Nurlanish energiyasi va oqimi

1-MA’RUZA


NURLANISH ENERGIYASI VA OQIMI
Reja:
1. Asosiy tushunchalar, yorug‘lik-texnika kattaliklari va birliklari.
2. Nurlanish energiyasi.
3. Nurlanish oqimi va energiyasi.
Asosiy tushunchalar, yorug‘lik-texnika kattaliklari va birliklari.
Jism harorati molekula va atomlarning issiqlik harakati tezligi bilan aniqlanadi. Ular qancha tez harakatlansa, shuncha modda (jism) harorati yuqori yoki aksincha. Agar harakat to‘xtasa, haroratning keyingi pasayishi mumkin bo‘lmaydi. Mana shu eng kichik harorat absolyut nol deb ataladi va uni haroratning termodinamik shkalasida sanoq boshi sifatida qabul kilinadi.
Quyidagi bog‘lanish ma’lum:

bu erda: T- kelvinda (K) o‘lchanadigan harorat;
t - Selsiya gradusida (°S) o‘lchanadigan harorat.
Termodinamik shkala gradusi o‘lchami bo‘yicha Kelvin (K)va Selsiya gradusi (°S) bir biriga teng. Lekin, kvant hisoblarida, hatto absolyut nolda, jismning issiqlik energiyasini nol energiyasi aniqlovchi molekulyar tebranuvchi harakat saqlanishini hisobga olmaslik mumkin emas. (Nolli energiya juda kichik). SHunday qilib, dunyoda mavjud bo‘lgan har qanday jismda, har qanday haroratda molekula va atomlar doimo harakatda bo‘ladi. Ularning kinetik energiyasining yig‘indisi jismning issiqlik energiyasini aniqlaydi.
Harorati absolyut noldan yuqori bo‘lgan har qanday jism atrof muhitga nurlanish energiyasini tarqatadi. Bu nurlanish, tartibsiz harakatlarni bir sistemadan ikkinchisiga uzatishni ifodalaydi. Bu materiya mavjudligining maxsus shaklidir. Fazoda nurlanish energiyasini uzatish elektromagnit tebranishlar tarzida va o‘z-o‘zidan bo‘ladi. Quyosh nuri, radio to‘lqinlar, rentgen nurlari, atom yadrosining nurlanishi, qizdirilgan jismlarning ko‘rinmas nurlanishi (infraqizil) bular bir xil to‘lqinli jarayonning har xil ko‘rinishidir.
SHuning uchun nurlanishni to‘lqin uzunligi bilan ifodalash qabul qilingan. Bu, tebranishni to‘la davri davomida nurlanish bosib o‘tgan masofadir. Nurlanishning to‘lkin uzunligi va elektromagnit tebranishlar chastota v nur tezligi S bilan bog‘langan.

bu erda - to‘lqin uzunligi, nm(1nanometr =10³ m = 10⁶ mm)
S-nur tezligi (3-10⁸m/sek);
-elektromagnit tebranishlar chastotasi, Gs.
Lekin 1900 yil nemis fizigi Plank M. elektromagnit tebranishlar kvantli xarakterdadir deb taxmin qiladi. Bu esa, zamonaviy kvant nazariyasini yaratilishiga olib keldi.

Nur-ko‘z qabul qilayotgan elektromagait nurlanishdir. Plank taxmin qildiki, nur uzuk-uzuk kvantlar bilan tarqaldi.
Kvant-tarqalayotgan energiya porsiyasi (qismi) Eynshteyn esa-nur uzuk-uzuk singilishini, lekin to‘lqin tarzida tarqalishini isbot qildi.
Gap shundaki, ko‘pincha atom, energiyasi eng kam bo‘lgan holatga o‘tishga harakat qiladi. Bunday holat- asosiy deyiladi. Agar atomning energiya zaxirasi asosiy holatdagidan ko‘p bo‘lsa, unda bu atom qo‘zgatilgan deyiladi. U o‘ta yuqori energetik darajada joylashgan bo‘lib, ortikcha energayasini yo‘qotishga harakat qilib, o‘zining asosiy holatiga o‘tadi. Bunda, atom atrof muxitga energiya porsiyasi-kvantni chiqaradi. Bu energiyaning tashuvchisi fotondir. Foton-nurlanishning material zarrachasidir. (A. Eynshteyn shunday deb atagan).

bu erda: E- nurlanishning kvantli energiyasi, Dj;
h- Plank doimisi (6,624- 10²⁰Dj.sek.ga teng)
SHunday qilib, elektromagait tebranishlar chastotasi(v), vantning miqdori bilan aniqlanadi.
Agar atom kvantni yutsa, unda uning ichki energiyasi oshadi va u o‘ta yuqori energetik darajaga o‘tadi. Atomni bir energetik darajadan ikkinchisiga o‘tishi saqrash tarzida bo‘ladi. Ko‘p hollarda atom keraksiz energayasini hech qanday ta’sirsiz yoradi. Bunday nurlanish beixtiyoriy (o‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan) yoki «spontan» deyiladi.
1890 yil P.N. Lebedev, nurlanish material zarrachalar -fotonlar to‘plami ekanligini tajribada isbot qildi. Ular, chekli og‘irlikka va havosiz bo‘shliqdagi nur tezligiga taxminan teng bo‘lgan tezlikka ega.
SHunday qilib, nurlanish materiyasining modda materiyasidan farqi shundaki, uning tinch holatdagi og‘irligi (massasi) nolga teng. Bu shunday shartki, bunda foton og‘irligi, agar u nur tezligi bilan harakatlansa, chekli bo‘lib qoladi.
Nur energiyasi, boshqa energiya turlariga o‘xshab djoulda, yoki kalloriyada o‘lchanishi mumkin, lekin ko‘pincha djoulda (Dj) o‘lchanadi.
Ko‘p hollarda, nurlanish energiyasini emas nurlanish quvvatini bilish kerak bo‘ladi. Nurlanish quvvati vaqt birligida nurlanayotgan energiya miqdori bilan aniqlanadi va boshqachasiga nurlanish oqimi yoki nur oqimi deyiladi.
bu erda: dt- vaqt oralig‘i, bu oraliqda nurlanish bir tekis deb qaralishi mumkin.(sek)
dQe – dt – vaqt ichida nurlanayotgan energiya, miqdori (Dj)
Fe – nurlanish oqimi (Vt)
Nurlanish oqimining birligi sifatida 1 Vatt olingan.