Kirisiw Tiykarǵı bolim

Foton gaz basımı
Energiya tıǵızlıǵına iye bolǵan izotrop foton gazı u, basım kórsetedi:

Atap aytqanda, eger foton gazı temperatura menen teń salmaqlılıqta bolsa (qara deneniń nurlanıwı ). T bolsa, onıń basımı :

Elektromagnit nurlanıwdıń basımı hár qanday materiallıq ob'ekt sıyaqlı energiyaǵa ıyelewiniń nátiyjesi bolıp tabıladı E hám tezlik menen háreketlenedi v, hám de impulsga iye p = Ev/c². hám madomiki elektromagnit nurlanıw ushın v = c, keyin p = E/c.
Elektrodinamikada elektromagnit nurlanıw basımı elektromagnit maydandıń energiya tensori menen xarakterlenedi.
Korpuskulyar xarakteristika
Eger jaqtılıqnı fotonlar aǵımı dep esaplasak, klassik mexanika principlerıge kóre, bólekler denege urılǵanda, olar impulsni oǵan ótkeziwi kerek, basqasha etip aytqanda, basım ótkeziwi kerek.
Tolqın xarakteristikası
Jaqtılıqtıń tolqın teoriyası kózqarasınan elektromagnit tolqın waqıt hám mákanda ózgeriwshen hám óz-ara baylanıslı bolǵan elektr hám magnit maydanlarınıń terbelislerin ańlatadı. Tolqın sáwlelendiriwshi júzege túskende, elektr maydanı tolqındıń magnit komponenti tásir etetuǵın sirt jaqın qatlamındaǵı aǵıslardı qozǵatadı. Sonday etip, jaqtılıq basımı deneniń bólekshelerine tásir etiwshi kóplegen Lorentz kúshleriniń jıyındısı bolıp tabıladı nátiyjesi bolıp tabıladı.
Fotonlar tuwralı túsinikler
Foton (áyyemgi grekshe: φωτός — „jaqtiliq”) elementar bólekshe bolıp, elektromagnit nurlanıw (atap aytqanda, jaqtılıq ) kvantı bolıp tabıladı. Foton — jaqtılıqtıń elementar bóleksi dep oyda sawlelendiriw etiledi. Íssılıq nurlanıwı, fotoeffekt hádiyseleri foton túsinigi tiykarında tusintiriledi. Bul hádiyselerdi túsindiriwde jaqtılıq energiyası (yaǵnıy, elektromagnit energiya) fotonlarda sáwlelengenlengen, jaqtılıq energiyası fotonlar kórinisinde tarqaladı degen pikir tiykar etip alınǵan. Foton energiyası hám terbelis chastotası arasındaǵı baylanıs E = h munasábet menen anıqlanadı. Energiya hám massanıń ekvivalentlik nızamı E = mc² ańlatpadan paydalanǵan halda fotonniń massasın ańlatıw múmkin.

Ekinshi tárepden, hár qanday bólektiń massası onıń tezligi menen salıstırmalıq teoriyası tiykarında tómendegishe baylanısqan

Bul formuladan usıdan ayqın boladı, bólek háreketsiz (yaǵnıy, v=0) halda bolǵanda, onıń massası m0 ga teń, sonday eken, m₀ — bólektiń tınısh jaǵday daǵı massası bolıp tabıladı. Tájiriybelerde tınısh jaǵday daǵı massa m₀ olshenedi, sebebi kóbinese v<
Jaqtılıq fotonı ushın v=c bolǵanda foton massasınıń ma`nisi chekli shama ekenligi kórinedi. Sol sebepli joqarıdaǵı ańlatpa tiykarında jaqtılıq fotoniniń tınısh haldaǵı massası m<sub>0</sub> nıń ma`nisi nolge teń bolıwı kerek, degen juwmaq shıǵadı. Yamasa basqasha aytqanda, jaqtılıq fotonı „toqtap qalsa“, onıń barlıq qásiyetleri joǵaladı, yaǵnıy massası da, energiyası da nolge teń boladı. Fotonniń „toqtawi” degende, onıń qandayda bir dene tárepinen jutılıwı túsiniledi. Toqtap qalıw processinde fotonniń energiyası (oǵan ekvivalent bolǵan massası ) jutiwshi denege ótedi. Nátiyjede yutuvchi deneniń energiyası (massası ) uyqas túrde artadı. Sonday eken, jaqtılıq fotoniniń basqa bóleklerden (mısalı, elektron, proton, neytron, atom, molekula hám t.b.) parqı sonda, foton tınısh haldaǵı massasına iye bolmaydı, yaǵnıy onıń tınısh jaǵday daǵı massası nolge teń. Foton tek háreketleniw processinde ámeldegi bolıp, onıń tezligi jaqtılıq tezligine teń. Sonday eken, foton háreketleniw processinde ámeldegi bolıp, ol energiya, massa hám impulsga iye boladı. Fotonlarniń bar ekenligi birqator tájiriybelerde tastıyıqlandi. Bul tájiriybelerden biri 1922-jılda A. F. Ioffe hám N. I. Dobronravovlar tárepinen ótkerilgen tájiriybe bolıp tabıladı. Tájiriybe tómendegishe: tegis kondensatordıń A hám B qatlamları arasında zaryadlanǵan vismut (vi) bóleksi „tinish“ jaǵdayda turadı, yaǵnıy bólektiń salmaqlıq kúshi bólekke keri baǵıtda tásir etiwshi elektr kúshi menen teń salmaqlılıqlasqan boladı.
Kondensator qatlamlarınan biri rentgen trubkasiniń anodi wazıypasın atqaradı Kishi intensivlikdagi elektrontar aǵımı A anodga kelip urilgach, ol jaǵdayda tormozlanadı Nátiyjede A den bir sekundta mıńǵa jaqın rentgen impulslari shiǵarıladı. Bul rentgen nurları tásirinde vismut bóleksi 30 minutlar dawamında hir ret titrab teń salmaqlılıqtan shıqqan. Esaplardıń kórsetiwishe, sonsha waqıt (30 minut ) ishinde bólek baǵdarında bir rentgen kvantı nurlanar eken. Bul rentgen kvantı bólek menen tap 'qnashgach, fotoeffekt hádiysesi júz beredi, yaǵnıy bólekten elektron ajralıp shıǵadı. Elektron ajralıp shıqqanı ushın bólektiń zaryadı o 'zgaradi hám ol teń salmaqlılıq jaǵdayınan shıǵadı. Bunday tájiriybeni sonday túsindiriw múmkin. Bul tájiriybe rentgen nurlarınıń dene menen tásirlesiwi kvant xarakterge iye ekenligin tastıyıqlaydı. Eger rentgen nurları tolqın formasında tarqaladı dep qaralsa, bólekten elektrondıń ajralıp shıǵıwı ushın kerek bolatuǵın energiya elektronnıń shıǵıw jumısı ma`nisine yetguncha jıynalısı kerek. Tájiriybede paydalanılǵan rentgen nurlarınıń intensivligi kishi bolǵanlıǵı ushın, bunday energiya hár qansha waqıt o'tse de jıynalmas eken, bunı esaplawlar kórsetedi. V. I. Vavilovniń pikirine kóre, jaqtılıq aǵımı ayırım fotonlarniń jıyındısınan ibarat bolsa, statistikalıq fizika nızamlarına tiykarlanıp fotonlarniń fluktuatsiyasi gúzetiliwi kerek. Bul pikir 1933—1942- jıllarda ótkerilgen tájiriybelerde tastıyıqlandi. Bul bolsa jaqtılıqtıń foton tábiyatına iye ekenligin tastıyıqlaytuǵın taǵı bir dálil bolıp tabıladı.

Juwmaq
Kórip ótkenimizdey, klassik fizika jetip bara almaytuǵın sheklerdi kvant fizikasi nızamların qollap basıp ótilgen. Mikrodúnya sırların biliwde kvant fizikasi tiykarǵı qural bolıp xızmet etken. Naǵız ózi tarawlardı keń izertlew etiliwi nátiyjesinde házirde nanoolam jaratılıp atır, yaǵnıy bul álem nano ólshemde boladı hám tek kvant fizikasi nızamlarına boysinadı. Bunda nanobólekshe degende kvant fizikasi nızamları tolıǵi menen qollanatuǵin eń úlken bólekshe túsiniledi.
Fotoefekt nızamları qollanıwına kelsek. Bul nızamlardı qollap kóriw sharaları insan tásirisiz avtomatikalıq basqarıw sistemasına ótkerilgen. Fotorezistorlar tayarlanıp túrli pán tarawlarında keń qollanılıp atır.
Házirgi kúnde júdá keń jayilǵan, qálegen tarmaqqa kirgiziwge urınılıp atırǵan, májburiy nurlanıw esabına nurlanıw payda etetuǵın, kogerent jaqtılıq derekleri yamasa optikalıq kvant generatorları - lazerlar ústinde qızıqlı hám keń qamtılǵan jumıslar alıp barılmaqta. Olardı óndiriske nátiyjeni ámelde qollanıwı jańa tarawlardı payda bolıwına, turmıs sharayatın jáne de jaqsılap, insan zárúriyatın qandırıwǵa xizmet etip atır. Ásirese medicinaǵa nátiyjeni ámelde qollanıwı tig'siz kesindisten tekseriw, kesellikti anıqlaw qoyıw hám emlew kóplegen insanlardı qısqa waqıtta shıpa tabıwına kómeklesip atır.
Bul jaqtılıq energiyasın úyreniwde itibarǵa alıw kerek bolǵan bir neshe tárepler. Sizdi qızıqtırǵan anıq tarawlardı, mısalı, texnologiyada jaqtılıqtıń qollanılıwı, biologiyalıq sistemalarda jaqtılıqtıń roli yamasa jaqtılıq haqqındaǵı túsinikmizniń tariyxıy rawajlanıwı sıyaqlı zatlardı tereńrek úyreniwińiz múmkin.
Fotonlar, elektromagnit shu'bosidan shıqqan hám shıra yamasa basqa kórsetkishler arqalı kóriletuǵın partikullar bolıp tabıladı. Fotoelektrik hádiyse bolsa, fotonlar partikullariniń basıp ótkeriw qábileti boyınsha kelip shıǵıs processlerdi izola etedi.
Fotonlar, qaǵıydalarǵa kóre, energiyasın bul hádiyse arqalı súwretlewde jumıs etiwi múmkin. Fotoelektrik hádiyse, fotonniń energiyası elektrondı energiyalantıradı jáne onı elektr menen tárepke uzatıp jiberedi.