnikà, issiqlik tåõnikàsi, gåliîtåõnikà và h.k. kiràdi.

Ìàsàlàn, biîfizikà – biîlîgiya và fizikàning turli bo‘limlàrichågàràsidà vujudgà kålgàn. Uning vàzifàsi jînli îrgànizmlàrningtuzilishi và fàîliyat ko‘rsàtishining fizik àsîslàrini o‘rgànishdàn ibîràt.

Fizikà fànining yutuqlàri insîniyatning yanà bir qànchàmuàmmîlàrini yåchishgà, îg‘irini yångil qilishgà õizmàt qilmîqdà.Quyidà ulàrning bà’zilàrigà to‘õtàlib o‘tàmiz.

Fizikà và enårgåtikà. Insîniyat yaràtilibdiki, u dîimî enårgiya-gà (îlîvgà) muhtîjlik såzgan. Nàdîmàtlàr bo‘lsinkim, enårgiyaesà dîimî yåtishmàgàn. Enårgiya insîngà nimà uchun kåràk?U isinish uchun, yoritish uchun, îvqàt pishirish và shu kabibîshqà ko‘plàb ehtiyojlàr uchun kerak. Bu ehtiyojlàr uchun uo‘tindàn, ko‘mirdàn, nåftdàn, gàzdàn, ya’ni tàbiiy yoqilg‘ilàrdànfîydàlànib kålgàn và hàmîn fîydàlànmîqdà.

Ulàrni tàshishning nîqulàyligi esà enårgiyani uzàtishning turliusullàrini izlàshni tàqîzî etgàn. Bu vàzifàni yåchishning eng qulàyusuli elåktr tîkidir. Òurmushimizning àjràlmàs qismigà àylànibqîlgàn elåktr enårgiya elåktr dvigàtållàr yordamida bîshqà turdàgienårgiyalàrdàn hosil qilinadi. Elåktr dvigàtållàrning ish prinsipiesà fizikàning ulkàn kàshfiyotlàridàn biri – elåktrîmàgnit induksiyahîdisàsigà àsîslàngàn.

Bugungi kundà enårgiya bilàn tà’minlàsh qàndày hîlàtdà? Bàõtgàqàrshi, yåtàrli emàs. Shuning uchun hàm insîniyat dîimî yangi enår-giya mànbàlàrini izlàgàn. Êålgusidà ulàr bir nåchà õil bo‘lishi mumkin.

Ulàrdàn biri – îg‘ir yadrîlàrning bo‘linish råàksiyasidir. Yonilg‘isifàtidà uràn-235, plutîniy-232 và bîshqà îg‘ir yadrîlàrdàn


186

fîydàlànilàdi. Birinchi àtîm elåktr stànsiyasining ishgà tushirilgànigàhàm qàriyb yarim àsr bo‘ldi. Judà ko‘p màmlàkàtlàrning elåktrenårgiya ishlàb chiqàrishidà ÀES làrning hissàsi sezilarlidir. Hîzirgipàytdà àtîm dvigàtållàridàn enårgiya îlib fàîliyat ko‘rsàtàyotgànsuvîsti và suvusti kåmàlàri hàm bîr.

Yanà bir enårgiya mànbàyi – tårmîyadrî sintåzidà àjràlàdigànenårgiyadir. Àmmî uni bîshqàrish yo‘lidàgi bàrchà urinishlàrhîzirchà nàtijà bårgàni yo‘q. Låkin bu mutlaqî nàtijà bårmàydi,dågàni emàs. Insîniyat bundàn hàm qiyin muàmmîlàrni yåchgàn.

Êåyingi pàytlàrdà yanà bir ulkàn enårgiya mànbàyi hàqidà tur-li fikrlàr bildirilmîqdà. Bu – mîddà và àntimîddà ànnigilatsiyasidir.Ìàsàlàn, vîdîrîd và àntivîdîrîdning ànnigilatsiyasini tà’min-lîvchi råàktîr ulkàn enårgiya mànbàyi bo‘lishi mumkin edi.

Òo‘g‘ri, insîniyat iõtiyoridà bîshqà enårgiya mànbàlàri hàmyo‘q emàs. Bulàr – quyosh bàtàråyalàri, enårgiyani màgnitîgidrî-dinàmik o‘zgàrtirgichlàr (ÌGD o‘zgàrtirgich) và h.k. Enårgiyauzàtishdàgi yo‘qîtishni kàmàytirishning hàm turli yo‘llàri izlàn-mîqdà. Bu màqsàddà, o‘tà o‘tkàzuvchàn màtåriàllàrni tîpishyo‘lidà tàdqiqîtlàr îlib bîrilmîqdà. Shundày bo‘lsà-dà, kålgusidàinsîniyatning enårgiyagà bo‘lgàn ehtiyojini qîndirà îluvchi yagînàmànbà – yadrî enårgåtikàsi ekànligi håch kimgà sir emàs.

Fizikà và tibbiyot. Insîn uchun eng qimmàtli nàrsà sîg‘liqdir.Shuning uchun hàm fizikà yutuqlàrining tibbiyot sîhàsidà qo‘llà-nishigà to‘xtàlmàsdàn ilîjimiz yo‘q. Fizikà yutuqlàri tibbiyotdàikki õil màqsàddà ishlàtilàdi.

Birinchisi – båmîrgà tàshõis qo‘yish uchun shifokorgayordàmchi sifàtidà. Bu sîhàdà råntgån nurlàri bilàn îlingàn suràtlàr-ning yordàmi båqiyosdir (råntgånîdiàgnîstikà). Ulàr yordàmidàsuyakning singàni, o‘sgàni, ichki îrgànlàrdàgi o‘zgàrishlàr hàqidààniq mà’lumîtlàr îlinàdi. Îõirgi pàytlàrdà bu vàzifàni insîn sîg‘ligiuchun ànchà zàràrsiz bo‘lgàn ultràtîvush to‘lqinlàridà ishlîvchiàppàràtlàr bàjàrmîqdà. Êîmpyutårlàr kàshf etilgàndàn so‘ngshifokorlàr uchun yanàdà båminnàtrîq yordàmchi – kîmpyutårlitîmîgràflàr kàshf qilindi. U insînning ichki îrgànlàri to‘g‘risidàto‘là mà’lumît bårishi và mînitîrdà nàmîyish qilishi bilàn birgà,suràtgà hàm tushirib båràdi.

Ikkinchisi – turli kàsàlliklàrni dàvîlàshdà ishlàtilishi. Ultrà-tîvush, màgnit màydîn, kuchsiz tîk, làzår nuri yordàmidà àsàbchàrchîqlàrining dàvîlànishi hàmmàgà mà’lum. Àyniqsà, làzårnurlàrining insîn sàlîmàtligi yo‘lidàgi õizmàtlàri båqiyosdir. Qîn


187

chiqàrmàs làzår pichîqlàri yordàmidà îrgànizmdàgi kàsàl hujàyrà-làrni dàvîlàsh, bir-birigà ulàsh và zàrur bo‘lgàndà kåsib tàshlàshmumkin. Làzår nurlàri, àyniqsà, insînning eng nîzik îrgànlaridanbiri bo‘lmish ko‘z îpåràtsiyalàridà judà muvàffàqiyatli qo‘llànilmîqdà.

Fiziklàr hîzirgi pàytdà dàvîsiz deb hisîblànuvchi, ko‘plàbîdàmlàrning umrigà zîmin bo‘làyotgàn ràk kàsàlligini hàm dàvîlàshyo‘llàrini izlàshmîqdà. Bu sîhàdà mà’lum yutuqlàrgà erishilgànhàm. Prîtîn zàrràlàrining dàstàsi ràkkà chàlingàn îrgànni àjràtibqo‘yish và kàsàllik rivîjlànishini to‘õtàtishi tàjribàlàrdà àniqlàngàn.Låkin bu usulning judà qimmàtligi uning kång qo‘llànishigà to‘siqbo‘lib qîlmîqdà. Àmmî bu muàmmîning hàm yåchilishigà ko‘pvàqt qîlmàgànligigà àminmiz.

Fizikà và tåõnikà tàràqqiyoti. Bugungi kundà ishlàb chiqàrish-ning fizikà fàni yutuqlàri qo‘llànilmàydigàn birîrtà hàm sîhàsibo‘lmàsà kåràk. O‘z pàytidà turli ishlàb chiqàrish ehtiyojlàri fizikà-ning rivîjlànishigà jiddiy turtki bo‘lgàn. Ìàsàlàn, bug‘ màshinàlàrifîydàli ish kîeffitsiyåntlàrini îshirish yo‘llàrini izlàsh tårmîdinàmi-kàning rivîjlànishigà îlib kålgànligini qàyd etgàn edik. Yarim-o‘tkàzgichlàrning iõtirî qilinishi esà elåktrîn hisîblàsh siståmàsivà àlîqà tizimidà inqilîbiy o‘zgàrishlàrni àmàlgà îshirdi. Judà ulkànimkîniyatli và jàjjiginà hàjmni egàllîvchi trànzistîrlàr và råzistîrlàrbugungi shàõsiy kîmpyutårlàrdàn tîrtib, ulkàn kàttà hisîblàshmàshinàlàrigàchà bo‘lgàn qurilmàlàrning àsîsini tàshkil qilàdi.Ulàrning shàrîfàti bilàn ulkàn àlîqà tizimi – Intårnåt tàrmîg‘i,màsîfàdàn turib o‘qitish tizimlàrini yo‘lgà qo‘yish imkîni tug‘ildi.

Êålgusidà, eng kichik ishlàrdàn tîrtib, uy båkàlarining yordàm-chisi bo‘lishgàchà mo‘ljàllàngàn rîbîtlàrning miyasi trànzistîrlisõåmàlàrdàn, ko‘zlàri esà fîtîelåmåntlàrdàn yasaladi.

Råntgån nurlàri yordàmidà dåtàllàrning ichigà nigîh tàshlàsh,nuqsonlàrini àniqlàsh; yorug‘lik intårfårånsiyasi và difràksiyasiyordàmidà kristàllàrning mîlåkular tuzilishi, kristàll pànjàràlàrningjîylàshuvi hàqidà õulîsà chiqàrish; yorug‘likning qutblànishiyordàmidà eritmàlàrning kînsåntràtsiyasini àniqlàsh; spåktrlàryordàmidà nîmà’lum qîtishmà yoki rudàning tàrkibini àniqlàshmumkinligi håch kimgà sir emàs. Chunki shu jàràyonlàr àsîsidàishlàyotgàn qurilmàlàrning ishlàb chiqàrishdà fîydàlànilàyotgàn-ligigà ànchà vàqt bo‘ldi.

Îõirgi pàytlàrdà kishilàr e’tibîridà bo‘lgàn, båvîsità ishlàb chi-qàrishgà yo‘l îlgàn sîhàlàrdàn biri – gîlîgràfiyadir. Uning mà’lumît-làrni sàqlàsh sîhàsidàgi imkîniyatlàri judà yuksàk bàhîlànmîqdà.


188

I L Î V À6 - j à d v à l

Àsîsiy fizik dîimiylàr(uchtà àhàmiyatli ràqàmgàchà àniqlikdà yaxlitlàngàn)

Erkin tushishning nîrmàl tåzlànishi ............. g = 9,81 m/s2

Òîrtishish (gràvitàtsiya) dîimiysi .................. G = 6,67 ⋅ 1011 m3/kg ⋅ sÀvîgàdrî dîimiysi ......................................... NA = 6,02 ⋅ 1023 mî‘l−1

Ìîlyar gàz dîimiysi ..................................... R = 8,31 J/Ê ⋅ mî‘lStàndàrt hàjm................................................. Vm = 22,4 ⋅ 10−3 m3/mî‘lBîlsmàn dîimiysi .......................................... k = 1,38 ⋅ 1023 J/ÊFàràdåy dîimiysi ........................................... F = 9,65 ⋅ 104 Ñ/mî‘lElåmåntàr zàryad .......................................... e = 1,60 ⋅ 10−19 ÑElåktrînning màssàsi ..................................... me = 9,11 ⋅ 10−31 kgElåktrînning sîlishtirmà zàryadi ................... e/m = 1,76 ⋅ 1011 Ñ/kgYorug‘likning bo‘shliq (vàkuum)dàgi tåzligi .. c = 3,00 ⋅ 108 m/sStåfàn–Bîlsmàn dîimiysi ............................. σ = 5,67 ⋅ 10−8 W/(m2 ⋅ K4)Vin siljish qînunining dîimiysi .................... c = 2,90 ⋅ 10−3 m ⋅ ÊPlànk dîimiysi ............................................... h = 6,63 ⋅ 10−34 J ⋅ s........................................................................... h = h/(2π) = 1,05 ⋅ 10−34 J ⋅ sRidbårg dîimiysi ............................................ R = 3,29 ⋅ 1015 s−1

R′ = 1,10 ⋅ 107 m−1

Birinchi Bîr îrbitàsining ràdiusi .................. a = 5,29 ⋅ 10−11 mElåktrînning Êîmptîn to‘lqin uzunligi ........ λC = 2,43 ⋅ 10−12 mBîr màgnåtîni .............................................. µβ = 9,27 ⋅ 10−24 J/TlVîdîrîd àtîmining iînlànish enårgiyasi ....... Ei = 2,16 ⋅ 10−18 JÀtîm màssà birligi ......................................... 1 a.m.b = 1,66 ⋅ 10−27 kg

Yadrî màgnåtîni ............................................ µN = 5,05 ⋅ 10−27 J/Tl

7- j à d v à l

Bà’zi elåmåntàr zàrràlàr và yångil yadrîlàrning màssàlàri vàtinchlikdàgi enårgiyalàri

Zàrrà Ìàssà Enårgiya

m0, kg m0, (à.m.b) E0, J E0, ÌeV

Elåktrîn 9,11 · 10−31 0,00055 8,16 · 10−14 0,511

Nåytràl måzîn 2,41 ·10−28 0,14526 – 135

Prîtîn 1,67 · 10−27 1,00728 1,50 · 10−10 938

Nåytrîn 1,68 · 10−27 1,00867 1,51 · 10−10 939

Dåytîn 3,35 · 10−27 2,01355 3,00 · 10−10 1876

α- zàrrà 6,4 · 10−27 4,00149 5,96 · 10−10 3733


189

8- j à d v à l

Nåytràl àtîmlàrning màssàsi

Elåmånt Òàrtib ràqàmi Izîtîpi Ìàssà (à.m.b.)(unsur)

Nåytrîn 0 n 1,00867Vîdîrîd 1 1H 1,00783

2H 2,014103H 3,01605

Gåliy 2 3Hå 3,016034Hå 4,00260

Litiy 6Li 6,015137Li 7,01601

Bårilliy 3 7Be 7,016939Be 9,0121910Be 10,01354

Bîr 5 9B 9,0133310B 10,0129411B 11,00931

Uglårîd 6 10C 10,0016812C 12,0000014C 14,00324

Àzît 7 13N 13,0057414N 14,0030715N 15,00011

Êislîrîd 8 16O 15,9949117O 16,9991318O 17,99916

Ftîr 9 19F 18,99840Nàtriy 11 22Na 21,99444

23Na 22,98997Ìàgniy 12 23Mg 22,99414

Àluminiy 13 30Al 29,99817Êråmniy 14 31Si 30,97535Fîsfîr 15 31P 30,97376Êàliy 19 41K 40,96184Êàlsiy 20 44Ca 43,95549

Qo‘rg‘îshin 82 206Pb 205,97446Pîlîniy 84 210Po 209,98297


190

Ì U N D À R I J À

So‘zbîshi ..............................................................................................3

Optika

I bob. Îptikà elementlari .....................................................................4

1- §. Yorug‘lik hàqidàgi tà’limîtning rivîjlànishi.Yorug‘likning elåktrîmàgnit tàbiàti .............................................4

2- §. Yorug‘likning tåzligi ....................................................................73- §. Yorug‘likning õàràktåristikàlàri. Fîtîmåtriya elåmåntlàri ............. 104- §. Yorug‘likning qàytish và sinish qînunlàri. Òo‘là qàytish ............ 135- §. Linzàlàr. Yupqà linzà fîrmulàsi ................................................. 166- §. Yorug‘likning to‘lqin nàzàriyasi. Gyuygåns prinsipi .................. 197- §. Yorug‘lik intårfårånsiyasi ........................................................... 218- §. Yorug‘lik intårfårånsiyasini kuzàtish usullàri.

Yorug‘lik interferensiyasidan foydalanish ................................... 259- §. Yorug‘lik difràksiyasi ................................................................. 29

10- §. Pàràllål nurlàr dàstàsining yakkà tirqishdàgi difràksiyasi.Difràksiîn pànjàrà. Difràksiyadàn fîydàlànish ............................ 32

11- §. Gîlîgràfiya hàqidà tushunchà .................................................... 3612- §. Yorug‘likning qutblànishi. Qutblàgichlàr .................................... 3913- §. Yorug‘lik dispårsiyasi ................................................................. 4414- §. Nurlanish và yutish spåktrlàri. Spåktràl ànàliz ........................... 4715- §. Elåktrîmàgnit to‘lqinlàr shkàlàsi. Infràqizil và

ultràbinàfshà nurlàr ................................................................... 5116- §. Råntgån nurlàri ........................................................................ 53

Ìàsàlà yechish nàmunàlàri ........................................................... 56Mustaqil yechish uchun masalalar ................................................. 58Test savollari ................................................................................. 59Bobning asosiy xulosalari ............................................................... 60

Êvànt fizikàsi àsîslàri

II bîb. Êvànt îptikàsi elåmåntlàri ..................................................... 61

17- §. Issiqlikdan nurlànish. Issiqlikdan nurlànish qînunlàri ............... 6218- §. Relåy–Jins qînuni. Plànk gipîtåzàsi ....................................... 6619- §. Fîtîeffåkt hîdisàsi .................................................................... 6820- §. Fîtîeffåktning qo‘llànilishi ....................................................... 7521- §. Yorug‘likning bîsimi ................................................................ 7922- §. Yorug‘likning kimyoviy tà’siri ................................................... 8423- §. Luminåssånsiya ......................................................................... 8524- §. Yorug‘likning kîrpuskular-to‘lqin duàlizmi ............................... 87


191

Ìàsàlà yechish nàmunàlàri ........................................................... 88Mustaqil yechish uchun masalalar ................................................. 90Test savollari ................................................................................. 91Bobning asosiy xulosalari ............................................................... 91

III bîb. Àtîm và àtîm yadrîsi .......................................................... 93

25- §. Àtîmning mîdållàri. Råzårfîrd tàjribàsi ..................................... 9326- §. Vîdîrîd àtîmining spåktri ........................................................ 9627- §. Vîdîrîd àtîmi uchun Bîr nàzàriyasi ..................................... 10028- §. Lui då Brîyl gipîtåzàsi. Zàrràlàrning to‘lqin õîssàlàri ............ 10829- §. Êvànt måõànikàsi elåmåntlàri ................................................. 11130- §. Yorug‘likning kvànt gånåràtîrlàri và ulàrning qo‘llànilishi ....... 11631- §. Àtîm yadrîsining tuzilishi. Izîtîplàr ........................................ 12132- §. Yadrîning bîg‘lànish enårgiyasi .............................................. 12333- §. Yadrî kuchlàri. Yadrî mîdållàri hàqidà tushunchà .................. 12634- §. Òàbiiy ràdiîàktivlik. Ràdiîàktiv yemirilish qînuni .................. 12835- §. Àlfà, båtà và gàmmà-nurlànishlàr ........................................... 13236- §. Yadrî råàksiyalàri. Radioàktiv àylànishlàr ............................... 13637- §. Elåmåntàr zàrràlàr. Zàrràlàr và àntizàrràlàr ............................. 13938- §. Elåmåntàr zàrràlàrning àsîsiy õîssàlàri và ulàrni

klàssifikàtsiyalàsh. Kvàrklàr ...................................................... 14339- §. Êîsmik nurlàr ........................................................................ 14740- §. Elåmåntàr zàrràlàrni kuzàtish và qàyd qilish usullàri .............. 150

Ìàsàlà yechish nàmunàlàri ......................................................... 153Mustaqil yechish uchun masalalar ............................................... 155Test savollari ............................................................................... 156Bobning asosiy xulosalari ............................................................. 157

IV bîb. Yadrî enårgåtikàsi .............................................................. 159

41- §. Îg‘ir yadrîlàrning bo‘linishi. Uzluksiz zànjir råàksiyasi ......... 15942- §. Yadrî råàktîri. Zànjir råàksiyasini bîshqàrish ......................... 16243- §. Àtîm enårgåtikàsi và undàn tinchlik màqsàdidà fîydàlànish .... 16644- §. Sun’iy ràdiîàktiv izîtîplàrning îlinishi và qo‘llànilishi .......... 16745- §. Ràdiîàktiv nurlànishning biîlîgik tà’sirlàri ............................. 16846- §. Òårmîyadrî råàksiyalàri .......................................................... 17147- §. Quyosh và yulduzlàr. Quyosh và yulduzlàr energiyasi ............. 17348- §. O‘zbåkistîndà yadrî fizikàsi sîhàsidà îlib bîrilàyotgàn

tàdqiqîtlàr và ulàrning nàtijàlàridàn õàlq õo‘jàligidàfîydàlànish ............................................................................. 175

Test savollari ............................................................................... 178Bobning asosiy xulosalari ............................................................. 178

Îlàmning zàmînàviy fizik mànzàràsi .......................................... 179Fizikà và fàn-tåõnikà tàràqqiyoti ................................................ 184Ilîvà ........................................................................................... 188


ABDUQAHHOR GADOYEVICH G‘ANIYEV,

ABDURASHID KARIMOVICH AVLIYOQULOV,

GULNORA ASHUROVNA ALMARDONOVA

FIZIKA

II q i s m

Akademik litsey va kasb-hunar kollejlariuchun darslik

6- n a s h r i

«O‘qituvchi» nashriyot-matbaa ijodiy uyiToshkent–2008

Muharrirlar: M.Shermatova, O‘.Husanov, M.Po‘latovRasmlar muharriri Sh.Xo‘jayev

Tex. muharrir S.Tursunova, T. GreshnikovaKichik muharrir H.Musaxo‘jayeva

Musahhih M.IbrohimovaKompyuterda sahifalovchilar: Sh.Rahimqoriyev, N. Ahmedova

G‘aniyev A.G.Fizika: Akademik litsey va kasb-hunar kollejlari uchundarslik/ A.G. Ganiyev, A.K. Avliyoqulov, G.A. Almardonova[A.G. G‘aniyev tahriri ostida.] O‘zbekiston Respublikasioliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi, O‘rta maxsus, kasb-hunarta’limi markazi. — 6-nashr.—T.: «O‘qituvchi» nashriyot-matbaa ijodiy uyi, 2007. – Q.II.—192 b.

I. Avliyoqulov A.K. II. Almardonova G.A.ÁÁÊ 22.3ya722

2008- yil 10- aprelda original-maketdàn bîsishgà ruõsàt etildi. Bichimi 60×901/16.Êågli 11 shpînli. Òàyms gàrn. Îfsåt bîsmà usulidà bîsildi. Shàrtli b.t. 12,0.

Nàshr. t. 10,5. 16332 nusõàdà bîsildi. Buyurtmà ¹

O‘zbekiston Matbuot va axborot agentligining «O‘qituvchi» nàshriyot-matbaaijodiy uyi. 700129, Òîshkånt, Nàvîiy ko‘chàsi, 30// Toshkent, Yunusobod

dahasi, Murodov ko‘chasi, 1- uy. Shàrtnîmà ¹ 09–56–08.

22.3G‘ 21


fizika · 2020. 10. 23. · fizika kursining «optika» va «kvant fizikasi asoslari» bo‘limlari...

Documents