O’zbekiston Respublikasi oliy va o’rta maxsus
ta’lim vazirligi
Guliston davlst universiteti
Kurs ishi
MAVZU: KVANT FIZIKANING FIZIKA VA TEXNIKANING
RIVOJLANISHIDA TUTGAN O‘RNI VA RO’LI
Bajardi: Vaxobov V
Qabul qildi:Samadov G’
Guliston 2016
KVANT FIZIKASI
REJA
1. KVANT FIZIKASINING PAYDO BO‘LISHI VA RIVOJLANISHI
2.KVANT VA KLASSIK FIZIKA TASSAVURLARINING FARQI.
3.AKADEMIK LITSEYLARDA KVANT FIZIKASINIO‘QITISH
1.KVANT FIZIKASINING PAYDO BO‘LISHI VA RIVOJLANISHI
XX asrning boshlarida fizikadayangikvanttasavurlarpaydo bo‘la boshladi. Elektronni
kashf qilgan va birinchi atom modelini taklif qilgan Tomson fizikani sof musaffo
osmonga o‘xshatib, unda ikkita qora bulut suzib yuribdi. Ulardan biri Maykelson-Morli
tajribasini tushuntirish bilan bog‘liq bo‘lsa, ikkinchisi absolyut qora jismning nurlanishi
bilan bog‘liq edi. Tomson fizika fan sifatida asosan yaratib bo‘lindi, kelgusi avlod
fiziklariga uning amaliy tadbiqi bilan shug‘ullanish qoldi, fizikada buyuk kashfiyotlarga
o‘rin qolmadi degan fikrni aytgan. Oradan hech qancha vaqt o‘tmasdan, bu fikrning
noto‘g‘ri ekanligi ayon bo‘ldi, chunki, Maykelson-Morli tajribasini tushuntirish
Eynshteyn tomonidan maxsus nisbiylik nazariyasini yaratilishiga olib kelgan bo‘lsa,
absolyut qora jismning nurlanishini Plank tomonidan tushuntirish, kvant nazariyaning
paydo bo‘lishiga olib keldi[17].
XIX asrning oxiri va XX asrning boshlariga kelib, klassik fizika asosida tushuntirib
bo‘lmaydigan bir qator tajriba ma'lumotlari to‘plandi, bular fotoeffekt, rentgen nurlari,
radioaktivlik va boshqalar. Ularni ikki guruhga ajratish mumkin. Birinchi guruh hodisalar
yorug‘lik va mikrozarralarning korpuskulyar-to‘lqin dualizmi bilan bog‘liq bo‘lsa,
ikkinchi guruh esa, klassik tasavvurlar asosida turg‘un atomlar mavjudligini va ularning
spektrlaridagi qonuniyatlarni tushuntirib bo‘lmaslik bilan bog‘liq edi. Ushbu ikki guruh
hodisalar orasidagi bog‘lanishni topish va ularni yagona nuqtai nazardan tushuntira
oladigan nazariya yaratishga bo‘lgan urinishlar, oxir oqibatda fizikada kvant
nazariyaning paydo bo‘lishiga olib keldi[7].
Kvant fizikasining yuzaga kelishida olimlardan M.Plank, A. Eynshteyn,
A.G.Stoletov, E.Rezerford, N.Bor, I.V. Kurchatov, N.G.Basov, A.M.Proxorov, Ch.Tauns
va boshqalarning o‘rni kattadir.
Yorug‘ikning kvant tabiati tushinchasini kiritishdan oldin issiqlik nurlanishi qonunlarini
tushintirishda Maksvell elektrodinamikasining qiyinchiliklari sifat jihatdan tahlil qilinadi.
Makroskopik nurlatgichlar — antenalar tarqatadigan katta to‘lqin uzunlikli elektromagnit
to‘lqinlarning nurlanishinitushuntirib tushintirib bergan Maksvell nazariyasi qisqa
elektromagnit to‘lqinlarning manbai bo‘lgan mikroskopik nurlatgichlar-atomlar va
molekulalarning nurlanishini tushuntira olmaydi. Bu masalani 1900 yili Maks Plank
tushintiradi [17].
XIX asr boshlarida atom bilan elektr o‘rtasida uzviy bog‘lanish ya’ni atomlar bir-
birlari bilan elektr jarayonlari asosida birikkan degan umumiy tushuncha mavjud edi.
1834 y ingliz fizigi M.Faradey elektroliz qonunlari asosida ionlar ixtiyoriy xohlagancha
miqdordagi zaryadni emas, balki qat’iyan aniq porsiyadagi elektr miqdori tashishini
isbotladi Atomda qarama-qarshi elektr zaryadlari mavjudligi, havosi siyraklashtirilgan
sohada elektr razryadlari ta’sirida katod yoki anod nurlari vujudga kelishi bilan to‘liq
isbotlandi.
Katodnurlarini
1879
yiliinglizolimiKruksochdi.
Yuqorikuchlanishlielektrtokinihavosiso‘ribolingan
shisha
naydakavsharlanganelektroddan
(katoddan)
o‘tkazilgandako‘zgako‘rinmaydigannurlarvujudgakelishianiqlandi.
Bundaynurlarkatodnurlarideyiladi.
Bu
nurlarko‘zgako‘rinmasbo‘lib,
ularningyo‘ligaqattiqmoddalarqo‘yilsanurlanishvujudgakeladi. Masalan: oddiy shisha
plastinkasiyashilnurlanadi.
Atom
tuzilishiningmurakkabekanliginiisbotlovchikashfiyotlardanyanabiri
1895
yilfransuzolimiAnriBekkereltomonidanochilgantabiiyradioaktivlikhodisasidir.
Radioaktivlikhodisasiochilishidansaloldin
1896
yilyanvardaRentgen
x-
nurlarniochdivakeyinchalikbunurlar
"Rentgen"
nurlarinominioldi.
Rentgennurlariko‘zgako‘rinmaydiganelektromagnitnurlanishibo‘lib,
kuchliteshibo‘tishqobiliyatigaega.
Rentgennurlariningbuxossasidantexnikadavameditsinadako‘pqo‘llaniladi.
Bekkerelmaslahatibilan
M.
Skladovskaya-Kyurivauningeri
Per-
Kyurilaro‘zlariningengmuhimtajribalarigakirishadilarvauranrudasitarkibidan
1898
yilpoloniyvaradiyelementlariniajratibolishgamuvaffaqbo‘ladilar.
Radioaktivlikhodisasinikeyinchalikasosantekshirganinglizolimlardan
Ernest
Rezerfordbo‘lib, u uchxil -α (alfa), β(beta) vaγ (gamma) nurlanishnianiqladi.
Harbirnurlanisho‘ziningelektrxossasivateshibo‘tishqobiliyatlaribilanfarqqiladi.
Atom
tuzilishito‘g‘risidagiengbirinchi
model
Tomson
(1904
y)
tomonidanyaratilganbo‘lib,
ungaasosan
atom-ma’lumbirzichlikkaegabo‘lgan,
taxminanuningdiametri
0,1
nm
hajmidagimusbatelektrosferadir,
elektronlarbumaydondaularnineytrallabturadi.
Elektronlarningtebranuvchanharakatielektromagnitto‘lqininiyaratadideydi.
BuniRezerford
(1907
y)
amaldaisbotqildi.
U
tozaoltinfolgasidan
α -
nurlaro‘tkazgandaularning 10000 tadanbirspektr 180 ° burchakostidaorqagaqaytadi.
Bularnihisoblabbumusbatzaryadlarningo‘lchovi 7·10
-13
smekaninianiqladi.
Bu
asosdaRezerford 1911 yil atom tuzilishiningplanetarmodeliniyaratdi.
Rezerfordnazariyasi atom tuzilishito‘g‘risidato‘g‘ritushunchalarnibersada, u
kamchiliklardanholiemasedi - busifatiynazariyaedi.
Bu
nazariyao‘shapaytdama’lumbo‘lganko‘pchiliktajribaviyfaktlarnimiqdoriyjihatdantushunti
ribberaolmasdi.
Klassikfizikaqonunlarigamuvofiqtezlanishbilanharakatlanayotganelektronuzluksizelektro
magnitnurlarinichiqarib,
energiyasiniyo‘qotishivayadrogatushishikerakedi.
Nyutonmexanikasivaklassikelektrodinamikahisoblarigako‘raelektrontaxminan
10
-
8
sekundvaqtichidayadrogatushishikerak. Bu hodisaatomlarningbeqarorligigaolibkeladi,
haqiqatdaesabundaybo‘lmaydi,
atomlarelektromagnitto‘lqinlarininurlantirmaycheksizuzoqvaqtmavjudbo‘laoladi. Demak,
atomichidabo‘ladiganhodisalargaklassikfizikaninghammaqonunlarinitadbiqqilibbo‘lmayd
i.
Atom
tuzilishiningmiqdoriynazariyasiniyaratishdaasosiyrolni
1913
yilda
N.Boro‘ynadiva
u
atom
tuzilishiningyadroviynazariyasinihamdaPlankningkvantnazariyasinibirlashtiribo‘zpostilat
lariniyaratdi:
1 – postulat. Elektronlar yadro atrofida ixtiyoriy orbita bo‘yicha emas, balki ma’lum
bir qoida bo‘yicha aniqlanadigan statsionar orbitalar bo‘yicha harakat qiladi. Bu
statsionar orbitalar quyidagi qoida bo‘yicha aniqlanadi
....
,
3
,
2
,
1
;
n
yerda
bu
n
M
Bu qoida harakat miqdori momentini kvantlash qoidasidir, n soni esa statsionar
orbitalar yoki energetik sathlarning tartib nomerini ko‘rsatadi.
2 – postulat. Elektron bir statsionar holatdan ikkinchisiga o‘tganda, atomlar
holatlar energiyalarining farqiga teng energiyani yutadi yoki chiqaradi, ya’ni
ћ
=
-
Bor nazariyasidan kelib chiqadigan atom holatlarining energiyasini diskret
ekanligini bevosita tajribada Frank va Gerslar 1913 yili isbotlab berishgan.
1905
yiliEynshteyntomonidanfotoeffekttushuntiribberildivakorpuskulyar-
to‘lqindualizmikiritildi.
1924 yili fransuz fizigi Lui de Broyl revolyusion g‘oyani o‘rtaga tashlagan. Unga
ko‘ra, fotonlar uchun o‘rinli bo‘lgan korpuskulyar-to‘lqin dualizmi tabiatdagi barcha
zarralar uchun taalluqli, ushbu g‘oya kvant mexanikaning paydo bo‘lishiga olib kelgan.
Bu xizmati uchun de Broyl 1929 yili Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan. De Broyl
boshlang‘ich ma’lumoti bo‘yicha tarixchi bo‘lgan, chunki 1909 yili Parij universitetining
bakalavriatini tugatgan, so‘ngra qiziqishi tabiiy fanlarga bo‘lgani uchun, mazkur
universitetning tabiiy fanlar bo‘limini 1913 yili bitirgan. Uning akasi Moris de Broyl
fizik bo‘lgani uchun, navbatdagi Fransiyada o‘tadigan Solvey kongressiga uni ma’sul
kotib qilib tayinlashgan, u yordamga ukasini chaqirib, dunyo bo‘yicha kelib tushgan
ma’ruzalarni o‘qib va tanlab, o‘sha vaqtda fiziklar oldida turgan dolzarb muammo nima
ekanligini sezib qolgan. Natijada 1924 yili o‘zining doktorlik dissertatsiyasini tayyorlab,
unda o‘zining asosiy g‘oyalarini bayon qilgan. Himoyaga opponentlardan biri sifatida
Eynshteyn taklif qilingan va u de Broyl g‘oyasini qo‘llab-quvvatlab, quyidagicha fikr
aytgan: agar de Broyl haq bo‘lsa, biz tajribada elektronlarning difraksiyasini kuzatishimiz
kerak, bunday tajriba 1927 yili amerikalik fiziklar Djermer va Devisson hamda ingliz
Tomson va rus Tartakovskiylar tomonidan amalga oshirilgan.
1926 yili ushbu g‘oyaga asoslanib, E.Shredenger va V.Geyzenberglar kvant
mexanikani mustaqil fan sifatida ikki xil ko‘rinishda yaratishdi, bu ikki xil matematik yo‘l
bilan yaratilgan bir nazariya ekanligini Shredengerko‘rsatib berdi. 1928 yili A.P.Dirak
Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga asoslanib, “relyativistik kvant mexanika” ni yaratdi.
Bu nazariyadan kelib chiqadigan muhim xulosa shundan iboratki, elektronning antizarrasi
mavjud ekan. 1932 yili Anderson ushbu antizarrani kosmik nurlarda topgan va uni
pozitron deb atagan. Xuddi shu yili Ivanenko va Geyzenberglar atom yadrosi proton va
neytronlardan iborat degan g‘oyanio‘rtaga tashlashdi, bu esa yadro fizikasining paydo
bo‘lishi va rivojlanishiga olib keldi [7].
Kvant fizikasi zamonaviy ilmiy-texnik revolyusiyani amalga oshirishda ham alohida
o‘rin tutadi. Jumladan, yapon fizigi Esaki tomonidan “tunel effekti” ni
yarimo‘tkazgichlarda qo‘llanishi tranzistorlarning paydo bo‘lishiga olib keldi, bu esa
radioelektronikadagi revolyusiyani amalga oshirdi. Hozirgi kunda nanotexnologiyaning
rivojlanishida ham kvant mexanika alohida o‘rin tutadi. Jumladan, xossalari oldindan
ma’lum bo‘lgan moddalarni hosil qilishga yaqqol misol qilib 2010 yili Nobel mukofotiga
sazovor bo‘lgan Geym va Novosyolovlar tomonidan kashf qilingan “grafen” ni ko‘rsatish
mumkin. U o‘ta mustahkam bo‘lib, yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka ega, bu esa kelajakda
ilmiy-texnik taraqqiyotni yanada rivojlantirishga xizmat qiladi[15].
Dostları ilə paylaş: |