Innavatsiyalar vazirligi

Kurs ishining maqsadi: Ushbu kurs ishining o‘rganish davomida Fizika fanlarini o‘qitish jarayonida namoyish tajribalarini ko‘rsatish va laboratoriya ishlarini bajarishning ahamiyati bilan tanishish. Namoyish tajribalarni ko‘rsatish jarayonida nimalarga ahamiyat berish, laboratoriya ishlarini bajarishda bolalarda noto‘g‘ri tushunchalar paydo bo‘lmasligi uchun nimalarga e’tibor qaratish kerakligini o‘rganish.
Kurs ishining predmeti: Geometrik optika qonunlari.
Kurs ishining vazifalari:
- Geometrik optika qonunlari, yorug‘lik tezligini aniqlashga bag‘ishlangan tajribalarning ahamiyati va Galileyning birinchi urinishini , yorug‘lik tezligini aniqlashning astranomiya metodlarini ,mexanikada nisbiylik prinsipi va Galileyning almashtirish formulalarini, harakatlanayotgan muhitlar elektrodinamikasini o‘rganish.



I BOB. FIZIKANING HAYOTIMIZDAGI AHAMIYATI

1. 
   Fizika fanini mamlakatimizdagi rivoji
   

Fizika metodo-logiyasi nuqtai nazaridan o‘qitish metodlari empirik va nazariyga bo‘linadi. Bu o‘quv jarayoniga hodisa, tajriba, eksperimentlarni kuzatish natijalari yoki ma’lum nazariy umumlashtirishlar tushunchalar, qonunlar, printsiplar asos qilib olinishi mumkin. Empirik o‘qitish metodlari uchun kuzatish: tashqi dunyo predmet va hodisalarini maqsadga muvofiq, uyushgan holda qabul qilish tarzida kechadi. O‘qitishning mazmuni haqida so‘z borayotganda, diqqatni respublikamizda ta’lim-tarbiya sohasida ro‘y bergan muhim o‘zga-rishlarga qaratish lozim. Chunki, ta’lim-tarbiya tizimini tuzilish va mazmun jihatdan isloh qilish maqsadida “Ta’lim to’g’risida” va «Kadrlar tayyorlash milliy dasturi» haqida qonunlar qabul qilindi. Bu hujjatlarda fizika o‘qitish vazifalariga ham yangicha yondoshildi hamda fizika ta’limning ajralmas qismi deb alohida ta’kidlandi. Belgilangan vazifalarni amalga oshirirsh esa o‘quvchilarni yuksak salohiyatli, bilimli, o‘z aqli tafakkuri bilan ongli mushohada yuritadigan ozod va hur fikrli insonlar bo‘lib yetishishi uchun muhim hissa qo‘shadi. Shuni esdan chiqarmaslik kerakki, hamdo’stlikdagi davlatlar orasida faqatgina bizning mamlakatimizda ta’lim-tarbiyaga shunday yondoshish amalga oshirilmoqda.
Fizika o‘qitishning vazifalari haqida gapirilganda, fizika o‘quv predmeti sifatida ta’lim oluvchilarda ilmiy tafakkurni shakllantirishda asosiy o‘rin egallashini ta’kidlash zarur. Ilmiy-tabiiy bilish tsikli to‘liq keltirilgan: faktlarni kuzatishdan muammoni ta’riflashgacha va undan gipotezani taklif etish (hodisa modeli, tushunchalar, qonunlar va printsiplar) gipotezani mantiqiy rivojlantirish va nazariy bashorat qilish, nazariy xulosalarni eksperimental tekshirish va ularni amalda qo‘llash. Shuning uchun o‘rganiladigan predmet asosiy fanining metodologiyasi o‘qitish metodlarining manbai va tashkil etuvchi qismi bo‘lib hisoblanadi. O‘qitish metodlarini takomillashtirish o‘quvchilarni fizikadan olgan bilimlarini sifatini oshirishgagina yordam berib qolmasdan, ularning iqtidorli, iste’dodli, zukko va ma’naviy yetuk kishilar bo‘lib yetishishlari uchun ham xizmat qiladi. Maktab va o‘rta maxsus ta’limi fizika kursida politexnik ta’limni shakllantirish hamda o‘quvchilarning mehnatga tayyorlashning muhim vositalaridan biri amaliy fizika masalalarini o‘rganish hisoblanadi. Bularga fizika asboblarining ishlash printsipi,



mashina va mexanizmlarning harakat printsiplari, ularni ishlatishning fizik asoslari, xalq xo‘jaligining turli sohalarida fizik hodisalarining qo‘llanilishi kiradi. Bu materiallarni sistemalashtirishda takomillashtirilgan dastur va darsliklarda fan- texnika taraqqiyotining turli yo‘nalishlari bilan bog‘liq bo‘lgan darslarni tashkil etish muhim ahamiyat kasb etadi.
Mamlakatimizda hayotning barcha sohalarida amalga oshirilayotgan islohotlarning taqdirida odamlar dunyoqarashining o'zgarishida, buyuk davlat barpo etishdek orzuyimizning ro'yobga chiqishida zamon talablariga javob beradigan kadrlar tayyorlash muhim ahamiyat kasb etadi. Jamiyatimizning yuksak darajada rivojlanishi, ilmiy-texnik taraqqiyotini e’tiborga olgan holda, ta’lim sistemasini uzluksiz ravishda takomillashtirishni va mutaxassislarning umumta’lim darajasini keskin oshirishni taqozo etadi.
Ta’limning mazmunini yangilash, ilmiylik darajasini oshirish hamda o'qitish metodlarini uzluksiz takomillashtirish, o'quvchilar bilimlarining oshirib borilishi o'qituvchidan o'z bilimini uzluksiz ravishda to'ldirib va yangilab borishni, malaka va metodik mahoratini yuksaltirishni taqozo qiladi. Mamlakatimiz yuksalishiga bevosita ta’sir qiladigan muhim hayotiy omil bu ta’lim tarbiya tizimidir. Shu sababli yoshlarga ta'lim-tarbiya berishga iqtidorlilarini rag'batlantirish hamda qo'llab - quvvatlashga katta e'tibor qaratilmoqda. Istiqlolimizning istiqboli buyuk kelajak yaratish yo'lidagi maqsadlarimiz, hatti-harakatlarimizning pirovard natijasi bevosita ta'lim tizimidagi isloxotlarimizga bog'liqdir.

2. 
   . Yorug’lik haqida umumiy tushuncha
   

Yorug‘lik — inson ko‘zi sezadigan elektromagnit to‘lqinlardir. Spektrning infraqizil nurlanish va ultrabinafsha nurlanish sohalari ham yorug‘lik deb ataladi. Spektrning infraqizil nurlanish sohasi bilan rentgen nurlari orasida keskin chegara yo‘q. Turli yoritqichlar yorug‘lik o’zidan chiqaradi. Yorug‘lik o’zining to‘lqin xossasiga v a korpuskulyar xossaga ega. Ba’zi hodisalar (difraksiya, interferensiya, qutblanish)da yorug‘likning to‘lqin xossalari va boshqa hodisalar (fotoeffekt, lyuminessensiya, atom va molekulalar spektrlari)da korpuskulyar xossasi namoyon bo‘ladi. Yorug‘likning to‘lqin xossalarini va to‘lqinlar nazariyalarini, korpuskulyar



xossasini kvant nazariya tavsiflab beradi; har ikkala xossasi bir-birini to‘ldiradi. Yorug‘likning korpuskulyar nazariyasini I. Nyuton hamda to‘lqin nazariyasini X. Gyuygens, kvant nazariyasini A. Eynshteyn ishlab chiqqan. Yorug‘lik qonuniyatlari optika o‘rganadi. Yorug‘lik bosimi, ya’ni mexanik ta’siri borligini J. K. Maksvell nazariy isbotlagan. Yorug‘likning issiqlik, elektr, fotokimyoviy va boshqa ta’sirlari mavjud. Ba’zi qo‘ng‘izlar, o‘simliklar, elementlar ham o‘zidan yorug‘lik chiqaradi.
Yorug‘lik birliklari — yorug‘lik kuchi, yoritilganlik, ravshanlik, yorug‘lik oqimi va boshqa yorug’lik kattaliklari birliklari. Xalqaro birliklar tizimida yorug‘lik kuchi birligi sifatida kandela ishlatiladi. Yorug‘lik oqimi birligi qilib lyumen qabul qilingan. Sirtning yoritilishi sirtga tushayotgan yorug‘lik oqimi, ya’ni yorug‘lik kvanti zichligi bilan aniqlanadi. 1 sm² sirtga tushayotgan 1 lyumen yorug‘lik oqimi fot (f) bilan ifodalanadi. Fot bilan ham bir qatorda radfot (radiatsiya) ishlatiladi. Ravshanlik sirtga tik tushayotgan yorug‘lik kuchi bilan o‘lchanadi; ravshanlik birligi stilb (sb). Fotometriyada yorug‘lik energiyasi joul, yorug‘lik oqimi vattlar bilan o‘lchanadi. Yorug‘lik bosimi yorug‘likning uni qaytaruvchi va yutuvchi jismlarga, zarralarga, shuningdek, ayrim molekula hamda atomlarga ko‘rsatadigan ta’siri. Yorug‘lik bosimi haqidagi farazni birinchi marta 1619-yilda fizik olim I. Kepler kometa dumlarining quyosh yaqinidan uchib o‘tishidagi og‘ishini tushuntirish uchun ishlatgan edi. 1873-yilda J. K. Maksvell elektromagnit nazariya asosida yorug‘lik bosimi kattaligini hisoblab chiqdi. U eng kuchli yorug‘lik manbalari (quyosh, elektr yer) uchun ham juda kichik miqdor ekan. Yer sharoitida u yonaki hodisalar (konveksion toklar, radiometrik kuchlar) bilan niqoblanadi. Shu sababli, Yorug‘lik bosimini sof holda o‘lchash murakkab ish. Uni birinchi marta 1899-yilda P. N. Lebedev tajribada aniqlagan. Olgan natijalari J. K. Maksvellning hisoblashlariga mos. U yorug‘likning gazlarga beradigan bosimlarini aniq o‘lchash mumkinligini 1908-yilda isbotladi. Dumli yulduzlar yorug‘lik bosimi ta’sirida paydo bo’ladi, deb taxmin qilinadi. Elektromagnit nazariyaga ko’ra, jism sirtiga tik tushuvchi yassi elektromagnit to‘lqin yuzaga keltiruvchi bosim elektromagnit energiyaning sirt yaqinidagi zichligiga teng. Ushbu energiya jismga tushuvchi va undan qaytuvchi to‘lqinlar energiyasidan tashkil topadi. Yorug‘lik bosimi hajmlari bir-biridan jiddiy



farq qiluvchi astrofizika va atom sohalarida juda muhimdir. Lazerlar paydo bo‘lishi bilan yorug‘lik bosimidan turli sohalarda foydalanish imkoni keskin kengaydi. Yorug‘lik vektori—yorug‘lik energiyasining kattaligini va ko‘chirilish yo‘nalishini aniqlab beruvchi yorug‘lik oqimi zichligini ifodalaydigan vektor. U fotometriyada amaliy ahamiyatga ega, uning yordamida yorug‘likning hajm zichligi, yorug‘lik oqimining yutilishi, sirtning yoritilganligi va boshqalar aniqlanadi. Yorug‘lik kvanti foton energiyasi. Yorug‘lik to‘lqin tarqatish bilan birga korpuskulyar, ya’ni kvant tabiatga ham ega bo‘lishini M. Plank isbotlagan. Plank nazariyasiga ko‘ra, yorug‘lik moddaning atom, molekulalaridan uzluksiz oqim tarzida emas aniq miqdordagi ayrim ulushlar tarzida chiqadi va ularga shunday ulushlar tarzida yutiladi. Bu ulushlar kvantlardir. Fotoeffekt hodisasini shu nazariyaga asoslanib tushuntirish mumkin. Kvant mexanika qonunlari ham shu nazariyalarga asoslangan. Yorug‘lik kuchi ko‘rinuvchi nurlanish manbaining muayyan yo‘nalishda yorug‘lanishini ifodalaydigan yorug‘lik kattaligi. Yorug‘lik manbaidan fazoviy burchak birligi ш da tarqalayotgan yorug‘lik oqimi ф ni ifodalaydi. Xalqaro birliklar tizimi SI da kandela (kd) yorug‘lik kuchi o‘lchov birligi qilib qabul qilingan. Yorug‘lik energiyasini sezishda, tabiiyki, ko‘z alohida ahamiyatga ega. Inson ko‘zining turli rangdagi yorug‘likni sezish qobiliyati ham turlicha. Shuning uchun biror sirt orqali o‘tayotgan Yorug‘likning to‘lqin energiyasi emas, balki bu yorug‘lik energiyasining bevosita ko‘zga ta’sir etib ko‘rish sezgisi uyg‘otadigan qismi ahamiyatli. Biror sirt orqali vaqt birligi ichida o‘tadigan va ko‘rish sezgisi bilan baholanadigan yorug‘lik energiyasi yorug‘lik oqimi deb ataladi, ya’ni ф = _{ }/t, bunda ф^г^^ oqimi; t-yorug‘lik tushayotgan vaqt oralig‘i; ш-sirt orqali o‘tayotgan ya’ni fazoviy burchak. Agar ш- nuqtaviy manbadan barcha yo‘nalishlarda tarqalayotgan yorug‘lik energiyasini ifodalasa, ф-я yorug‘lik oqimini bildiradi. Yorug‘lik oqimining o‘lchov birligi qilib lyumen (lm) qabul qilingan [2].
Yorug‘likning quyidagi xossalari ajratib ko‘rsatiladi:

Intensivlik
Chastota
Qutblanish



Yorug‘lik muammolari bilan fizikaning optika bo‘limi shug‘ullanadi. Yorug’lik qator hodisalarda to'lqin xususiyatini nomoyon qiladi. Shuning uchun to'lqinlarga oid ba'zi ma'lumotlarni dastlab yaqqollik uchun mexanik to'lqin misolida ko'rib chiqamiz.
To'lqin deganda tebranishlarining muhitda (bunga vakuum ham kiradi) tarqalish jarayoni tushuniladi. Yorug’lik to'lqinining tarqalish yo'nalishi nur deb ixtiyoriy vaqtda tebranishlar yetib kelgan muhit zarralarining geometrik o'rinlari to'lqin fronti deb ataladi.
To'lqin frontini tebranish sodir bo'layotgan fazoning qismi va tebranish hali boshlanmagan qismini ajratib turuvchi chegaraviy sirt tarzida tasavvur qilish mumkin. To'lqin frontining shakli muhit xossalari, tebranish manbaining shakli va o'lchamlariga bog’liq.
Bir jinsli va izotrop muhitda joylashgan nuqtaviy tebranish manbayidan tarqalayotgan to'lqinlarning fronti sferik shaklda bo'ladi. Bunday to'lqinlar sferik to'lqinlar deyiladi. Agar tebranish manbayi tekislik shakliga ega bo'lsa, manbaga yaqin soxalardagi to'lqinlar yassi to'lqinlar deyiladi. Tebranish nurga perpendikulyar bo'lsa, bunday to'lqinlar ham ko'ndalang to'lqinlar deyiladi. Yorug’lik to'lqinlari ham ko'ndalang to'lqindir.