15-ma’ruza, 2022-2023-O’quv yili dars mashg’uloti reja: Yorug’lik haqidagi ta’limot

B



K

A

r

D

3 - rasm

Rasmdan ko’rinib turibdiki, AK tomon bir vaqtning o’zida ikkita to’g’ri burchakli AVK va ADK uchburchaklar uchun gipotenuzasidir va uning qiymati quyidagiga tengdir

AK = st/sin = t/sinr (1.8)

s/sin = /sinr (1.9)

yoki sin/sinr = s/ (1.10)

Ma’lumki n muxit uchun hamma vaqt birdan katta (n>1). Shuning uchun korpuskulyar nazariyaga asosan >s, to’lqin nazariyasiga asosan esa s> bo’ladi.

1851 yilda Fuko yorug’likning tezligini suvda o’lchadi va (1.10) ifodani to’g’riligini tasdiqladi.
Shunday qilib yorug’lik ham to’lqin, ham zarra xossasiga ega ekanligi aniqlandi.
Ba’zi bir hodisalarda - interferensiya, difraksiya va qutblanishda yorug’lik o’zining to’lqin xossasini namoyon qilsa, boshqa hodisalarda esa, misol uchun fotoeffekt xodisasida, yorug’lik o’zining zarra xossasini namoyon qiladi. Yorug’likning to’lqin uzunligiga qarab uning korpuskulyar (zarra) va to’lqin xossalari ham o’zgarib turadi. Katta to’lqin uzunligiga ega bo’lgan yorug’lik nurining korpuskulyar xossasini paykash kiyin bo’lsa kichik to’lqin uzunligiga ega bo’lgan nurning to’lqin xossasini aniklash qiyindir. Demak, yorug’liq haqida to’la tushuncha hosil qiladigan nazariya uning to’lqin va kvant xossalarini birgalikda hisobga olish kerak. Ya’ni yorug’lik diskretlik va uzluksizlikning birligidan iboratdir.
Yorug’likning quvvatini xarakterlovchi kattalik sifatida uning intensivligi I qabul qilingan. Bu kattalik quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
I = (1/4) cnE² (1.11)

Bu yerda n muxitning sindirish ko’rsatgichi, Ye yorug’lik to’lqini elektr maydon kuchlanganligi, c yorug’likning bo’shliqdagi tarqalish tezligi. Odatdagi yorug’lik manbalarining intensivligi 10 Vt/sm² dan oshmaydi.

Ayrim yorug’lik manbalari bilan olib boriladigan tajribalar shuni ko’rsatadiki, optik hodisalar xarakteri nurlanish intensivligiga bog’liq emas. Bunday hodisalarga chiziqli hodisalar va uni o’rganuvchi optika bo’limiga chiziqli optika deyiladi.
Quvvati 10⁸ Vt/sm² va bundan katta yorug’lik oqimlari (lazerlar) bilan olib borilgan juda ko’p tajribalar shuni ko’rsatadiki optik hodisalar xarakteri sezilarli darajada yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lar ekan. Optik hodisalar xarakteri nurlanish intensivligiga bog’liq bo’lishini o’rganuvchi optikaning bunday bo’limiga chiziqli bo’lmagan optika deyiladi.
Optikaning bu yangi yo’nalishi 1962 yildan boshlab ikkinchi garmonika generasiyasi (chastotani ikki marta oshirish effekti) ochilishidan so’ng jadal rivojlana boshladi.
Yorug’lik haqidagi ta’limot va zamonaviy optikaning rivojlantirishda jahon olimlari: D. Rojdestvenskiy, M. Plank, S. Vavilov, P. Lebedev, Ch. Raman, A. Eynshteyn, G. Lorens, I. Nyuton, X. Gyuygens, G. S. Landsberg va boshqalar bilan bir qatorda respublikamiz olimlari-akademiklari A.Otaxujayev, P.Xabibulayev, M.Ashurov va boshqalarning hissasi kattadir.
Yorug’likning ko’rinadigan diapazoni ko’z qabul qiladigan elektromagnit to’lqinlardan iboratdir. Bu to’lqinlarning diapazoni ko’zning individual xossalariga bog’liq bo’lib, u quyidagi chegarada o’zgaradi:  = 380760 nm. Ko’rinadigan diapazon chastotalari aylanma () va chizikli () chastotalardan iborat bo’ladi, ular orasidagi bog’lanish quyidagicha bo’ladi:

 = 2 (1.12) bu yerda  = 1/T (1.13)

bunda T tebranish davrini ifodalaydi. Aylanma chastotaning o’lchov birligi s^-1 bo’lib, chiziqli chastotaning o’lchov birligi gersdir (1Gs=1/s). To’lqin uzunligi () bilan tebranish davri orasida quyidagi bog’lanish mavjud:

 = sT (1.14)

bunda s=310⁸ m/s yorug’likning bo’shliqdagi tezligi, T-tebranish davri. Yorug’likning ko’rinadigan diapazonini chastotasi bo’yicha qiymati (1.12), (1.13), va (1.14) ga asosan quyidagiga teng:

 = (2.55)10¹⁵ s^-1  = (48)10¹⁴ Gs

Nazariy ravishda chastotalar  = 0 dan  =  gacha bo’lgan qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Ammo yorug’likning korpuskulyar xossasi chastotalarning bunday o’zgarishiga chek qo’yadi. Kvant nazariyasiga asosan elektromagnit nurlanish energiyaning alohida «porsiyalari» (bo’laklari) ya’ni kvantlar shaklida mavjud bo’ladi. Bunday nurlanishning energiyasi (Ye) uning chastotasi bilan quyidagicha munosabatda bo’ladi

Ye = ћ = h (1.15)

Bu yerda ћ = h/2, h = 6.6210^-34 Js Plank doyimiysi. Bu (1.15) formuladan ko’rinadiki  =  bo’lgan chastotalarning bo’lishi mumkin emas, chunki bunga mos kvantlarning energiyasi cheksizlikka teng bo’lar edi. Agar minimal kvant energiyasi Ye₀ mavjud bo’lsa, u holda (1.15) formula kichik chastotalar qiymati uchun ham chegaralanish beradi. Buning ma’nosi shundan iboratki, yorug’lik nurlanish chastotasi quyidagi tenglik bilan aniqlanadigan chastotadan kichik bo’lmasligi kerak

₀ = Ye₀ / h (1.16)

Lekin amaldagi elektromagnit to’lqinlar chastotasi quyi tomondan chegaralangan emas. Eng kichik chastota (8 Gs ga yaqin) ionosfera va yer yuzidagi turg’un elektromagnit to’lqinlarda kuzatiladi.

Bundan quyidagicha xulosa chiqarish mumkin. Elektromagnit nurlanishlar kvantining eng kichik energiyasi (1.15) tenglikka asosan 10^-33 J dan kamroq bo’lishi mumkin. Elektromagnit to’lqinlar to’lqin uzunligi () va energiyasi (Ye) bo’yicha quyidagicha taqsimlanish diapazoniga ega:

Nurlanishning nomi	Diapazon chegaralari
	To’lqin uzunligi ()	Kvantlar energiyasi (Ye)
Gamma nurlanish a) Rentgen nurlari b) Ultrabinafsha v) Ko’zga ko’rinadigan g) Infraqizil d) Radioto’lqinlar	0,0012 nm 0,0012  12 nm 12  380 nm 380  760 nm 760  10^6 nm = 1 mm  1 mm	 1MeV 100 eV  1 MeV 3,2  100 eV 1,6  3,2 eV 1,210^-3  1,6 eV  1,210^-3 eV

Bir jinsli muhitda yorug’lik to’g’ri chiziq bo’ylab tarqaladi.
Soyaning hosil bo’lishi yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishining isbotidir.