Kompton effekti. Yorug’likning korpuskulyar xossalari Kompton effektida yorqin nomoyon bo’ladi. Amerikalik fizik Kompton 1923 yilda yengil atomli moddalarda monoxromatik rentgen nurlarining sochilishini o’rganayotib, sochilgan nurlanish tarkibida birlamchi to’lqin uzunlikli nurlanish bilan birga kattaroq to’lqin uzunlikli nurlanish borligini aniqladi. Tajribalar =- farq tushuvchi nurlanishning to’lqin uzunligi , sochuvchi jismga bog’liq bo’lmay, faqat sochilish burchagi ga bog’liqligini ko’rsatdi:
= - = 2 с sin2 /2
bu yerdagi с Kompton doimiysi deb ataladi va с=2,41.10-12 m ga teng. Rasmda ko’rsatilgan D1, D2 diafragmalardan o’tgan ingichka rentgen nurlari Kr kristallga tushadi. Sochilgan nurlanishni Sn – spektrograf yordamida tekshirish mumkin. Nurlanish yo’nalishda (=0) o’zgarmaydi, boshqa yo’nalishlarda
sin2 /2.
Shunday qilib, Kompton effekti deb nurlanish (rentgen, - nurlanish) moddaning erkin elektronlarida sochilishi natijasida to’qin uzunligining ortishiga aytiladi.
To’lqin nazariya nuqtai nazaridan bu hodisani tushutirib bo’lmaydi. Elektron yorug’lik to’lqini ta’sirida shu to’lqin chastotasiga teng chastota bilan tebranishi va shu chastotaga teng to’lqin nurlantirishi kerak. Kvant nuqtai nazariga ko’ra rentgen fotonlarining kristall elektronlari bilan ta’sirlashganda yuqoridagi ifoda hosil bo' bo’ladi. Bunda с= h/m0c hisob-kitoblar с uchun yuqoridagi son qiymatini beradi.
Yorug`likning tabiati haqidagi birinchi fikrlar qadim zamonlardan ma’lum. Keyingi ikki yarim asr davomida yorug`likning tabiati haqidagi tasavvurlar juda katta o`zgarishlarga duch keldi. XVII asrning oxirida yorug`likning tabiati haqida ikkita prinsipial qarama-qarshi nazariya maydonga keldi: bulardan birinchisi, 1675-yilda ingliz olimi Isaak Nyuton yaratgan korpuskulyar nazariya va ikkinchisi, 1690-yilda yaratilgan gollandiyalik olim Gyuygensning to`lqin nazariyasidir. Korpuskulyar nazariyaga muvofiq, yorug`lik tez harakatlanuvchi juda kichik moddiy zarralar – korpuskulalar oqimidan iborat bo`lib, ularni nur sochayotgan jism chiqaradi va ular ko`zga tushib, ko`rish sezgisini uyg`otadi. Bu nazariyaga muvofiq, yorug`likning qaytishi korpuskulalarning qaytaruvchi sirtdan xuddi elastik sharchalarning qattiq sirtdan qaytish qonunlari singari qonunlarga ko`ra itarilishi deb tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi korpuskulalarning kattaligiga bog`liq bo`lib, eng yirik korpuskulalar qizil rang, eng maydalari binafsha rang sezgisi uyg`otadi, deb tushuntiriladi.
To`lqin nazariyaga muvofiq esa yorug`lik yorug`lik manbayidan chiquvchi va butun Koinotni uzluksiz to`ldirgan qo`zg`almas elastik muhit – “dunyo efiri” da katta tezlik bilan tarqaluvchi to`lqindan iboratdir. Ko`p olimlar, jumladan, M.V.Lomonosov ham yorug`lik tabiatiga shu nuqtayi nazardan qarashar edi.
Bu nazariyada yorug`likning qaytish hodisasi barcha to`lqinlar uchun o`rinli bo`lgan qonunga muvofiq tushuntiriladi. Ranglarning farq qilishi, xuddi tovush tonlari farqi tovush to`lqinlari uzunligiga bog`liq bo`lgani singari, yorug`lik to`lqini uzunliklarining farqiga bog`liq deb tushuntiriladi.
To`lqin nazariyaning zaif tomoni undagi “dunyo efiri” bo`lib, uning real mavjud ekanligi g`oyat shubha tug`dirar edi.
To`lqin nazariyaga asosan yorug`likning tarqalishi, havodagi tovush tebranishlariga o`xshash, efirning mexanik elastik tebranishlari tarqalish deb tasavvur qilinadi. Biroq yorug`likning tabiati va tarqalishiga oid bunday qarash efir haqidagi mexanik tasavvurlar doirasida hal qilinishi mumkin bo`lmagan qator qiyinchiliklarga duch keldi.
Astronom Ryomer Yupiter yo`ldoshlarining tutilishini kuzatib, yorug`likning tezligini hisoblab chiqdi, bu tezlik taxminan 300 000 km/s ga yaqindir. Holbuki, tovushning havodagi tezligi bundan deyarli 1 mln marta kichik. “Dunyo efiri” ning elastik tebranishlari haqidagi mexanik tasavvurlarga ko`ra 300 000 km/s tezlik olish uchun efirning elastikligi eng yaxshi nav po`latning elastikligidan bir necha yuz marta katta bo`lishi kerak. Shu bilan bir vaqtda osmon jismlarining juda ulkan va doimiy tezliklar bilan (qarshiliksiz) harakatlanishi ma’lum edi, bunday bo`lishi uchun esa “dunyo efiri” ning zichligi haddan tashqari kichik ekan deb taxmin qilish kerak.
Bu ziddiyatni “dunyo efiri” haqidagi mexanik tasavvurlarga asoslanib hal qilish mumkin emas edi. 1881-yilda amerikalik olim Maykelson “dunyo efiri” mavjud emasligini tajribada isbot qildi.
1873-yilda ingliz fizigi J.Maksvell vakuumda 300 000 km/s tezlik bilan tarqaluvchi elektromagnit to`lqinlar tabiatda mavjud ekanligini nazariy ravishda isbot qildi. Bundan yorug`likning elektromagnit to`lqin ekanligi kelib chiqadi. Shunday qilib, XIX asrning oxirida yorug`likning tabiati haqida to`lqin nazariyasi rivojlanib, yorug`likning elektromagnit nazariyasiga aylanadi. Bu nazariyani G. Gers eksperimentda tasdiqladi. J. Maksvell yorug`likning elektromagnit nazariyasini yaratib, yorug`likning yorug`lik tushayotgan jismlarga bosim berishini ko`rsatib berdi. Bu bosimning kattaligini rus olimi P. N. Lebedev tajribada aniqladi va uning tajribalari yorug`likning elektromagnit nazariyasini tasdiqladi.
Endi yorug`likning to`lqin xossalari namoyon bo`ladigan optik hodisalar: yorug`likning interferensiyasi, difraksiyasi, dispersiyasi, qutblanishi kabilar bilan tanishib chiqamiz. Bu hodisalarning fizik mohiyatini yorug`likning elektromagnit nazariyasi asosida tavsiflashga harakat qilamiz.