16 ma’ruza. Vakuumda magnit maydoni reja: Vakuumda magnit maydoni

Difraksion panjaraga monoxramatik yorug’lik nurlar dastasi tushayotgan bo’lsin (3-rasm). Difraksiya tufayli tirqishdan o’tgan nurlar dastlabki yo’nalishga nisbatan  burchakka og’adi. Bu burchakka difraktsiya burchagi deyiladi. Panjaradan o’tgan kogerent nurlarni linza yordamida ekranga yig’ilsa, u yerda interferetsion manzara vujudga keladi. Markazda (M nuqtada) optik yo’l farqiga ega bo’lmagan nurlar yig’ilib, interferetsion maksimumi hosil qiladi, qolgan nuqtalarda nurlarning yo’l farqi yarim to’lqin uzunliklarining toq yoki juft sonlariga to’g’ri kelgan almashinib boruvchi minimumlar va maksimumlar (qorong’i va yorug’ yo’llar) hosil bo’ladi. Difraktsiya tufayli yorug’lik nurining og’ish burchagini  deb belgilasak va optik yo’llar farqi bo’lsin (chizmada ). 3-rasmdagi BDK uchburchadan nurlarning yo’l farqi (1) ga teng bo’ladi.

Panjaraga yorug’lik tik tushganda yo’l farqi bo’lsa difraksiylangan yorug’likning maksimum sharti quyidagi formula yordamida aniqlanadi:

dsin=k (2) Bu yerda  - k tartibdagi maksimum yo’nalishini tafsiflaydigan difraktsiya burchagidir. Agar yo’l farqi

(2) bo’lsa, difraktsiya minimum sharti bajariladi. Ya’ni (3)

Rentgen nurlari. Nemis fizigi V. Rentgen 1895- yilda trubkada gazlarning elektr toki o'tkazish jarayonini o'rganayotib noma'lum nurni kashf etdi. Keyinchalik esa unga rentgen nurlari deb nom berishdH Bu nurlar trubkaning katoddan chiqayotgan katta tezlikli elektronlar tushayotgan joyida yashil sifat nurlanish vujudga keltirishi natijasida qayd qilindi. Rentgen nurlarining oddiy nur uchun noshaffof hisob-lanuvchi odam tanasi, qora qog'oz, karton va yupqa metall qatlamlardan osongina o'ta olish qobiliyatiga egaligi aniqlandi.

Rentgen trubkasi. Rentgen nurlarining vujudga kelish me-xanizmini bilish uchun uni hosil qiladigan, rentgen trubkasi deb ataluvchi maxsus asbob bilan tanishaylik. Rentgen trubkasi ichidagi bosim 0,1 mPa atrofida bo'lgan shisha ballondan iborat. Volframdan spiral ko'rinishida yasalgan katod elektronlar manbayi bo'lib xizmat qiladi. Termoelektron emissiya natijasida katoddan chiqayotgan elektronlar oqimi kuchli elektr maydonda tezlatiladi. Tezlashgan elektronlar oqimi 45° burchak ostida o'rnatilgan og'ir anodga tushadi. Anodning bunday joylashtirilishiga sabab, undan chiqayotgan nurning yo'nalishini boshqarishdir.
Tezlashtiruvchi maydonda elektron anod moddasida tormozlanadi. Katta tezlikli elektronlarning anodda tormozlanishi natijasida rentgen nurlari vujudga keladi.
Tormozlanish natijasida vujudga keladigan rentgen nurlari uzluksiz, yaxlit spektrga ega. Chunki anodga ufilayotgan elektronlarning tezliklari va demak, kinetik energiyalari ham turlicha. Shuni ta'kidlash lozimki, rentgen nurlarining energiyasi uni vujudga keltirgan elektronlarning energiyasidan katta bo'la olmaydi.
Rentgen nurlarining vujudga kelish mexanizmi bilan tanishdik, lekin bu nurning tabiati qanday, degan savolga hali javob bermadik.


2. Rentgen nurlarining qo'llanilishi. Rentgen nurlarining juda yaxshi singib (yutilmay) o'tish qobiliyati fotoplastinkaga ta'siri, moddalardan o'tishda ionlashtirish qobiliyatiga egaligi uning'fan va texnikada, amaliyotda keng qo'llanilishiga'imkon berdi. Rentgen nurlari eng ko'p qo'llaniladigan soha — rentgen defektoskopiyasi. Bu usulning maqsadi rentgen nurlari yordamida buyumlardagi ichki kamchiliklarni va ularning o'rnini, kattaligini, tabiatini aniqlashdan iborat. Usulning mohiyati rentgen nurlarining turli zichlikdan o'tganda turlicha yutilishiga asoslangan. Manzarani foto­plastinkaga tushirib olish qulay usullardan hisoblanadi. Bu usul, ayniqsa, tibbiyotda (rentgenodiagnostika) juda keng qo'llaniladi.
Shuningdek, rentgen nurlari, aniqrog'i, bu nurlar vujudga keltiradigan difraksion manzara yordamida moddalarning tuzilishini, atomlarning joylashuvini aniqlash mumkin. Bu usul rentgen struktura analizi deyiladi.Bundan tashqari, rentgen nurlari davolashda, mikroskoplarda, spektroskopiyada, spektral analizda, astronomiyada va boshqa bir qancha sohalarda juda keng qo'llaniladi.


3. Elektromagnit to'lqinlar shkalasi. Rentgen nurlari elektromagnit to'lqinlarmi, degan savol u kashf qilingan paytlardayoq paydo bo'lgan. Lekin bu savolga javob berish uchun rentgen nurlarining to'lqin xususiyatiga ega ekanligini isbotlash taqozo qilinadi. Shu maqsadda rentgen nurlarining tor tirqishdan bo'ladi-gan difraksiyasini qayd qilish yo'lidagi barcha urinishlar muvaffaqiyatsizlikka uchragan. Ammo 1912-yilda nemis fizigi M.Laue difraksion panjara sifatida kristallardan foydalanishni taklif qildi va kristallarda rentgen nurlarining difraksiyasi nazariyasini ishlab chiqdi. Chunki oralaridagi masofasi bir necha nanometr tartibida bo'lgan va tugunlari yetarli darajada batartib joylashgan kristall juda yaxshi difraksion panjara vazifasini o'tashi mumkin. V. Fridrix va P.Knippinglar tomonidan o'tkazilgan tajribalarda M.Laue nazariyasi to'la tasdiqlanib, rentgen nurlarining difraksiyasi kuzatildi. Shunday qilib, rentgen nurlarining elektromagnit to'lqin ekanligi isbotlandi. Rentgen nurlari elektromagnit to'lqinlar shkalasida ultrabinafsha va γ- nurlar oralig'ida joylashgan bo'lib, to'lqin uzunligi 100 nm dan 10^-5 nm gacha bo'lgan elektromagnit to'lqinlardan iboratdir.
Elektromagnit toiqinlar shkalasini o'rganishni davom ettirib, endi infraqizil va ultrabinafsha nurlarni o'rganamiz.


Infraqizil nurlar. Infraqizil nurlar elektromagnit to'Iqinlar shkalasida radioto'lqinlar va ko'zga ko'rinuvchi qizil yorug'lik o'rtasida joylashgan. Uning to'lqin uzunligi 2 mm dan 760 nm gacha oraliqda bo'ladi. feu nurlarning chastotasi qizil nurnikidan kichikroq bo'lgani uchun infraqizil, ya'ni qizildan pastroq chastotali deb nomlangan. U 1800- yilda ingliz olimi V.Gershel tomonidan kashf qilingan bo'lib, juda katta energiyaga ega. Bu nurlar tushgan joyini juda qattiq qizdiradi va shu sababli unga issiq nur deb nom berilgan.
Volfram tolali cho'g'lanma va gaz toidirilgan turli xil lampalar infraqizil nurlarning manbayi bo'ladi. Infraqizil nurning eng kuchli tabiiy manbayi - Quyosh. Quyosh nurlarining qariyb yarmi infraqizil nurlardan tashkil topgan. Infraqizil nurlar inson va jonli organizmlarning to'qimalariga singib, barcha biologik

jarayonlarning borishiga ijobiy ta'sir ko`rsatadi Uning qishloq xo'jaligidagi ahamiyati ham katta. Shisha va shaffof plyonkalardan o'tgan infraqizil nurlar parnik ichida issiqlik energiyasiga aylanadi (parnik effekti). Shuningdek, bu nurlar mevalar, sabzavotlar va boshqa narsalarni quritishda ham ishlatiladi. Narsalarning infraqizil tasvirlarini ko'rinuvchi tasvirlarga aylantiruvchi asboblar ham mavjud. Infraqizil nurlar yordamida qorong'ilikdagi narsalarning joyini aniqlash mumkin. Infraqizil lazerlar Yerda va kosmosda aloqa o'rnatishda ham ishlatiladi.

Ultrabinafsha nurlar. Ultrabinafsha nurlar binafsha yorug'lik-dan keyin joylashgan boiib, to'lqin uzunligi 400 m dan 10 nm gacha oraliqda bo'ladi. (Ultrabinafsha so'zi binafshadan kattaroq chastotali, ya'ni to'q binafsha degan ma'noni anglatadi). Ultrabinafsha nurlar ko'zga ko'rinmaydi va shartli ravishda quyidagi turlarga bo'linadi: yaqin ultrabinafsha nurlar (400-200 nm to'lqin uzunlikli), 1801-yilda nemis fizigi I.Ritter va ingliz fizigi U.Vollastonlar tomonidan kashf qilingan; uzoq va vakuumli ultrabinafsha nurlar (200-10 nm) nemis fizigi I.M.Shuman va ingliz fizigi T.Laymanlar tomonidan o'rganilgan 3 000 K gacha qizdirilgan jismlar ultrabinafsha nurlar manbayi bo'ladi. Bunday manba vazifasini simobli, ksenonli va boshqa gazli lampalar, istalgan yuqori temperaturali plazma o'tashi mumkin. Quyosh, yulduzlar va boshqa fazoviy jismlar ultrabi­nafsha nurlarning tabiiy manbayi hisoblanadi. Ultrabinafsha nurlar kuchli biologik ta'sirga ega. To'lqin uzunligi 400-320 nm bo'lgan ultrabinafsha nurlar chiniqtiruvchi, sog'liqni mustahkamlovchi ta'sirga ega. Insori organizmida D vitamin hosil bo'lishiga yordam beradi. 320-280 nm li nurlar badanning qorayishiga olib kelsa, 280-250 nm li to'lqinlar bakteriyalarni o'ldiruvchi ta'sir ko'rsatadi. Bu nurlarning yuqori dozasi ko'zning jarohatlanishi va terining kuyishiga olib keladi.
Ultrabinafsha nurlar Yer atmosferasi tomonidan kuchli yutiladi va shuning uchun ham baland tog' zonalarida o'rganiladi. Odatda, ular ultrabinafsha nurlarni ko'zga ko'rinuvchi nurlarga aylantiruvchi foto- va lyuminessensiyalanadigan materiallarda qayd qilib o'rganiladi.
Nurlanish va yutilish spektridagi ultrabinafsha nurlar soha-sini o'rganish atomlar, molekulalar, ionlar va qattiq jismlarning elektron tuzilishini o'rganishga yordam beradi. Bu nurlarni o'rga­nish osmon jismlari haqida ma'lumot beradi. Ultrabinafsha nur­larning moddalarga ta'siridan kriminalistika va san'atshunoslikda keng foydalaniladi. Shuningdek, ultrabinafsha nurlar yordamida atmosferadagi turli zararli aralashmalarni ham aniqlash mumkin.