O’zbekist

2.2. Anizatrop muhitlarda yorug’likning tarqalishi.


Kristal muhitning shisha yoki suvga o’xshagan asosiy farqi nurning ikkita ajralib sinish hodisasidadir; yuqorida ko’rib o’tganimizdek bu hodisa o’zaro perpendikulyar tekisliklarda qutblangan ikki yorug’lik to’lqinining kristalda tarqalish tezligi farq qilgani tufayli yuz beradi. Yorug’likning kristallda turli yo’nalishlarda turlicha tezlik bilan tarqalishi, ya’ni kristal muhitning optic anizotropiyasi hamda mana shu xususiyatga bog’liq. Odatda muhit biror xossasiga nisbatan anizotrop bo’lsa, u boshqa xossalari jihatidan ham anizotrop bo’ladi. Biroq shunday holler ham bo’ladiki, muhit bir hodisalar turkimiga nisbatan izotrop bo’lgani holda boshqa hodisalarda anizotrop muhit bo’ladi. Masalan, tosh tuz optik xossalari jihatidan anizotrop bo’lib, uning qarrasi va diogonali bo’yicha mexanik xossalari turlicha bo’ladi.
Real muhitning anizotropiyasi bu muhitni tashkil etgan atom yoki molekulalarning xususiyatlariga bog’liq: bu atom yoki molekulalarning o’zi anizotrop sistemalar sistemalar bo’lishi, ya’ni ularning xossalari atom yoki molekula ichidagi yo’nalishga bog’liq
⁷
bo’lishi mumkin. Biroq bunda shini esda tutish kerakki, yakkalangan atomning xossalari muhitning xossalarini belgilay olmaydi. Birinchiday, shuni nazarda tutish kerakki atom (yoki molekulalar) birikib bir butun narsa, masalan, kristal hosil qilganda tegishli ionlarga aylanishi mumkin, bular esa kristall panjaraning tugunlarida joylashgan bo’ladi. Masalan, Rentgen nurlarining difraksiya vositasida o’tkazilgan tadqiqotlar shu narsani aniq ko’rsatdiki, ishqoriy-galoid tuzlarning, masalan, NaCl tosh tuz yoki KCl silvinning kristallari kub panjara bo’lib, uning tugunlarida galoidning ionlari va ishqoriy metalning Na⁺ ( yoki K⁺) ionlari turadi bu ionlarning xossalari neytral atomlarning xossalaridan ko’p farq qiladi. Bundan tashqari har bir bunday zarra (atom ion va h.k) uning atrofudagi zarralarning maydonida turadi, bu maydon o’sha atrofdagi zarralarning joylashishiga bog’liq bo’lib, turli yo’nalishlarda turlicha bo’lishi mumkin. Shuning uchun kristalning xossalari uning strukturasiga ko’p bog’liq bo’ladi. Masalan, CaCO₃ kalsiy karbonat island shipati va argonit kabi ikki kristal formada ma’lum bo’lib, bu formalar bir- biridan elementlarning tartibi jihatidan farq qiladi va shuning uchun ularning xossalari turlichadir. Island shpatining zichligi 2,72 bo’lib, u optic jihattan bir o’qli kristal hisoblanadi, aragonitning zichligi 2,93 bo’lib, u optic jihatdan ikki o’qli kristal hisoblanadi.
Muhitning anizotropiyasi uning zarralarining anizotropiyasi tufayli ham zarralarning bir-biriga nisbatan joylashishi tufayli ham hosil bo’ldi. Bunday izotrop muhit anizotrop zarralardan yasalgan bo’lishi anizotrop muhit esa izotrop zarralardan yasalgan bo’lishi mumkin; xuddi shuningdek, boshqa kombinasiyalar bo’lishi ham
mumkin. Masalan, vodorodning H₂ molekulasi anizotropdir, ya’ni bu
⁸
molekulaning ikki vodorod atomini tutashtiruvchi chiziq bo’ylab olingan xossalari bu chiziqq perpendikulyar bo’lgan yo’nalishdagi xossalaridan farq qiladi, ya’ni elektronning berilgan elektr kuchi ta’sirida o’q bo’ylab ko’chishi o’qqa perpendikulyar yo’nalishda ko’chishidan boshqacha bo’ladi. Shunga qaramasdan vodorod gazi anizotroplik xossalariga ega emas: vodorod molekulalari tartibsiz joylashgani tufayli gazning o’rtacha qilib olingan xossalari hamma yo’nalishlarda bir xil chiqadi. Agar mana shunday anizotrop molekulalar ma’lum tartibda joylashsa, u holda butun modda anizotrop bo’ladi [7].


Ko’pincha molekulalar o’rtasidagi kuchlar ta’siri ostida moddadagi molekulalar ma’lum tartibda joylashadi; ba’zan molekulalar tashqi ta’sir tufayli ham ma’lum tartibda joylashadi (syniy anizotropiya). Kristall jismlarning ham izotroplik xossalari saqlanib qolishi mumkin, bunda atom gruppalari biror mumtazam tartibda joylashgan bo’ladi. Masalan, yuqoridagi aytib o’rganimizdek, tosh tuz yoki silvin kristallari Na⁺ (yoki K⁺) va Cl^- ionlardan tuzilgan kub panjara bo’lgani holda optic jihatdan izotrop muhit deb hisoblanishi mumkin. Chunki, panjara tuzilgan ionlarning o’zi izotroplik xossalariga ega bo’lishi bilan birga kub panjaraning tugunlarida simmetrik joylashgani uchun atrofdagi zarralarning ta’siri yo’nalishga bog’liq bo’lmaydi. Agar tosh tuz yoki silvin kristali bir yo’nalishda siqib deformasiyalansa, u holda ionlarning joylashishi simmetriyasi buzilib, kristallar nurni ikkiga ajratib sindiradigan bo’lib qoladi.

Muhit anizrotroppiyasi optic jihatdan shuni bildiradiki, muhit

o’ziga tushayotgan yorug’likni turli yo’nalishlar bo’yicha turlicha
9
sezadi. Bu sezish yorug’lik to’lqinining maydoni ta’siri ostida elektr zaryadlarining ko’chishidan iborat. Optik jihatdan anizrotrop muhitlar tayinli kuchlanganlik maydonini ko’chish kattaligi yo’nlishga bog’liq bo’ladi, ya’ni muhitning dielektrik singdiruvchanligi va demak sindirish ko’rsatkichi yorug’lik to’lqini elektr vektorining turli yo’nalishlari uchun turlicha bo’ladi.

Shunday qilib, anizrotrop muhitda fazaning tarqalish yo’nalishi (N normal) energiyaning tarqalish yo’nalishidan (S nurdan) farq qilinadi. To’lqinning kristal pangarada tarqalishi to’g’risidagi masalani yo’liq hal qilish uchun, panjara tashkil etuvchi markazlar tarqatayotgan ikkilamchi to’lqinlarning interferensiyasi hisobga olish kerak. Biroq bu masalani hal qilish o’rniga Maksvell tenglamalarini

_{muhitning  dielektrik singdiruvchanligi va demak, sindirish}

ko’rsatkichining