1-mavzu: Kvant mexanikasining eksperimental asoslari. Klassik mexanikaning qo`llanilish chegaralari va kvant mexanikasining paydo bo`lishi. Kvant mexanikasi

---

1-mavzu: Kvant mexanikasining eksperimental asoslari. Klassik 
mexanikaning qo`llanilish chegaralari va kvant mexanikasining paydo 
bo`lishi. 
Kvant mexanikasi
, toʻlqin mexanikasi — 
nazariy fizikaning
juda kichik 
o'lchamli zarralar (elementar zarra, 
atom
, molekula va h.k.) harakat qonunlarini 
oʻrganuvchi boʻlimi. XX asr boshida qator omillar — atomlarning 
turgʻunligi, 
fotoeffekt
, radioaktivlik, qora jismning nurlanishi singari hodisalarni 
klassik mexanika va 
klassik elektrodinamika
asosida tushuntirib berish imkoni 
boʻlmay qolganligi kvant mexanikasini paydo boʻlishiga olib keldi. M. Plank, A. 
Eynshteyn va N. Bor kabi olimlarning ishlari kvant mexanikasining yaratilishiga 
asos boʻldi
. 
Kvant mexanikasining eksperimental asoslari. 
“Yangi fizika” fanining 
nima sababdan vujudga kelganligini bilish uchun “eski fizika”ning ijobiy natijalar 
va kamchiliklari haqida yetarli ma`lumotga ega bo`lish kerak. Shuning uchun klassik 
fizikaning yutuqlari va kamchiliklari haqida qisqacha to`xtalib, unga yakun 
yasaymiz. Klassik fizika tushuntirib bera olmagan eksperimentlar ro`yxatini 
keltiramiz.
1900 yil 14 dekabrda Berlin shahrida bo`lib o`tgan nemis fiziklari 
jamiyatining anjumanida so`zga chiqqan Maks Plank qora jism nurlanish 
qobiliyatini topganligi haqida axborot berdi. Xuddi shu kunni 
kvant nazariya
sini 
tug`ilgan kuni deb atasa bo`ladi. Kvant nazariyani hozirgi zamon matematik 
apparatiga 
kvant mexanika
deyiladi. 
Kvant mexanikasi hozirgi zamon nazariy fizikasining eng muhim 
bo`limlaridan biri bo`lib, u 1926-28 yillarda nemis olimi Verner Geyzenberg, 
Avstriya olimi Ervin Shredinger va ingliz olimi Pol Dirak tomonidan yaratildi. 
Kvant 
mexanikasining 
asosiy 
vazifasi 
mikrozarralarning 
hatti-harakati 
qonuniyatlarini o`rganishdir. Masalan, elektronning atomdagi harakati, proton yoki 
neytronning yadrodagi harakati va h. k. 
Mutlaqo yangi tasavvurlarga asoslangan kvnat nazariya tushunchalariga 
o`tishdan avval, birmuncha orqaga qaytamizda klassik fizikaning asosiy yutuqlari 
va kamchiliklariga e`tiboringizni qaratamiz. Klassik fizika sahnasidagi jarayonlarni 
eslash, bizga nima uchun yangi tasavvur va tushunchalarga tayangan yangi fizika 
zarurligini tushunishga yordam beradi. 
Nyuton qonunlari yordamida yuqoridan tushib kelayotgan jismni, miltiqdan 
otilgan o`qni va Yer yo`ldoshlari, Quyosh sistemasi va boshqa barcha makroskopik 
harakatlarni tavsiflash imkoniyatiga ega bo`ldik. Bundan tashqari, Nyuton 
mexanikasi bizga energiyani, impulsni va impuls saqlanish qonunlarini berdi. 

---

Mazkur qonunlar yordamida biz moddani harakterlovchi turli fizikaviy 
doimiyliklarni, masalan, “zichlik”, “elastiklik moduli”, kabilarni bilgan holda 
prujina, richag, o`zak va g`ildiraklardan yig`ilgan murakkab mexanizmlarni hatti-
harakatini tavsiflashga qodir bo`ldik. Bu natijalar Nyuton mexanikasining ulkan 
yutug`i edi. Biroq klassik nazariya nima uchun zichlik, bikirlik koeffisienti xuddi 
aynan shu qiymatga ega bo`lishi, nima uchun berilgan kuchlanganlikda o`zakni sinib 
ketishi, nima uchun vodorod elementi faqat o`ziga xos bo`lgan kimyoviy xossalarga 
ega bo`lishi, nima uchun mis faqat 1083
o
C da, oltin 1063 
o
C da, nikel esa 1455
o
C 
da erishi, nima uchun natriy bug`i sariq nur chiqarishi, nima uchun Quyosh 
nurlanishi, nima uchun uran yadrosi spontan bo`linishi, nima uchun oltin, kumush 
yaxshi o`tkazgich, oltingugurt yoki yog`och izolyator, nima uchun doimiy magnit 
po`latdan qilinadi, qo`yingki bunday nima uchun degan savollarni ko`plab qo`yish 
mumkinki, ularning birortasiga klassik fizika umuman javob bera olmaydi yoki 
berganda ham qisman javob beradi. 
XIX asrda kimyo moddalarning atom va molekulalardan tashkil topganligi 
haqida ma`lumot berdi. Bu g`oya va Nyuton qonunlariga asoslangan holda 
issiqlikning kinetic nazariyasi yaratildi. Natijada teplorod tushunchasi barham topdi. 
Maksvell va Boltsman gazlarni kinetic nazariyasini rivojlatirdi, idish ichidagi gaz 
tartibsiz harakatidagi molekulalardan tashkil topganligi, ular o`zaro to`qnashishda 
ekanligini e`tirof etdilar. Matematikani qo`llab miqdoriy hisoblar qilindi. Kinetic 
nazariya yordamida avagadro soni chamalandi, va u N
a
=6.022*10
23
mol
-1
ekanligi 
aniqlandi. Molekulyar-kinetik nazariya gaz, suyuq va qattiq jismlarni ko`p 
hodisalarni tushuntirib berdi. Bu sohadagi katta yutuqlarga qaramay, molekulyar-
kinetik nazariya gaz va qattiq jismlarning issiqlik sig`imlarini tushuntirishga ojizlik 
qildi. 
Elektr va magnitni noyob hodisalarini tinch turgan va harakatdagi zaryadlarni 
o`zaro ta`sir konsepsiyasidan kelib chiqqan holda tushuntirish imkoniyati tug`ildi. 
Elektr va magnit hodisalarni to`la tavsiflaydigan tenglamalar Maksvell tomonidan 
yaratildi. Maksvell elektr, magnit, yorug`lik hodisalarini o`rganishda va 
birlashtirishda eng muhim qurol bo`ldi. Maksvell tenglamalari yordamida 
elektromagnit maydon mavjudligi kashf qilindi. Uzoqdan ta`sir nazariyasi barham 
topib, yaqindan ta`sir nazariyasi yaratildi. Maksvell o`zining yaratgan qonunlaridan 
kelib chiqib, elektromagnit to`lqinlarni kashf qildi va bu fikr Gerts tomonidan 
tajribada tasdiqlandi. Maksvell nazariyasidan kelib chiqqan yana bir yangi natija 
yorug`likni ham ma`lum to`lqin uzunlikdagi elektromagnit to`lqinlari ekanligi edi. 
Natijada, bir-biriga bog`liq bo`lmagan deb qaralgan elektr, magnit yorug`lik bitta 
konsepsiyada birlashdi. Maksvell qonunlari katta yutuqqa erishganiga qaramay efir 

---

muammosini hal qila olmadi. Efir masalasi 1905 yilda A. Eynshteynni fazo-vaqt 
tasavvurini qayta ko`rishi natijasida barham topdi. 
1890yilda Tomson elektronni kashf etdi. Fotoeffekt kashf qilindi, chiziqli 
spektrlar aniqlandi. Xullas, XIX asrni boshi juda ko`p yangi atamalar, 
eksperimentlarga boy bo`ldi. 1911 yilda Ernest Rezerford atomni kashf etdi. 
Atomning barqaror ekanligi haqida fikrlar bildirildi. Lekin, atom fizikasi sohasida 
ham muammolar ko`p edi. Atomning barqarorligini Rezerfordning planetar modeli 
tushuntirib bera olmadi. Klassik tasavvurga tayangan holda atom nurlanishida 
chiziqli spektrlar masalasi ham ijobiy natijasini topmadi. Yana bir muhim 
muammolardan biri bo`lgan elementning nima uchun atomlari aynan ekanligi 
muammoligicha qoldi. Shunday qilib klassik fizika juda ulkan natijalarga 
erishganiga qaramay yuqorida keltirilgan masalalarni yechishda juda ham ojiz edi. 
Chunki bu masalalarni yechishda boshqacha fikrlash, yangi tasavvur va yangi 
tushunchalarga tayanish kerak edi. Maks Plankgacha bunday yangi tushuncha va 
tasavvur paydo bo`lmagan edi. Shuning uchun ham Plankni kvant g`oyasi fizikani 
boshqatdan qarab chiqishga pirovardida esa fizikada inqilob yasashga yo`l ochdi. 
Klassik fizika doirasida turib, hech ham tushuntirib berib bo`lmagan 
hodisalarni ro`yxatini keltiramiz: 
1.
Gaz va qattiq jismlarning solishtirma issiqlik sig`imi va uni temperaturaga 
bo`gliqligi; 
2.
Qizdirilgan jismlarni nurlanishini spektr taqsimotini (absolyut qora jism 
nurlanishi); 
3.
Fotoelektr effekti; 
4.
Barqaror atomning tuzilishi; 
5.
Atomlarning nurlanishi va nur yutishi; 
6.
Berilgan element atomlarining aynanligi; 
7.
Radioaktiv yemirilish hodisasi. 
XX 
asr 
davomida 
ochilgan 
Kompton 
effekti, 
electron-pozitron 
anniglaytsiyasi, roentgen nurlari, Devisson-Jermer tajribasi kabi juda ko`p 
yangi eksperiment natijalarini ham klassik fizika nuqtai nazaridan tushuntirib 
berib bo`lmaydi. Bu eksperimentlar yangi tasavvurga asoslangan yangi fizika 
– kvant fizikasini tug`ilishiga sabab bo`ldi.