Bu formuladan zarra massaga ega bo‘lmasa ham, (m
0
= 0) u energiya
va impulsga ega bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi, ya’ni E = p · c. Bunday
zarralar massasiz zarralar deyiladi.
Bunday zarralarga misol qilib fotonni keltirishimiz mumkin va uning
tinchlikdagi massasi nolga teng, lekin u impulsga ham, energiyaga ham ega.
Massasiz zarralar tinch holda mavjud emas va ular barcha inersial sanoq
sistemalarida chegaraviy tezlik c bilan harakatlanadi.
1. Dinamikaning asosiy qonuni relyativistik mexanika uchun qanday
ifodalanadi?
2. Massa bilan energiya orasidagi bog‘lanish qonunining relyativistik
formulasi va uni ta’riflang.
3. Tinchlikdagi energiya formulasi va uni tavsiflang,
Masala yechish namunasi
1. ikkita kosmik kema Yerdan qarama-qarshi tomonga harakat qilmoqda
va ularning har birining Yerga nisbatan tezligi 0,5 c ga teng. Birinchi
kemaning ikkinchi kemaga nisbatan tezligi qanday?
132
B e r i l g a n:
f o r m u l a s i:
Y e c h i l i s h i:
= 0,5 c
= – 0,5 c
=
nis
=
.
Javobi: 0,8 c.
Topish kerak:
nis
= ?
5-mashq
1. Qaysi biri ko‘p energiyaga ega: 1 kg suv (E
1
), 1 kg ko‘mir (E
2
) yoki
1 kg benzin (E
3
)? (Javobi: E
1
= E
2
= E
3
).
2. m massali ko‘mir qanday energiyaga ega (c – yorug‘lik tezligi, λ – so-
lishtirma erish issiqligi, q – solishtirma yonish issiqligi). (Javobi: mc
2
).
3. 0,6 s tezlik bilan harakatlanayotgan zarraning kinetik energiyasi uning
tinchlikdagi energiyasidan necha marta kichik? (Javobi: 4 marta).
4. Zarraning tezligi qanday bo‘lganda uning kinetik energiyasi uning
tinchlikdagi energiyasidan 2 marta katta? (Javobi: 2
/3 c).
5. Elastiklik koeffitsiyenti 20 kN/m bo‘lgan prujina 30 sm ga cho‘zilsa,
uning massasi qanchaga ortadi? (Javobi: 1 · 10
–14
kg).
6. 1 kg suvning temperaturasi 81 k ga orttirilsa, uning massasi qanchaga
ortadi (kg)? (Javobi: 3,78·10
–12
).
7. Massasi 20 kg bo‘lgan azot doimiy bosimda 0°C dan 200°C gacha qiz-
dirildi. Azotning massasi qanchaga ortgan? Azotning doimiy bosimdagi issiq-
lik sig‘imi 1,05 kJ/kgk. (Javobi: 4,7 · 10
–8
gr).
8. Quyoshning nurlanishi 3,78 · 10
26
W. 1 s da Quyosh nurlanish natijasida
qancha (kg) massa yo‘qotadi? (Javobi: 4,3 · 10
9
kg).
9. Jism 0,89 c tezlik bilan harakatlanmoqda. Uning zichligi tinch holatiga
nisbatan qanday o‘zgaradi? (Javobi: 5 marta ortadi).
10. Myuon (myu mezon) atmosferaning yuqori qatlamlarida paydo bo‘lib,
parchalanishga qadar 5 km ga uchib boradi. agar uning xususiy yashash vaq-
ti 2 μs bo‘lsa, u qanday tezlik bilan harakatlangan? (Javobi: 0,99 c).
11. agar kometaning “ko‘rinma” uzunligi uning xususiy uzunligi (l
0
) dan
marta kam bo‘lsa, kometaning kuzatuvchiga nisbatan tezligini aniqlang.
(Javobi:
c ≈0,71 c).
12. agar proton 240000 km/s tezlik bilan harakatlanayotgan bo‘lsa,
uning massasi tinchlikdagi massasidan necha marta katta? c = 300 000 km/s.
(Javobi:
≈ 1,67 marta).
133
13. sterjen tezlik bilan K – sanoq sistemasiga nisbatan harakat-
lanmoqda. Tezlikning qanday qiymatida shu sanoq sistemasida uning
uzunligi xususiy uzunligidan 0,5 % ga kam bo‘ladi? (Javobi: ≈ 3 · 10
7
m/s).
14. Agar τ
0
= 5 s vaqtda K – sanoq sistemasida harakatlanayotgan soat
∆t = 0,1 s ga kech qolsa, u qanday tezlik bilan harakatlangan? (Javobi: = 0,2 s).
15. Zarraning relyativistik impulsi nyuton (mumtoz) impulsdan 2 marta
katta bo‘lsa, zarraning tezligini aniqlang. (Javobi: = c).
16. Zarraning kinetik energiyasi uning tinchlikdagi energiyasiga teng
bo‘lgan holdagi tezligi topilsin. (Javobi: = c).
17. Tezlatgich elektronga 4,08 · 10
6
eV energiya beradi. elektronning
tezligi va massasini aniqlang. (Javobi: ≈ 0,98 c, m = 9 m
0
).
v bobni yakunlash yuZasidan tEst savollari
1. Agar sterjenning tinch holdagi uzunligi 1 m bo‘lsa, 0,6 c tezlik bilan
harakatlanayotgan sterjenning uzunligi nimaga teng?
a) 80 sm;
B) 84 sm;
C) 89 sm;
D) 90 sm.
2. harakat yo‘nalishida jismning uzunligi necha foizga kamayadi, agar
uning tezligi 2,4·10
8
m/s bo‘lsa?
a) 80;
B) 60;
C) 40;
D) 30.
3. Jismning bo‘ylama o‘lchami 20 % ga kamaygan bo‘lsa, u qanday
tezlikda harakatlangan? c – yorug‘likning vakuumdagi tezligi.
a) 0,2 c;
B) 0,6 c;
C) 0,4 c;
D) 0,7 c.
4. Yerga nisbatan 0,99 s tezlik bilan harakatlanayotgan uchar yulduzda
qancha vaqt o‘tadi? Bu paytda Yerda 70 yil o‘tgan?
a) 10 soat;
B) 1 yil;
C) 10 yil;
D) 20 yil.
5. Agar elektron 0,87 s tezlik bilan harakatlanayotgan bo‘lsa, uning
massasi tinchlikdagi massasidan necha marta katta bo‘ladi?
a) 2;
B) 2,5;
C) 0,4;
D) 0,5.
6. Agar proton 0,8 c tezlikkacha tezlashtirilsa, uning massasi nimaga
teng? m
0
= 1 a.m.b
a) 2,6 a.m.b;
B) 1,7 a.m.b;
C) 1,9 a.m.b;
D) 1,4 a.m.b.
7. Agar elektronning tezligi 0,6 s ga teng bo‘lsa, uning massasi qanday
o‘zgaradi?
a) 1,5 marta ortadi;
B) o‘zgarmaydi;
C) 1,2 marta ortadi;
D) 3 marta ortadi.
134
8. 0,6 c tezlik bilan harakatlanayotgan elektronning massasi tinchlik-
dagi massasidan qancha marta katta bo‘ladi?
a) 6;
B) 3;
C) 2,4;
D) 1,25.
9. ikkita zarra bir-biriga 5 c/8 tezlik bilan harakatlanmoqda. Ularning
nisbiy tezliklari nimaga teng?
a) 0,5 c;
B) 0,6 c;
C) 0,7 c;
D) 0,9 c.
10. Zarraning tinchlikdagi massasi m. Uning 0,6 c tezlikdagi massasini
aniqlang.
a) 1,83 m;
B) 1,67 m;
C) 1,25 m;
D) 2,78 m.
11. 1,8 · 10
8
m/s tezlik bilan harakatlanayotgan zarraning massasi uning
tinchlikdagi massasidan necha foizga ko‘p?
a) 60;
B) 54;
C) 36;
D) 25.
12. Zarraning qanday tezligida uning harakatdagi massasi uning
tinchlikdagi massasidan 40 % ga ko‘p bo‘ladi?
a) 0,4 c;
B) 0,6 c;
C) 0,64 c;
D) 0,7 c.
13. Qaysi biri ko‘p energiyaga ega: 1 kg suv (E
1
), 1 kg ko‘mir (E
2
) yoki
1 kg benzin (E
3
)?
a) e
1
2
3
;
B) e
1
= E
2
= E
3
;
C) e
1
3
2
;
D) e
1
2
= E
3
.
14. m massali ko‘mir qanday energiyaga ega (c-yorug‘lik tezligi,
λ – solish tirma erish issiqligi, q – solishtirma yonish issiqligi).
a) mc
2
; B)
mq; C)
mc
2
/2; D)
mλ.
15. 0,6 s tezlik bilan harakatlanayotgan zarraning kinetik energiyasi
uning tinchlikdagi energiyasidan necha marta kichik?
a) 2;
B) 3;
C) 3,6;
D) 4.
16. Quyoshning nurlanishi 3,78·10
26
W. 1 s da Quyosh nurlanish
natijasida qancha (kg) massa yo‘qotadi?
a) 22·10
11
B) 4,3·10
9
;
C) 1,7·10
8
;
D) 1,5·10
10
.
V bobda o‘rganilgan eng muhim tushuncha, qoida va qonunlar
1. nisbiylik nazariyasi
eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi fazo
va vaqt to‘g‘risida mumtoz tasavvurlar o‘rniga
kelgan ta’limotdir.
2. Yorug‘likning
vakuumdagi tezligining
doimiyligi
Yorug‘likning vakuumdagi tezligi barcha sanoq
sistemalarida bir xil bo‘lib c ga teng va manba
hamda qabul qilgichlarning tabiatiga bog‘liq emas.
Bu tajribada Maykelson tomonidan isbot qilingan.
135
3. eynshteynning postu-
latlari
1. Yorug‘likning vakuumdagi tezligi barcha sanoq
sistemalarida bir xil va manba hamda qabul qil-
gichlarning tabiatiga bog‘liq emas.
2. Barcha tabiat qonunlari va jarayonlari barcha
inersial sanoq sistemalarida bir xilda ro‘y beradi.
4. lorens almashtirishlari nisbiylik nazariyasining matematik asosini lo-
rens almashtirishlari tashkil qiladi.
5. Vaqtning relyativistik
sekinlashishi
τ =
, bu yerda τ
0
– hususiy vaqt.
6. Uzunlikning relyativis-
tik lorens qisqarishi l = l
0
, bu yerda l
0
– hususiy uzunlik.
7. relyativistik impuls
formulasi
=
= m .
8. relyativistik dinami-
kaning asosiy qonuni
=
∆
∆
t
.
9. Tezliklarni qo‘shishning
relyativistik qonuni
2
=
.
10. relyativistik massa
m =
, m
0
– tinchlikdagi massa.
11. Jismning to‘la energi-
yasi
Jism yoki zarraning energiyasi uning massasi bi-
lan yorug‘lik tezligining kvadrati ko‘paytmasiga
teng: E = mc
2
.
12. Jism energiyasi
o‘zgarishining massa
o‘zgarishiga bog‘liqligi
∆m =
∆E
c
2
.
13. Jismning tinchlikdagi
energiyasi
E
0
= m
0
c
2
.
14. Jismning kinetik
energiyasi
E
k
= E – E
0
= mc
2
– m
0
c
2
.
136
vi bob. kvant FiZikasi
34-
mavzu. kvant FiZikasining paydo bo‘lishi
Kvant fizikasining paydo bo‘lishiga sabab, XX asr boshida fizikada
katta krizislar – muammolar paydo bo‘ldi. Mavjud mumtoz nazariyalar, shu
jumladan Maksvell nazariyasi ham bu ilmiy fizik muammolarni hal qila
olmadi.
Ulardan biri – bu issiqlik nurlanishidir. issiqlikdan nurlanayotgan jism
o‘zining issiqligini atrofdagi jismlar va muhitga berib, termodinamik
muvozanatga, ya’ni temperaturalarning tenglashishiga olib kelishi kerak
edi. Bu termodinamikaning asosiy tamoyilidir. lekin, nurlanayotgan jism,
masalan, Quyosh temperaturasi 6000 k bo‘lsa, bunday hodisa ro‘y bermaydi.
shuningdek, nurlanayotgan energiya barcha to‘lqin uzunliklarda har xil bo‘lib,
aniq temperaturaga bog‘liq bo‘lmagan taqsimot qonuniga bo‘ysunadi. Bu degan
so‘z har bir to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri kelgan nurlanish energiyasining ulushi
har xil ekan. Bu bog‘lanishda maksimal nurlanish energiyasining maksimumi
temperaturaga bog‘liq bo‘lib, Vin siljish qonuni bo‘yicha o‘zgaradi:
λ
m
T = b.
(6–1)
Bu yerda: λ
m
T temperaturadagi nurlanayotgan energiya maksimumiga to‘g‘ri
keluvchi to‘lqin uzunligi. b – Vin doimiysi bo‘lib, b =2,898 · 10
–3
m · k ga teng.
Vin siljish qonuni jism nurlanishining maksimumiga to‘g‘ri keluvchi
to‘lqin uzunligi, λ
m
absolut temperaturaga teskari proporsionaldir:
.
Masalan, Quyoshning maksimal nurlanish energiyasi (λ = 470 nm) yashil
nurlarga to‘g‘ri keladi. Bu esa Vin qonuniga asosan T = 6300 K larga to‘g‘ri
keladi. Bu nurlanish energiyasining taqsimotini reley-Jins mumtoz statistik
mexanika qonuniga asosan, termodinamikaning molekulalarning energiyasini
erkinlik darajasi bo‘yicha taqsimot qonuniga binoan bu taqsimotini ishlab
137
chiqdi. U faqat uzun to‘lqinlardagina mavjud taqsimotni tushuntirib berdi,
qisqa to‘lqinlar uchun tajriba natijalariga va amaliyotga zid keldi.
XX asr boshiga kelib paydo bo‘lgan krizisli ilmiy muammolardan biri
gazlarning hamda metall bug‘larining nurlanish spektrlarining chiziqli
bo‘lishini tushuntirish kerak edi. shuningdek, fotoeffekt hodisasining kashf
qilinishi, yorug‘likning bosimga ega bo‘lishi hamda yorug‘lik nurlarining
elektronlarda sochilishi kabilarni mumtoz fizika, shu jumladan Maksvellning
elektromagnit nazariyasi tushuntirib bera olmadi.
Bu muammolarni hal qilishda nemis olimi M. Plank yangi – mumtoz
fizikasiga zid g‘oyani ilgari surdi. U qizdirilgan jismning nurlanishi va
yutishi uzluksiz ro‘y bermasdan, balki alohida porsiya
–
porsiyalarda
(kvantlarda) ro‘y beradi deb faraz qildi. kvant – bu jismning yutish yoki
nurlanish energiyasining minimal qismidir.
Plank nazariyasiga ko‘ra, kvant energiyasi yorug‘lik chastotasiga
to‘g‘ri proporsional:
E = hv,
(6–2)
bu yerda: h – Plank doimiysi bo‘lib, h = 6,626 · 10
–34
J
·
s ga teng. Plank
jismning nurlanishi va yorug‘likni yutishi uzlukli bo‘ladi deb, nurlanish
energiyasini to‘lqin uzunligi bo‘yicha taqsimot qonunini yaratdi va
yuqoridagi muammolarni tushuntirib berdi.
shuningdek, nurlanuvchi jismlarning mavjud bo‘lish shart-sharoiti
(Quyosh misolida) hamda termodinamik muvozanat ro‘y berishi shart
emasligini tushuntirib berdi.
1. Zamonaviy fizika nuqtayi nazaridan yorug‘lik nima?
2. Yorug‘lik uchun zarra dualizmi nimadan iborat?
3. Yorug‘likning korpuskulyar xossasini tavsiflaydigan omillar qanday?
4. M.Plank gipoteziyasining mohiyati nimadan iborat?
5. Plank doimiysining ma’nosi nima?
138
35-
mavzu. FotoElEktrik EFFEkt. Fotonlar
fotoelektrik effekt yoki qisqacha – fotoeffekt 1887-yilda h.
hertz
tomonidan kashf qilinib, tajribada rus olimi a. stoletov (f. lenarddan
bexabar) har tomonlama tadqiq qilingan.
Tashqi fotoeffekt – bu moddadan yorug‘lik ta’sirida elektronlarning
chiqarilishi.
fotoeffekt hodisasini o‘rganishning eksperiment qurilmasining sxematik
ko‘rinishi 6.1-rasmda keltirilgan.
Qurilmaning asosini ikkita elektrod: anod va katodga ega hamda
kvarsdan tayyorlangan “Oynali” shisha ballondan iborat. shisha ballon ichida
vakuum hosil qilinadi, chunki vakuumda elektronlar va boshqa zarralar
to‘g‘ri chiziqli harakat qila oladilar.
elektrodlarga potensiometr orqali kuchlanish (0 dan U gacha) berish
uchun tok manbayi ikkilangan kalit k orqali ulangan. ikkilangan kalit tok
man bayining qutbini almashtirib, zanjirga ulash imkonini beradi.
V
k a
ma
–
+
2
1
U
3
0
U
I
I
H2
I
H1
6.1-rasm.
6.2-rasm.
elektroddan biri – katod (asosan, seziyli katod) kvars “oyna”dan mono -
xromatik nur bilan yoritiladi. O‘zgarmas to‘lqin uzunligida hamda o‘zgarmas
yorug‘lik oqimida fototok kuchi I ning anodga berilgan kuchlanishiga
bog‘liqligi o‘lchanadi.
139
6.2-rasmda fototok kuchining kuchlanishga bog‘liqligining tipik grafiklari
keltirilgan. 2-grafik 1-ga nisbatan kattaroq yorug‘lik oqimiga tegishli. Bu
yerda: I
1T
va I
2T
to‘yinish toklari, U
yop
– yopuvchi kuchlanish, ya’ni bunday
manfiy kuchlanish berilganda fotoelektronlar boshlang‘ich tezliklari bilan
anodga yetib bora olmaydilar.
6.2-rasmdagi grafiklarga anod kuchlanishining katta musbat qiymatlarida
tok kuchi to‘yinishga ega bo‘ladi. Ya’ni, katoddan chiqqan barcha elektronlar
anodga yetib boradi. Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, to‘yinish fototok kuchi
tushayotgan yorug‘lik oqimiga to‘g‘ri proporsional.
Agar anodga katodga nisbatan manfiy kuchlanish bersak, u elektronlarni
tormozlaydi va boshlang‘ich tezligi hisobiga katta kinetik energiyaga ega
bo‘lgan elektronlargina anodga yetib boradi. kuchlanish U
yop
qiymatga
yetganda, fototok nolga teng bo‘ladi. Yopuvchi kuchlanish U
yop
ning
qiymatini berilgan katod uchun o‘lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik
energiyasini aniqlash mumkin:
.
f.
lenard o‘z tajribalarida ko‘rsatganday, U
yop
– yopuvchi potensial
tushayotgan nurning intensivligiga (yorug‘lik oqimiga) bog‘liq bo‘lmasdan,
tushayotgan yorug‘likning chastotasiga chiziqli bog‘liq ekanligini (6.3-rasm)
ko‘rsatadi.
0 1 2
33 4
v
min
5 6 7 8 9 10
11 12
U
1
, V
3
2
1
tgα =
α
v, 10
14
hz
6.3-rasm.
Tajribalar asosida fotoeffekt qonunlari kashf qilindi:
1. fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi yorug‘lik oqimiga
(intensivligiga) bog‘liq emas va tushuvchi nurning chastotasi v ga chiziqli
bog‘liq (v ortishi bilan I chiziqli ortadi).
140
2. har bir modda uchun fotoeffekt ro‘y beradigan minimal chastota v
min
mavjud va bu fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi.
3. katoddan vaqt birligida chiqayotgan fotoelektronlar soni katodga
tushayotgan yorug‘lik oqimi (intensivligi)ga to‘g‘ri proporsional, chastotasiga
bog‘liq emas.
fotoeffekt hodisasi inersiyasiz hodisadir, yorug‘lik oqimi to‘xtalishi
zahotiyoq fototok yo‘qoladi, yorug‘lik tushishi bilan fototok paydo bo‘ladi.
Fotoeffekt nazariyasi. fotoeffekt nazariyasi 1905-yilda a. eynshteyn
tomonidan asoslab berildi. U M.
Plank gipotezasidan foydalanib,
elektromagnit to‘lqinlar ham alohida porsiyalar – kvantlardan iborat degan
xulosaga keladi. Ular keyinchalik fotonlar deb ataldi.
eynshteynning g‘oyasiga asosan, foton modda bilan ta’sirlashganda,
u energiyasi – hv ni butunlay elektronga beradi. energiyaning saqlanish
qonuniga asosan, bu energiyaning bir qismi elektronning moddadan chiqishiga
sarf bo‘ladi va qolgan qismi elektronning kinetik energiyasiga aylanadi:
. (6–4)
Bu fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi deyiladi.
Bunda A – elektronning moddadan chiqishi uchun bajarilgan ish. agar
elektronning maksimal kinetik energiyasi
ekanligini hisobga olsak, eynshteynning fotoeffekt uchun tenglamasini
quyidagi ko‘rinishda ham yozish mumkin:
hv =A + eU
yop
.
eynshteynning fotoeffekt uchun tenglamasi fotoeffekt hodisasi uchun
energiyaning saqlanish qonunini ifodalaydi. shuningdek, fotoeffekt
qonunlarini:
a) fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini tushuvchi nurning
chastotasiga chiziqli bog‘liqligi va tushuvchi nurning intensivligiga (oqimiga)
bog‘liq emasligi;
b) fotoeffektning qizil chegarasi mavjudligi, ya’ni hv
min
= A ni;
d) fotoeffektning inersiyasizligini tushuntirib berdi. eynshteyn
tenglamasiga asosan, 1 s da yuzadan chiqayotgan fotoelektronlar soni shu
yuzaga tushuvchi fotonlar soniga proporsional bo‘ladi.
141
eynshteyn tenglamasi asosida 6.3-rasmdagi U
yop
– yopuvchi potensialning
chastotaga bog‘lanish grafigi qiyaligi tgα – Plank doimiysini elektron
zaryadining nisbatiga teng, ya’ni
.
(6–5)
Bu nisbat Plank doimiysini tajribada aniqlashga imkon beradi. Bunday
tajriba 1914-yilda r. Milliken tomonidan o‘tkazilib, Plank doimiysi
aniqlangan.
Bu tajriba fotoelektronning chiqish ishini ham aniqlashga imkon berdi:
A = hv
min
=
.
Bu yerda: c – yorug‘lik tezligi, λ
0
– fotoeffektning qizil chegarasiga to‘g‘ri
kelgan to‘lqin uzunligi.
Katodlar uchun chiqish ishi eV larda o‘lchanadi (1 eV = 1,6 · 10
–19
J).
shuning uchun ham Plank doimiysining amalda eV larda ifodalangan qiymati
qo‘llaniladi: h = 4,136 · 10
–15
eV · s.
Metallar ichida ishqoriy metallar: na, k, Cs, rb kabilar kichik chiqish
ishiga ega. shuning uchun amalda ularning oksidli va boshqa birikmalari
katod sirtini qoplashda qo‘llaniladi. Masalan: seziy oksidli katodning
chiqish ishi A =1,2 eV, bunga to‘g‘ri kelgan fotoeffektning qizil chegarasi
λ
0
≈ 10,1 · 10
–7
m. Bu sariq – ko‘zga ko‘rinuvchi yorug‘lik nurini qayd qiluvchi
tizimlarda keng qo‘llaniladi.
ichki fotoeffekt. Yarimo‘tkazgichlar yorug‘lik nuri bilan nurlantirilganda
kuchsiz bog‘langan elektronlar fotonlarni yutib, erkin elektron holiga o‘tadi.
Bunda yarimo‘tkazgichlarda erkin zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi ortadi,
yarimo‘tkazgichning elektr o‘tkazuvchanligi ortadi.
Yarimo‘tkazgichlarga nur ta’sir etishi natijasida unda erkin zaryad
tashuvchilarning hosil bo‘lishiga ichki fotoeffekt deyiladi.
nur ta’sir etish natijasida yarimo‘tkazgichlarda hosil qilingan – qo‘shim-
cha elektr o‘tkazuvchanlik fotoo‘tkazuvchanlik deyiladi. Bu esa fotoqar-
shiliklarni ishlab chiqarishda qo‘llaniladi. fotoqarshilik – bu o‘tkazuvchanligi
yorug‘lik ta’sirida o‘zgaradigan qarshiliklar bo‘lib, uni radiotexnikada
fotorezistorlar deb ataladi.
142
Fotonlar. Yorug‘likning kvant nazariyasiga binoan modda yorug‘lik
nurini yutishda va nurlashda yorug‘lik o‘zini zarralar oqimi kabi namoyon
qiladi. Yorug‘likning bu zarrasi fotonlar yoki yorug‘lik kvantlari deyiladi.
fotonning energiyasi E =hv ga teng. foton vakuumda yorug‘lik tezligi c bilan
harakatlanadi. foton tinchlikda massaga ega emas, ya’ni m
0
= 0.
nisbiylik nazariyasidagi E = mc
2
dan foydalanib fotonning harakatdagi
massasini aniqlash mumkin:
. (6–6)
kopincha foton energiyasi hv ni chastota orqali emas, balki siklik chastota
ω = 2πv orqali ifodalanadi. Bunda
qo‘llaniladi. Uni ħ – hash chiziqli
deb o‘qiladi. ħ ning qiymati:
=1,05 · 10
–34
J·s ga teng bo‘ladi.
Yorug‘likni zarralar – fotonlar oqimidan iborat deb qarash korpuskulyar
nazariya bo‘lib, bunda nyuton mexanikasiga qaytish bo‘ldi, deyish mumkin
emas. Uning harakat qonunlari kvant mexanikasining qonunlariga bo‘ysunadi.
XX asrning boshiga kelib, yorug‘lik tabiati ikki xil tabiatga ega ekanligi
ma’lum bo‘ldi. Yorug‘lik tarqalishida uning to‘lqin xossalari (interferensiya,
difraksiya, qutblanish) va moddalar bilan ta’sirlashganda (fotoeffekt, yorug‘lik
bosimi va b.) korpuskulyar – zarra xossalari namoyon bo‘ladi.
Bu xossalar zarra – to‘lqin dualizmi deb atala boshlandi. keyinchalik
fanda elektronlar, protonlar, neytronlar oqimlari ham to‘lqin xossaga ega
ekanligi ma’lum bo‘ldi.
shu asosda moddaning yorug‘likni nurlantirishi va yutishi, chiziqli
spektrlar, fotoeffekt hodisasi, yorug‘lik bosimi va boshqa jarayonlar
tushuntirib berildi.
1. Foton nima? Fotonning xususiyatlari nimalardan iborat?
2. Fotoeffekt qonunini yorug‘likning kvant nazariyasi asosida tushun-
tiring.
3. Eynshteyn formulasini va uning fizik mohiyatini tushuntiring.
4. Fotoeffekt ro‘y berish shart-sharoitlari qanday?
5. Fotoeffektning qizil chegarasini tushuntiring.
|