Ó zbekiston respublikasi oliy ta’lim, fan va innovatsiyalar vazirligi berdaq nomidagi qoraqalpoq davlat universiteti fizika fakulteti 3-v guruh talabasi quandikova gulmiyraning atom fizikasi

Plank gipotezasi. Mikrozarra holatining diskretligi
Nurlanish tabiatning keng tarqalgan hodisalaridan hisoblanadi.
Fizikada muvozanatli nurlanishdan iborat bo'lgan issiqlik nurlanishi katta ahamiyatga ega. Temperaturalari bir xil bo'lgan muvozanatli nurlanishda jism vaqt birligida qancha energiya chiqarsa, shuncha energiya yutadi. Termodinamika nuqtai nazaridan nurlanayotgan jism temperaturasi, bosimi, hajmi bo'lgan muhitdir. Muvozanatli nurlanishning asosiy tavsiflovchi kattaligi spektral zichlik bo'lib, spektral zichlik deganda energiyaning chastota spektri bo'yicha taqsimlanishini tushunamiz. Boshqacha aytganda, muvozanatli nurlanishning spektr tarkibini funksiya yordamida tavsiflash qulaydir. Bu funksiya со chastotali nurlanish berilgan Ttemperaturada umumiy nurlanishning qancha qismini tashkil etishini ko'rsatadi.
Ma’lumki, Kirxgof qonuniga asosan nurlanish qobiliyatining nur yutish qobiliyatiga nisbati hamma jismlar uchun bir xil qiymatga ega, ya’ni o'zgarmas kattalik bo'lib, chastota va temperaturaning funksiyasidan iborat,

(1)

Bu funksiyani bilgan holda, nur yutish qobiliyati birga teng bo'lgan mutlaq qora jismlar uchun ( ) nurlanish qobiliyati

(2)

ga teng bo'lishini topamiz. Shunday qilib, mutlaq qora jism nurlanishini o'rganish masalasi funksiyaning ko'rinishini aniqlashdan iborat bo'lgan masalaga aylanadi. Shuning uchun ham funksiyaning ko'rinishini aniqlash klassik fizikada nurlanish qonunlarini óganishda asosiy masala hisoblanadi.
Klassik fizika issiqlik nurlanishini tushuntirishda klassik tasavvurlar nuqtai nazaridan hal qilib bolmaydigan qiyinchilikka duch keldi.
Klassik tasawurlarga asoslanib hosil qilingan Reley-Jins formulasi kichik chastotalarda tajriba natijalariga mos kelsa-da, katta chas to talar sohasida tajriba natijalariga zid keladi. Xuddi shuningdek, klassik tasawurlarga asoslangan Vin aniqlagan nurlanish energiyasining spektr al zichligi ifodasi ham yuqori chastotali sohalarda tajribaga mos keladi. Lekin kichik chas to talar sohasida tajriba natijalaridan keskin farq qiladi.
Mutlaq qora jism nurlanishini klassik nazariy yo'l bilan tushuntirish uchun qilingan ishlar masalani umumiy holda hal qilib berolmadi. Faqat temperatura va chastotaning chekli sohasidagina tajribalarga mos kelar edi. Boshqacha aytganda, klassik fizikn tushunchalari asosida mutlaq qora jism nurlanishini bir tomonlama tavsiflash, ya’ni spektrning chekli sohasidagina Reley-Jins va Vin qonuniari asosida tushuntirish imkoniga ega bo'lindi (nemis olimi Vin issiqlik nurlanishi qonunlarini ochganligi uchun 1911-yili Nobel mukofotini olgan).
XIX asr oxiri va XX asr boshlariga kelib fizika fani olamni to'ldirgan efirga nisbatan Yer tezligini aniqlashga oid Maykelson-Morli tajribasini s va mutlaq qora jism nurlanishini tushuntirishda qiyinchilikka duch kelgan edi. Ma’lumki, birinchisi nisbiylik nazariyasining yaratilishiga, ikkinchisi kvant nazariyasining yaratilishiga sabab boldi.
1900-yil 14-dekabr - M. Plank nemis fiziklar jamiyatida nurlanishning spektral zichligini aniqlashga oid yangi g'oyasi haqida ma’ruza qilgan kun kvant fizikaga asos solingan kun hisoblanadi. Ko“p o'tmay 1905-yili Eynshteyn nisbiylik nazariyasini yaratdi.
Nurlanish va nur yutish qobiliyatiga ega bo'lgan moddiy jismni biror berk qobiq ichiga joylashtiraylik. Moddiy jismning temperaturasi qobiq temperaturasidan farqli bo'lib, vaqt o'tishi bilan temperaturalari tenglashadi. Boshqacha aytganda, nurlanish va nur yutish hisobiga moddiy jism bilan qobiq o'rtasida termodinamik muvozanatli holat ro'y beradi.
Termodinamika qonunlariga asoslanib, Kirxgof bunday muvozanatli holat birdan-bir holat ekanligini, spektral taqsimlanish funksiyasi bilan bu holatni aniq tavsiflash mumkinligini hamda bu taqsimlanish qobiq o'lchami, shakli va undagi moddaning tabiatiga bog'liq bo'lmay, faqat qobiq temperaturasi va nurlanish chastotasiga bog'liq bo'lishini ko'rsatib berdi. Klassik tasavvurlarga, ya’ni termodinamika va klassik statistik fizika qonunlariga tayanib Vin, Reley-Jins aniqlagan spektral zichlik ifodalari tajribaga mos kelmaganligi uchun Plank bu masalani hal qilishga boshqacha yondashdi. Ma’lumki, spektral taqsimlanish moddiy jism tabiatiga bog'liq emas. Shuning uchun u moddiy jismni ossillyatorlar to'plami deb qaradi va ossillyatorlar bilan nurlanish o'rtasidagi energiya almashinishidan yuzaga kelgan termodinamik muvozanatli holatga oid spektral zichlik ifodasini aniqladi. Bunda u ossillyator va nurlanish orasidagi energiya almashinish klassik tasavvurlardan boshqacha tarzda bo'lishi kerak deb hisobladi. Aks holda, klassik tasavvurlarga asoslansia Vin, Reley-Jinslar aniqlagan qonuniyatga olib kelishi kerak Plank ossillyator va nurlanish o'rtasidagi termodinamik muvozanatli holatni tavsiflovchi spektral zichlik ifodasi tajribaga mos kelishi uchun klassik tasavvurlardan butunlay farq qiluvchi quyidagi postulatni aytadi: ossillyator faqat chekli, diskret energiyaga ega bo'lgan nurlanish tarqatadi. Nurlanish energiyasi chastotaga proporsionaldir. 1900-yili M. Plank birinchi bo'lib mutlaq qora jism nurlanishini tushuntiruvchi spektral zichlikning yangi ifodasini, ya’ni nurlanishni butun spektrlar sohasi bo'yicha tavsiflash mumkinligini, bu bilan har ikki chegaraviy holni ham tushuntira oladigan, tajriba natijalariga mos keluvchi nurlanish energiyasining taqsimlanish qonunining yangi ifodasini aniqladi (M. Plank 1918-yili fizika sohasidagi ishlari uchun Nobel mukofotini olgan). Plank ilgari surgan faraz-gipoteza(ilmiy taxmin)ga ko'ra, nurlanish chastotaga proporsional, ya’ni e= hm (3) energiyali kvant shaklida bo'ladi va muvozanatli nurlanishni chiziqli ossillyatorlar to'plamidan iborat deyilsa, ossillyatorlar faqat tanlangan holatlarda bo'ladi. Bu holatlarda ular ixtiyoriy qiymatlar emas, faqat diskret qiymatlarga ega, ya’ni e= h ю ga karrali bo'lgan energiyali holatlarda bo'ladi: en=ne=nA«), n=0,l,2,... (4) Odatda proporsionallik koeflitsiyenti h Plank doimiyligi deyiladi.