2.3. Fizika fani va uning boshqa fanlar bilan aloqasi
Fizika quyidagi asosiy qismlardan iborat:
Klassik mexanika
Elektrodinamika va klassik maydon nazariyasi
Kvant mexanikasi
Statistik fizika va Termodinamika
Optika va Spektroskopiya
Molekulyar fizika
Atom fizikasi
Kvant maydonlar nazariyasi
Gravitatsiya va Kosmologiya
Kalibrlangan maydonlar va Supersimmetriya.
Fizika - tabiat haqidagi umumiy fan; materiyaning tuzilishi, shakli, xossalari
va uning harakatlari hamda oʻzaro taʼsirlarining umumiy xususiyatlarini oʻrganadi.
Bu xususiyatlar barcha moddiy tizimlarga xos. Turli va aniq moddiy tizimlarda
materiya shakllarining murakkablashgan oʻzaro taʼsiriga tegishli maxsus
qonuniyatlarni kimyo, geologiya, biologiya singari ayrim tabiiy fanlar oʻrganadi.
Binobarin, fizika fani bilan boshqa tabiiy fanlar orasida bogʻlanish bor. Ular
orasidagi chegaralar nisbiy boʻlib, vaqt oʻtishi bilan turlicha oʻzgarib boraveradi.
Fizika fani texnikaning nazariy poydevorini tashkil qiladi. Fizikaning rivojlanishida
kishilik jamiyatining rivojlanishi, tarixiy davrlarning ijtimoiy-iqtisodiy va boshqa
shart-sharoitlari maʼlum ahamiyatga egadir.
Fizika fani eksperimental va nazariy fizikaga boʻlinadi. Eksperimental fizika
tajribalar asosida yangi maʼlumotlar oladi va qabul qilingan qonunlarni tekshiradi.
Nazariy fizika tabiat qonunlarini taʼriflaydi, oʻrganiladigan hodisalarni tushuntiradi
va yuz berishi mumkin boʻlgan hodisalarni oldindan aytib beradi. Amaliy fizika ham
mavjud (amaliy optika yoki amaliy akustika).
Oʻrganilayotgan obʼyektlar va materiallarning harakat shakllariga qarab,
fizika fani bir-biri bilan oʻzaro chambarchas bogʻlangan elementar zarralar fizikasi,
yadro fizikasi, atom va molekulalar fizikasi, gaz va suyuqliklar fizikasi, qattiq
17
jismlar fizikasi, plazma fizikasi boʻlimlaridan tashkil topgan. Oʻrganilayotgan
jarayonlarga va materiyaning harakat shakllariga qarab, fizika moddiy nuqta va
qattiq jism mexanikasi, termodinamika va statistik fizika, elektrodinamika, kvant
mexanika, maydon kvant nazariyasini oʻz ichiga oladi.
Fizikaning tarixiy rivojlanishi. Fizika tarixini 3 davrga boʻlib oʻrganish
mumkin: 1) qad. zamondan XVII asrgacha boʻlgan davr; 2) XVII asrdan XIX asr
oxirigacha boʻlgan davr. Bu davrdagi fizika fani, odatda, klassik fizika nomi bilan
yuritiladi; 3) XIX asr oxiridan hozirgi paytgacha boʻlgan davr. Hozirgi zamon
fizikasi (yoki eng yangi fizika) shu davrga mansub.
Turli hodisalarni va ularning sababini oʻrganish qad. zamon olimlarining
bizgacha yetib kelgan asarlarida aks etgan. Miloddan avvalgi VI asrdan to milodiy
II asrgacha boʻlgan davrda moddalarning atomlardan tashkil topganligi haqidagi
tushunchalar va gʻoyalar yaratildi (Demokrit, Epikur, Lukretsiy), dunyoning
geosentrik tizimi ishlab chiqildi (Ptolemey), elektr va magnit hodisalari kuzatildi
(Fales), statika (Pifagor) va gidrostatikaning rivojlanishiga asos solindi (Arximed),
yorugʻlik nurining toʻgʻri chizikli tarqalishi va qaytish qonunlari ochildi, miloddan
avvalgi IV-asrda Aristotel oʻtmish avlodlar va zamondoshlarining ishlariga yakun
yasadi. Aristotelning ijodi yutuqlar bilan birga kamchiliklardan ham holi emas. U
tajribalarning mohiyatini tan oldi, ammo uni bilimlarning ishonchli belgisi ekanini
inkor etib, asosiy eʼtiborni farosat bilan anglashda, deb bildi. Aristotel ijodining bu
tomonlari cherkov namoyandalariga qoʻl kelib, uzoq, davrlar fan taraqqiyotiga
toʻsqinlik koʻrsatdilar. IX-XVI asrlarda ilmiy izlanishlar markazi Yaqin va Oʻrta
Sharq mamlakatlariga siljidi. Bu davrga kelib, fan rivojiga, jumladan, fizikaning
rivojiga Oʻrta Osiyo olimlari ulkan hissa qoʻshdilar. Fizika, matematika,
astronomiya va tabiatshunoslikka oid masalalar Xorazmiy, Ahmad al-Fargʻoniy,
Forobiy, Beruniy, Termiziy, Ibn Sino, Ulugʻbek, Ali Qushchi va boshqa Oʻrta
Osiyolik olimlarning ishlarida oʻz aksini topgan [3].
Bu olimlarning fizikaga oid ilmiy ishlari, mexanika, geometriya, osmon
mexanikasi, optika va turli tabiat hodisalarini oʻrganish bilan bogʻliqdir. Xorazmiy
oʻrta asrlarda, nazariy va amaliy tabiatshunoslik hali boʻlmagan davrda, dunyoviy
18
fanlar, ilgʻor ijtimoiy-falsafiy fikrlar ijodkori boʻlib chiqdi. U Sharqning dastlabki
akademiyasi „Bayt ul Hikma“ („Donolar uyi“)ning shakllanishida faol ishtirok
etgan. Bu yerda uning rahbarligida arablar va boshqa xalqlar vakillari bilan bir
qatorda Ahmad al-Fargʻoniy, Axmad Abdulabbos Marvaziy kabi Oʻrta Osiyolik
olimlar tadqiqotlar olib borganlar. „Algoritm“ soʻzi „Xorazmiy“ soʻzining lotincha
transkripsiyasi boʻlib, bu soʻzni algebra masalalarini yechishda birinchi marta
qoʻllagan edi. Ahmad al-Fargʻoniyning „Osmon jismlari harakati“ kitobi IX asrda
bitilgan boʻlib, XII asrda lotin tiliga, XIII asrda Yevropaning boshqa tillariga tarjima
qilinib keng tarqalgan edi. Ahmad al-Fargʻoniy asarlari Yevropada Uygʻonish davri
ilmiy tadqiqotchilarining asosini tashkil etgan asarlardan boʻldi. U yorugʻlikning
sinishi va qaytishini aniqlagan. Fargʻoniy stereografik proyeksiya nazariyasining
asoschisi sifatida fazo jismlari harakatining tekisliklardagi proyeksiyalari nisbatlari
asosida baʼzi bir kattaliklarni oʻlchash mumkinligini isbotladi. Bu fikr bugun ham
astrofizika fanida oʻz qiymatini yoʻqotmagan.
Beruniy Yerning oʻz oʻqi atrofida aylanishini oʻzi yasagan asboblar
yordamida isbotladi va Yer radiusi 6490 km ga yaqin ekanligini aniqladi. U
dunyoning moddiyligi, harakatning turlari, atomning boʻlinishi, atomdan keyingi
zarralarning oʻzaro taʼsir kuchlari, solishtirma ogʻirlikni aniqlash usullari, jism
inersiyasi, boʻshliq, atmosfera bosimi, suyuqliklar gidrostatikasi, qor, yomgʻir va
doʻlning paydo boʻlish sabablari, energiya aylanishi, jismlarning elektrlanishi,
dengiz hamda ummon suvlarining koʻtarilishi va pasayish sabablari, yorugʻlikning
korpuskulyar hamda toʻlqin xossasi, tovush va yorugʻlik tezligi, yorugʻlikning
qaytishi hamda sinishining sabablari, dispersiya hodisasi, Yer va boshqa
sayyoralarning Quyosh atrofidagi harakatlari ellips shakliga yaqinligi, fazoviy
jismlarning vaznsizligi toʻgʻrisida fikrlar yuritdi. Abu Nasr al-Forobiyning tovush
tezligi, tovushning toʻlqin tabiati, tovush chastotasi, tovush toʻlqinining uzunligi
haqidagi fikrlari va ularga asoslanib yaratilgan musiqa notasi hamda optikaga oid
koʻpgina ishlari fizika fanining rivojlanishiga qoʻshilgan katta hissa boʻldi. Ibn Sino
harakatning nisbiyligi, inersiya, kuch, massa va tezlanish orasidagi bogʻlanish,
aylanma harakat, markazga intilma kuch, chizikli tezlik, boʻshliq va atmosfera
19
bosimi, konveksiya, issiqlikning tabiati, issiqlik uzatilishining turlari, yashin va
yashinning turlari, momaqaldiroq hodisasi, tovush va yorugʻlik tezligi, yorugʻlik
dispersiyasi, linza, atom tuzil ishi va boshqa mavzularga tegishli mulohazalarining
aksariyati hozirgi zamon tushunchalariga juda moye keladi.
Hakim Termiziy dunyoviy fanlarning ungacha boʻlgan yutuqlarini qomusiy
olim sifatida oʻrgandi, jumladan, tabiat hodisalari va jarayonlarini tahlil etuvchi
„Solnoma“, „Haftanoma“ kabi asarlari maʼlum. Mirzo Ulugʻbek XV asrda jahonda
yagona rasadxona qurdi. Uning „Ziji Koʻragoniy“ asarida astronomiyaning nazariy
asoslari yoritdi va 1018 ta yulduzning joylashish koordinatalarini juda katta
aniqlikda berdi. Uning qiymatlari hozirgi qiymatlarga juda yaqin.
Fizik hodisalarni tushuntirishda Oʻrta Osiyolik olimlarning mulohazalari
qadimgi anʼanalar taʼsirida rivojlangan boʻlsada, ular matematik usullarni keng joriy
etib, tajribalardan foydalanib, fanga katta hissa qoʻshdilar.
Klassik fizikaning rivojlanishi. XVII asrga kelib G. Galiley mexanik harakatni
tajriba yoʻli bilan oʻrganib, harakatni matematik formulalar asosida ifodalash
zarurligini aniqladi va bu fizika fanining keskin rivojiga turtki boʻldi.
U jismlarning oʻzaro taʼsiri natijasida tezlik oʻzgarib, tezlanish hosil
boʻlishini, taʼsir boʻlmaganda harakat holatining oʻzgarmasligi, yaʼni tezlanishning
nolga tengligini yoki tezlikning oʻzgarmasdan saqlanishini qayd etib, Aristotelning
shu masalaga qarashli fikrini, yaʼni taʼsir natijasida tezlik hosil boʻlishini inkor etadi.
Keyinchalik Galiley aniqlagan qonun inersiya qonuni yoki Nyutonning
mexanikaga oid birinchi qonuni degan nom oldi. 1600-yilda U. Gilbert elektr va
magnit hodisalarni oʻrganish bilan shuhrat qozondi hamda Yer tirik magnit
ekanligini isbotladi. U kompas magnit milining burilishini Yerning katta magnitga
oʻxshashi orqali tushuntirdi, magnetizm va elektrning oʻzaro bogʻlanishini tekshirdi.
Galiley mexanikadagi nisbiylik prinsipini ochdi va erkin tushayotgan jism tezlanishi
uning tezligi va massasiga bogʻliq emasligini isbotladi. E.Torrichelli yuqoridagi
prinsipdan foydalanib, atmosfera bosimining mavjudligini aniqladi va birinchi
barometrni yaratdi. R. Boyl va E. Mariott gazlarning elastikligini aniqladilar hamda
gazlar uchun birinchi qonun - Boyl-Mariott qonunini yaratdilar. Gollandiyalik
20
astronom va matematik V. Snellius (Snell) bilan R. Dekart yorugʻlik nurining sinish
qonunini ochdilar.
XVII asr Fizikasining eng katta yutuqlaridan biri klassik mexanikaning
yaratilishi boʻldi. I. Nyuton 1687-yilda Galiley va oʻz zamondoshlarining
gʻoyalarini umumlashtirib, klassik mexanikaning asosiy qonunlarini taʼriflab berdi.
Nyuton tomonidan jismlar holati tushunchasining kiritilishi barcha fizik royalar
uchun muhim boʻldi, jismlar tizimining holatini mexanikada ularning koordinatalari
va impulslari orqali toʻla aniqlash imkoniyati yaratildi. Agar jismning boshlangʻich
vaqtdagi holati hamda harakat davomida unga taʼsir etuvchi kuchlarning tabiati
maʼlum boʻlsa, Nyuton qonunlariga asoslangan holda shu jismning harakat
tenglamasini tuzish mumkin. Bu harakat tenglamasidan foydalanib, ushbu jismning
istalgan vaqtdagi fazodagi oʻrnini, tezlik, tezlanish va fizik kattaliklarni aniqlash
mumkin boʻldi. Nyuton sayyoralar harakatlarini tushuntiruvchi Kepler qonunlari
asosida butun olam tortishish qonunini ochdi va bu qonun orqali Oy, sayyoralar va
kometalar harakatini isbotlab berdi. X. Poygens va G. Leybnis harakat miqdorining
saqlanish qonunini taʼrifladilar.
XVII asrning 2-yarmida fizik optika asoslari yaratila boshlandi, teleskop va
boshqa optik qurilmalar yaratildi. Fizik A. Grimaldi yorugʻlik difraksiyasini, I.
Nyuton esa yorugʻlik dispersiyasiik tadqiq qildi. 1676-yilda daniyalik astronom O.
Ryomer yorugʻlik tezligini oʻlchadi. Shu davrdan yorugʻlikning korpuskulyar va
toʻlqin nazariyalari yuzaga keldi hamda rivoj topa boshladi. I. Nyuton yorugʻlikni
korpuskula (zarra)lar harakati orqali tushuntirsa, X. Gyuygens uni faraz qilinuvchi
muhit — efirda tarqaladigan toʻlqinlar yordamida tushuntirdi.
Shunday qilib, XVII asrda klassik mexanika mustahkam oʻrin egalladi,
akustika, optika, elektr va magnetizm, issiqlik hodisalarini oʻrganish sohalarida katta
izlanishlar boshlandi. XVIII asrga kelib tajriba va mat.dan keng foydalangan klassik
mexanika va osmon mexanikasi yanada tez surʼatlar bilan rivojlandi. Yer va Osmon
hodisalarini mexanika qonunlari orqali tushuntirish asosiy maqsad hamda bosh
taʼlimot hisoblanar edi. Hatto, oʻrganilayotgan fizik hodisani mexanika qonunlari
21
orqali tushuntirish mumkin boʻlmasa, tanlangan tushuntirish yoʻli toʻliq emas yoki
notoʻgʻri deb yuritilar edi.
XVIII asrda zarralar va qattiq jismlar mexanikasi bilan birga gaz hamda
suyuqliklar mexanikasi rivojlandi. D. Bernulli, L. Eyler, J. Lagranj va boshqalar
ideal suyuqlik gidrodinamikasiga asos soldilar. Fransuz olimi Sh. Dyufe elektrning
ikki turi mavjudligini aniqladi hamda ularning oʻzaro tortilish va itarilishini
koʻrsatdi. Amerikalik olim B. Franklin elektr zaryadining saqlanish qonunini
aniqladi. T. Kavendish va undan mustasno Sh. Kulon qoʻzgʻalmas elektr zaryadining
oʻzaro taʼsir kuchini tajribada aniqladilar hamda matematik ifodasini topib, asosiy
qonun - Kulon qonunini ochdilar.
Rus fiziklari G. Rixman, M.V. Lomonosov va amerikalik olim B. Franklin
atmosferada hosil boʻladigan elektr, yashinning tabiatini tushuntirib berdilar. A.
Galvani, A. Volta va keyinchalik rus fizigi hamda elektrotexnigi V. Petrovning
kuzatishlari va tadqiqotlari elektrodinamikaning vujudga kelishi hamda tez surʼatlar
bilan rivojlanishiga sabab boʻldi. Optika sohasida P. Buger va I. Lambert ishlari
tufayli fotometriyaga asos solindi. Infraqizil (ingliz optigi V. Gershel va ingliz
kimyogari U. Vollston) va ultrabinafsha (ingliz kimyogari I. Ritter) nurlar
mavjudligi aniqlandi. Issiqlik hodisalari, issiqlik miqdori, issiqlik sigʻimi, issiqlik
oʻtkazuvchanlik va h.k.ni oʻrganishda ham qator izlanishlar olib borildi. M.
Lomonosov, R. Boyl, R. Guk, Bernullilar issiqlikning molekulyar-kinetik
nazariyasiga asos soldilar.
XIX asr boshida T. Yung va O. Frenellarning toʻlqin nazariyasi asosida
yorugʻlik difraksiyasi va yorugʻlik interferensiyasi yaratildi. Yorugʻlikni koʻndalang
toʻlqin sifatida elastik muhitda tarqaladi deb, Frenel singan va qaytgan yorugʻlik
toʻlqinlarining intensivligini belgilovchi miqdoriy qonunni aniqladi. Fransuz fizigi
E. Malyus yorugʻlikning qutblanishi hodisasini kashf etdi, yorugʻlik spektriga va
difraksiyasiga tegishli izlanishlar olib bordi. Yorugʻlikning tabiati haqidagi
korpuskulyar va toʻlqin nazariyalari orasidagi deyarli ikki asr davom etgan kurash
toʻlqin nazariyasi foydasiga hal boʻldi.
22
Italiyalik olimlar A. Galvani va A.Voltalarning elektr tokini kashf etishlari
hamda dunyoda birinchi marta 1800-yilda galvanik elementning yasalishi fizika
fanining rivojlanishida katta ahamiyatga ega boʻldi. 1820-yilda daniyalik fizik X.
Ersted tokli oʻtkazgichning kompas mili bilan oʻzaro taʼsirda boʻlishini elektr va
magnit hodisalar orasida bogʻlanish borligi bilan tushuntirdi. Shu yillarda A. Amper
zaryadlangan zarralarning tartibli harakati tufayli paydo boʻluvchi elektr toki bilan
barcha magnit hodisalari bogʻliq ekanligi toʻgʻrisida xulosaga keldi va tajriba
asosida tokli oʻtkazgichlar orasidagi vujudga keluvchi oʻzaro taʼsir kuchini
ifodalovchi qonunni ixtiro qildi (Amper qonuni). 1831-yilda M. Faradey
elektromagnit induksiya hodisasini ochdi va elektromagnit maydon tushunchasi
haqidagi taʼlimotni yaratdi. Metallarning elektr oʻtkazuvchanligini oʻrganish Om
qonunining (1826), moddalarning issiqlik xususiyatlarini oʻrganish — issiqlik
sigʻimi qonunining yaratilishiga olib keldi.
Tabiatning barcha hodisalarini bir butun qilib bogʻlovchi energiyaning
saqlanish va aylanish qonunining ochilishi tabiatshunoslikda, jumladan, fizikaning
rivojlanishida katta ahamiyatga ega. XIX asr oʻrtalariga kelib tajriba orqali issiqlik
miqdori bilan bajarilgan ish miqdorining oʻzaro qiyosiy tengligi isbotlandi va shu
asosda issiqlik energiyaning maxsus turi ekanligi aniqlandi. Energiyaning saqlanish
va aylanish qonuni issiqlik hodisalari nazariyasining asosiy qonuni boʻlib, u
termodinamikaning birinchi bosh qonuni deb ataladi. Bu qonunni Yu.R. Mayer
taʼriflagan, nemis fizigi G. Gelmgols aniqroq shaklga keltirgan (1874).
Termodinamikaning rivojlanishida S. Karno, R. Klauzius, U. Tomson, E. Klapeyron
va D.I. Mendeleyevlarning xizmatlari katta boʻldi. S. Karno issiqlikning mexanik
harakatga aylanishini aniqladi, R. Klauzius, U. Tomson issiqlik nazariyasining
asosiy qonuni - termodinamikaning ikkinchi bosh qonunini taʼrifladilar, R. Boyl, E.
Mariott, J. Gey - Lyussak, B. Klapeyron ideal gazning holat tenglamasini
aniqladilar. D.I. Mendeleyev uni barcha gazlar uchun umumlashtirdi va h.k.
Termodinamika bilan birga issiqlikning molekulyar-kinetik nazariyasi rivojlanib
bordi. A. Eynshteyn, polyak fizigi M. Smoluxovskiy va fransuz fizigi J. Perrenlar
Broun harakati atom hamda molekulalarning issiqlik harakati ekanligini isbotlab,
23
molekulyar-kinetik nazariya asoslari boʻlgan Broun harakatining miqdoriy
nazariyasini yaratdilar. Bu esa, oʻz navbatida, statistik mexanikaning toʻla tan
olinishiga olib keldi. J.K. Maksvell kiritgan ehtimollik xarakteriga ega boʻlgan
statistik tushunchalar asosida gazlardagi molekulalar tezligi, erkin yugurish
uzunligi, vaqt birligi ichidagi toʻqnashuvlar soni va boshqa kattaliklarning oʻrtacha
qiymatlarini topishga yoʻl ochildi, uning molekulalarning oʻrtacha kinetik
energiyasiga bogʻliqligi koʻrsatildi. Materiyaning kinetik nazariyasi taraqqiy etishi
L. Bolsman tomonidan statistik mexanika - Bolsman statistikasi yaratilishiga olib
keldi. XIX asrning 2-yarmida J.K. Maksvell elektromagnit hodisalarning
elektromagnit maydon tushunchasiga asoslangan yangi nazariyasini va uni
ifodalovchi tegishli tenglamalar tizimini yaratdi. U tabiatda elektromagnit
toʻlqinlarning mavjudligini, ularning aniq, xususiyatlari — bosimi, difraksiyasi,
interferensiyasi, tarqalish tezligi, qutblanishi va h.k. borligini aniqladi. Maksvell
nazariyasining eng muhim natijasi elektromagnit toʻlqinlarning tarqalish tezligi
yorugʻlik tezligiga teng boʻlgan qiymatga ega ekanligi toʻgʻrisidagi xulosa
hisoblandi. Maksvell nazariyasidan yorugʻlikning elektromagnit xususiyatiga ega
ekanligi kelib chiqdi. G. Gersning elektromagnit toʻlqinlarni aniqlash boʻyicha olib
borgan tajribalari buni tasdiqladi. 1899-yil P. Lebedev yorugʻlikning bosimini
tajriba orqali aniqladi. 1895-yilda A.S. Popov Maksvell nazariyasidan foydalanib
simsiz aloqani yaratdi. Yuqoridagi va boshqa tajribalar Maksvellning elektromagnit
nazariyasi toʻgʻriligiga yakun yasadi.
Shunday qilib, XIX asr fizikasi 2 boʻlimdan — jismlar fizikasi va maydon
fizikasidan iborat boʻldi. Jismlar fizikasi asosida molekulyar-kinetik nazariya qabul
qilingan boʻlsa, maydon fizikasida elektromagnit maydon nazariyasi asosiy rol
oʻynadi.
Klassik fizika modda, vaqt, fazo, massa, energiya va h.k. haqidagi maxsus
tasavvurlar, tushunchalar, qonunlar, prinsiplardan tashkil topgan. U klassik
mexanika, klassik statistika, klassik termodinamika, klassik elektrodinamika va
boshqa boʻlimlarga boʻlinadi. Klassik mexanikada harakat qonunlari — Nyuton
qonunlaridan iborat. Moddiy nuqta, mutlaq qattiq jism, tutash mux,itlar
24
tushunchalari muhim rol oʻynaydi. Bularga moye tarzda moddiy nuqta mexanikasi,
mutlaq qattiq jism mexanikasi, tutash muhit mexanikasi mavjud.
Koʻp amaliy hollarda qoniqarli natijalar beradigan klassik fizika katta tezliklar
va mikroobʼyektlar bilan bogʻliq hodisalarni toʻgʻri tushuntirishga ojizlik qildi.
Shunday hodisalar qatoriga qattiq jismlarning issiqlik sigʻimi, atom tizimlarining
tuzilishi va ulardagi oʻzgarishlar xarakteri, elementar zarralarning oʻzaro taʼsiri
hamda bir-biriga aylanishi, mikrotizimlardagi energetik holatlarning uzlukli
oʻzgarishi, massaning tezlikka bogʻliqligi va boshqa masalalar kiradi. Fizikaning
yangi taraqqiyoti yuqoridagiga oʻxshash hodisalarni ham toʻgʻri tushuntirib bera
oladigan yangi, noklassik tasavvurlarga olib keldi. Bunday tasavvurlarga asoslangan
yangi fizika maydon kvant nazariyasi va nisbiylik nazariyasiaan iborat.
Fizikaning klassik va noklassik fizikaga ajratilishi shartlidir. Galiley-Nyuton
mexanikasi, Faradey-Maksvell elektrodinamikasi, Bolsman-Gibbs statistikasini,
odatda, klassik fizikaga, maydon kvant nazariyasi va nisbiylik nazariyasini hozirgi
zamon fizikasiga kiritishadi. Tarixiy jihatdan bu haqiqatan ham shunday. Ammo
klassik fizika bilan hozirgi zamon fizikasini bir-biriga qarshi qoʻyish asossizdir.
Yangi texnika, kosmosni egallash kabi sohalarda klassik fizikadan keng foydalanib
muhim yutuqlarga erishilmoqda. Maksvell tomonidan elektromagnit hodisalarni
oʻrganish jarayonlari uning "Klassik elektrodinamika"si yaratishi bilan yakunlandi.
1897-yilda J. Tomsonning elektron zarrasining ochishi bilan fizika rivojida yangi
davr boshlandi.
Hozirgi zamon fizikasi. XIX asr oxirida aniqlangan qator yangiliklar
(elektronning ochilishi, elektron massasining tezlik oʻzgarishi bilan oʻzgarishi,
harakatlanuvchi tizimlarda elektromagnit hodisalarining roʻy berishidagi
qonuniyatlar va boshqalar) Nyutonning fazo va vaqt mutlaqligi toʻgʻrisidagi
tasavvurlarini tanqidiy tekshirib chiqish kerakligini koʻrsatdi. J.Puankare, X.A.
Lorens kabi olimlar bu sohada tadqiqotlar olib borishdi. 1900-yilda M. Plank nur
chiqarayotgan tizim — ossillyatorning nurlanish energiyasi uzluksiz qiymatlarga
ega degan klassik fikrni rad etib, bu energiya faqat uzlukli qiymatlar
(kvantlar)dangina iborat degan butunlay yangi farazni ilgari surdi. Shunga asoslanib
25
nazariya bilan tajriba natijalarini taqqoslanganda ularning mos kelishini aniqladi.
Plank gipotezasini A. Eynshteyn rivojlantirib, yorugʻlik nurlanganda ham,
tarqalganda ham kvantlar — maxsus zarralardan tashkil topadi degan fikrga keldi.
Bu zarralar fotonlar deb ataldi. Foton iborasini 1905-yilda A.Eynshteyn fotoeffekt
nazariyasini talqin etishda qoʻllagan, bu ibora fizika fanida 1929-yildagina paydo
boʻldi. Shunday qilib, fotonlar nazariyasiga muvofiq yorugʻlik toʻlqin
(interferensiya, difraksiya) va zarra (korpuskulyar) xususiyatga ega.
1905-yilda A. Eynshteyn Plank gipotezasini rivojlantirib, maxsus nisbiylik
nazariyasini yaratdi. 1911-yilda E. Rezerfordning alfa zarralarning jismlarda
sochilishini tekshirish tajribasi atomlar yadrosining mavjudligini isbotladi va u
atomlarning planetar modelini yaratdi. 1913-yilda N. Bor nurlanishning kvant
xarakteri asosida atomlardagi elektronlar maʼlum barqaror holatlargagina ega boʻlib,
bu holatlarda energiya nurlanishi sodir boʻlmaydi, degan postulatni yaratdi.
Nurlanish elektronlarning bir barqaror holatdan ikkinchi barqaror holatga "sakrab
oʻtishi"da, yaʼni diskret ravishda roʻy beradi. Bu postulat oʻsha yili J. Frank va G.
Gers oʻtkazgan tajribalarda tasdiqlandi. Bor postulati atomning planetar modeli
kvant xarakterga ega ekanligini koʻrsatadi.
A. Eynshteyn butun olam tortishishi (gravitatsiya) masalasi bilan
shugʻullanib, 1916-yilda fazo, vaqt va tortishishning yangi nazariyasi — Umumiy
nisbiylik nazariyasi(UNN)ni yaratdi. Ilgaridan maʼlum va kuzatilgan, ammo toʻgʻri
hamda mukammal ilmiy tushuntirilmasdan kelayotgan qator hodisa va faktlar
nisbiylik nazariyasi tufayli har tomonlama oydinlashdi. Bu nazariya oʻziga qadar
fanga maʼlum boʻlmagan koʻplab yangi hodisalar qonunlarning borligini oldindan
aytib berdi, eng yangi fan uchun gʻoyat zarur boʻlgan natija va xulosalarga erishildi
(massaning tezlik oʻzgarishi bilan oʻzgarishi, massa bilan energiyaning oʻzaro
bogʻlanishi, yorugʻlik nurlarining kosmosdagi jismlarning yaqin atrofidan chetlanib
ogʻishi va boshqalar). M. Laue kristallarda atomlarning tartibli joylashishini rentgen
nurlari difraksiyasi yordamida birinchi boʻlib tushuntirib berdi. Rus fizigi G.V. Vulf
va ingliz fizigi U.L. Bregg kristallarda atomlarning joylashishini, ular oraligʻidagi
masofalarni aniqlab, rentgen strukturalari taxliliga asos soldilar. P. Debai, M.
26
Bornlar kristall panjaralari garmonik tebranib turadigan ossilyatorlar yigʻindisidan
iborat, deb tushuntirdilar.
XX asrning 20-yillariga kelib, kvant mexanikaga toʻla asos solindi,
mikrozarralar harakatining norelyativistik nazariyasi toʻla isbotlandi. Buning asosini
Plank - Eynshteyn - Borlarning kvantlashuv va L. Broylning materiyaning
korpuskulyar-toʻlqin xususiyati toʻgʻrisidagi (1924) gʻoyalari tashkil etdi. 1927-
yilda tajribalarda kuzatilgan elektron difraksiyasi bu fikrni tasdiqladi. 1926-yilda
avstriyalik fizik E. Shryodinger atomlarning uzlukli energiyaga ega ekanligini
ifodalovchi kvant mexanikaning asosiy tenglamasini yaratdi.
Kvant mexanika bilan bir qatorda kvant statistika ham rivojlanib bordi. U koʻp
mikrozarralardan tashkil topgan tizimlarning xossalarini kvant mexanika qonunlari
yordamida oʻrganadi. 1924-yilda hindistonlik fizik Sh. Boze kvant statistikasi
qonuniyatlarini fotonlarga (spinlari 1 ga teng) tatbiq etib, muvozanatli nurlanish
spektrida energiyaning taqsimlanishi uchun Plank formulasini, Eynshteyn esa ideal
gaz uchun energiyaning taqsimlanish formulasini keltirib chiqardi. 1925-yilda
amerikalik fiziklar J. Ulenbek va S. Gausmit elektronning xususiy harakat miqdori
momentini aniqladilar. Shu yili V. Pauli bir xil kvant holatda faqat bittagina elektron
boʻla olishini koʻrsatdi (Pauli prinsipi), shu asosda Mendeleyev davriy sistemasiga
nazariy asos berildi.
1926-yilda E. Fermi va P. Dirak Pauli prinsipiga boʻysunadigan, spinlari 1/2 ga teng
boʻlgan, bir xildagi zarralar tizimi uchun Fermi-Dirak statistikasini kashf qildilar.
1928-yilda Ya. Frenkel va V. Geyzenberg ferromagnetizm asosida kvantli
almashinishdagi oʻzaro taʼsirlar hal qiluvchi ekanligini koʻrsatdilar. 1932-1933-
yillarda fransuz fizigi L. Neyel va Ya. Landaular antiferromagnitizm mavjud
ekanligini oldindan bashorat qildilar. X. Kamerling Onnes tomonidan simob, qalay
va baʼzi elementlarning oʻta oʻtkazuvchanligining hamda Kapitsa tomonidan geliy
II ning, oʻta oquvchanligi ochilishi kvant statistikasida yangi yoʻnalishlarning
vujudga kelishiga olib keldi. 1950-yilga kelib L. Landau va V. Ginzburg oʻta
oʻtkazuvchanlikning batafsil nazariyasini ishlab chiqdilar [9].
27
1916-yilda Albert Eynshteyn yaratgan majburiy nurlanishning kvant
nazariyasi asosida 50-yillarga kelib yangi kvant elektronikasi rivoj topdi. N. Basov
va A. Proxorov (ulardan mustaqil tarzda amerikalik olim U. Tauns) yaratgan
mazerda elektromagnit toʻlqinlarni hosil qilish va kuchaytirishni amalga oshirdilar.
Bu 60-yillarda yorugʻlikning kvant generatori - lazerning yaratilishiga olib keldi.
XX asrning 2-choragida atom yadrolari tizimi sirlarini va mavjud boʻlayotgan
jarayonlarni oʻrganish bilan elementar zarralar fizikasining yaratilishi fizikada
inqilobiy oʻzgarishlar boʻlishiga olib keldi.
A.E. Bekkerel P. Kyuri va M. Sklodovskaya Kyuri bilan hamkorlikda
radioaktiv nurlanishni, keyinchalik E. Rezerford bu nurlanishning oʻz-oʻzidan
parchalanishi nurlanish bilan birgalikda hosil boʻlishini ochdilar. 1932-yilda
J.Chedvik neytron zarrani ochdi. Rus olimi D.D. Ivanenko va V. Geyzenberglar
atom yadrosining proton va neytrondan iborat ekanligini aniqladilar. 1934-yilda I.
Jolio va Kyurilar sunʼiy radioaktivlik hodisasini ochdilar.
Tezlatkichlarning yaratilishi zaryadlangan zarralar taʼsirida yadro reaksiyalari
hosil qilish imkonini yaratdi. Yadro boʻlinishlari hodisasining ochilishi muhim
natija boʻldi. 1939-1945-yillarda birinchi marta zanjir reaksiyasi yordamida yadro
energiyasi ajralib chiqishiga erishildi. Bu energiyadan tinch maqsadda foydalanish
1954-yildan amalga oshdi. 1952-yilda termoyadro sintezi (termoyadro portlashi)
amalga oshirildi.
Atom yadrosi fizikasi rivoji bilan bir vaqtda elementar zarralar fizikasi ham
rivojlandi. Birinchi muhim yutuqlar kosmik nurlarni tadqiq qilish bilan bogʻliqdir.
Myuonlar, mezonlar, K mezonlar, giperonlar kabi zarralar topildi. Yuqori energiyali
zaryadli zarralar tezlatkichlari yaratilishi bilan elementar zarralar, ularning
xususiyatlari va oʻzaro taʼsirlari rejali tadqiq qilina boshladi. Tajribalarda ikki xil
neytrinolar va boshqa koʻplab elementar zarralar ochildi.
Fizika tekshiradigan hodisalarni miqdoriy tahlil qilishda matematikadan keng
foydalanadi. Hodisalarning oʻtishi va ularning tabiatidagi murakkablikka qarab
qoʻllaniladigan mat. usullari ham murakkablashadi. Hozirgi davrda elementar
matematika, differensial, integral hisoblar, analitik geometriya, oddiy differensial
28
tenglamalar bilangina cheklanib qolish mumkin emas. Masalan, maydon
nazariyasida tenzorlar, operatorlar kabi tushunchalardan keng foydalaniladi.
Fizikaning rivojlanishi hamma vaqt boshqa tabiiy fanlar bilan chambarchas bogʻliq
boʻlib kelgan. Fizikaning rivojlanishi boshqa tabiiy fanlarning rivojlanishiga va
koʻpgina hollarda yangi fanlarning vujudga kelishiga olib kelgan. Masalan, fiziklar
tomonidan mikroskopning ixtiro etilishi kimyo, biologiya, zoologiya fanlarining
keng koʻlamda rivojlanishiga sabab boʻldi. Teleskopning yaratilishi, spektral analiz
qonunlarining kashf etilishi astronomiya fanining rivojlanishini jadallashtirdi.
Elektromagnit induksiya hodisasining kashf etilishi va radioning ixtiro etilishi
elektronika va radiotexnika fanlarining vujudga kelishiga olib keldi. Juda koʻp
sohalar borki, ularni fizika boshqa fanlar bilan birgalikda oʻrganadi. Shu tariqa
kimyoviy fizika, biofizika, astrofizika, geofizika va boshqa fanlar vujudga kelgan.
Fizikada yaratilgan kashfiyotlar texnikaning turli sohalari rivojlanishiga, provardida
sanoat va xalq xoʻjaligining jadal rivojlanishiga olib kelgan. Kundalik hayotda
ishlatilayotgan elektr yoritkich asboblari, radiopriyomniklar, televizorlar, zavod va
fabrikalardagi turli xil stanoklar, zamonaviy elektron hisoblash mashinalari,
samolyotlar va boshqalar fizikadagi yaratilgan kashfiyotlarning natijasidir. Oʻz
navbatida, texnika fanlarining erishgan yutuqlari fizikaning yanada rivojlanishiga
sababchi boʻlgan. Texnikaning, umuman xalq xoʻjaligining rivojlanib borishida
uzluksiz ravishsa vujudga keluvchi fizik muammolarni hal etib borishga toʻgʻri
keldi. Bu esa texnika fanlarining hamma vaqt fizika bilan xamkorlikda ish olib
borishini taqozo etadi. Oʻzbekistonda yadro fizikasi, fizik elektronika, qattiq jismlar
fizikasi, yuqori energiyali va kosmik nurlar fizikasi, yarimoʻtkazgichlar fizikasi,
akustooptika, akustoelektronika, lazerlar fizikasi, geliofizika, geliotexnika va
boshqa fizika sohalarida muhim yutuqlarga erishildi [8].
Hozir Oʻzbekiston Fanlar akademiyasi Yadro fizikasi instituti, Fizika-texnika
instituti, S.A. Azimov nomidagi "Fizika-Quyosh" IICHB, U. O. Orifov nomidagi
Elektronika instituti kabi oʻnlab ilmiy muassasalar, Toshkent milliy universiteti,
Samarqand davlat universiteti, Toshkent texnika universiteti va respublikadagi
29
qariyb barcha oliy oʻquv yurtlarida ham fizika fanining turli muammmolariga oid
ishlar olib borilmoqda.
Fizika va texnologiya hamjamiyati ilmiy kashfiyotlar va ularni texnik jihatdan
amalga oshirish o'rtasidagi vaqt oralig'ining qisqarishiga olib keladi.
Fotosurat -110 yil
Radio - 50 yil
Transistorlar - 15 yil
Lazer - 7 yil
Fizika matematika bilan chambarchas bog'liq. Matematik tavsifsiz aniq
muhandislik hisobi va fizika nazariyasini ishlab chiqish mumkin emas.
Fizika texnologiyaning yangi tarmoqlarini yaratish uchun asos yoki
mutaxassislarning umumiy texnik tayyorgarligiga asoslangan ilmiy asosdir.
Fizika klassik va kvantlarga bo'linadi. Klassik fizikaning boshlanishini
mexanikaning asosiy qonunlarini shakllantirgan I. Nyuton qo'ydi va klassik
fizikaning rivojlanishi 1905 yilda A.Eynshteyn tomonidan maxsus nisbiylik
nazariyasini yaratilishi va uning talablarini inobatga olgan holda yakunlandi. Bu
nisbiy mexanika nazariyasi.
|