18-ma’ruza. Qutblanish tekisligining aylanishi. Zeyeman effekti

 

2-rasm. Qutblanish tekisligining magnit maydoni ta’sirida aylanishini kuzatish 

metodi. 

 

Qutblanish  tekisligini  burish  yo‘nalishiga  qarab  jismlar  2  turga  bo‘linadi. 

Qutblanish  tekisligini  magnit  maydoni  yo‘nalishi  bo‘yicha  kuzatuvchiga nisbatan 

o‘ng  tomonga  buruvchi  moddalar  o‘naqay  aylantiruvchi,  ya’ni  musbat  moddalar 

deb  ataladi.  Boshqacha  aytganda,  agar  magnit  maydoni  kuchlanganligining 

yo‘nalishi parma nayzasining musbat harakatiga mos kelsa, unga parma bandining 

---

aylanish  yo‘nalishi  musbat  aylantiruvchi  moddaning  qutblanish  tekisligini  burish 

yo‘nalishini  ko‘rsatadi.  Musbat  moddalar  uchun  k  koeffitsiyent  musbat 

hisoblanadi.  Aksincha,  unga  qarama  qarshi  yo‘nalishiga  aylantiruvchi  moddalar 

chapaqay aylantiruvchi yoki manfiy modda deb ataladi. Manfiy moddalar tarkibida 

ham  faqat  paramagnit  atomlar  bo‘ladi.  Paramagnit  moddalarning  o‘zlari  esa 

hamma  vaqt  ham  manfiy  bo‘lavermaydi.  Berilgan  moddaning  aylantirish 

yo‘nalishi  faqat  magnit  maydon  yo‘nalishi  vositasidagina  belgilanadi  va  u, 

yorug‘likning tarqalishi yo‘nalishiga aslo bog‘liq emas. 

Zeeman va Shtark effektlari 

Qutblanish  tekisligining  tashqi  magnit  maydoni  ta’sirida  aylanishi  bilan  bir 

qatorda yana bir muhim effekt XIX asr oxirida  Zeyeman tomonidan kashf qilindi. 

Aynan  tashqi  magnit  maydoniga  joylashtirilgan  nurlanuvchi  modda  spektral 

chiziqlarining  ajralishi  kuzatildi.  U  quyidagicha:  agar  magnit  maydon  induksiya 

chiziqlari bo‘ylab  qaralsa  (aytaylik  Z  o‘qi  bo‘ylab)  2  ta  spektral  chiziq ko‘rinadi 

(3-rasm a). Ular qarama qarshi yo‘nalishdagi aylanma qutblangan yorug‘lik nurlari 

bo‘lib,  chastotalari  mos  ravishda 



0



  (



0

  –  tashqi  maydon  bo‘lmagandagi 

chastotasidir)  (3-rasm  b).  Agar  magnit  maydon  induksiya  chiziqlariga 

perpendikulyar  holda  qaralsa  chiziqli  qutblangan  yorug‘likning  3  ta  spektral 

chizig‘i  ko‘rinadi.  Ulardan  birining  chastotasi 



0

  va  Z  o‘qi  yo‘nalishida 

tebranuvchi  elektrik  vektor  bo‘lib,  qolgan  2  tasi 



0



  chastotali  Z  o‘qiga 

perpendikulyar ravishda tebranuvchi va kuzatish yo‘nalishi elektr vektorlaridir (3-

rasm b). Bunda chastota o‘zgarishi quyidagiga teng: 

 

bu yerda е va m lar mos ravishda elektronning zaryadi va massasi.  В – tashqi 

maydon  induksiyasi.  Chastota  o‘zgarishi  uncha  katta  emas.  В=  0,5  Tl  bo‘lganda 



  =  4∙10

10

  s 

-1

  ,  ko‘zga  ko‘rinuvchi  nurlar  uchun 



 



4∙10

15

  s 

-1

  bo‘lib, 

chastotasining nisbiy o‘zgarishi 



/



0

=10

-5

, ya’ni juda kichik kattalikdir. 

---

а) 

                            b)    

 

d)  

3-rasm 

 

 

Oddiy  Zeyeman  effektini  Lorens  nazariy  tushuntirdi.  Bu  nazariyaga  asosan 

atomda  elektronlar  mumkin  bo‘lgan  yo‘nalishda  qutblangan 



0

  chastotali 

garmonik  tebranib,  xuddi  shunday  chastotali  elektromagnit  nurlar  chiqaradi. 

Elektronning  murakkab  harakatini  Z  o‘qi  bo‘ylab  tebranma  va  XOY  tekislikda 

aylanma  harakatlari  yig‘indisi  deb  qarash  mumkin.  XOY  tеkislikdа  aylanma 

harakati  bir  xil  ehtimollik  bilan  2  xil  soat  strelkasi  bo‘ylab  va  soat  strelkasi 

yo‘nalishiga qarshi bo‘lishi mumkin (3-rasm, b). Induksiyasi 0 dan В gacha ortib 

---

boruvchi  tashqi  magnit  maydonda  Faradey  elektr  yurituvchi  kuch  induksiyasi 

yuzaga  kelib,  elektronning  tezlanish  bilan  harakatlanishiga,  ya’ni  energiyasining 

o‘zgarishiga  olib  keladi.  Maydonning  ortish  vaqti  elektronning  xususiy  aylanish 

davriga nisbatan har doim katta bo‘ladi. Elektronning orbita radiusi o‘zgarmasdan 

chastotasi orta boradi. Chastotasining o‘zgarishi: 



 = 



 В∙е/2m 

Bu  tajriba  bilan  mos  keladi.  Z  o‘qi  bo‘ylab  elektronning  qutblangan  bunday 

bir-biriga qarama-qarshi aylanma harakati kuzatiladi. 

Y o‘q bo‘ylab kuzatganimizda aylanma qutblanishga mos nurlanish o‘rniga, X 

yo‘nalishda  tebranuvchi 



0 



 



  chastotali  nurlanish,  hamda  Z  o‘q  bo‘ylab 

tebranuvchi chastotasi o‘zgarmaga  



0

  chastotali nurlanishlar  chiziqlari  ko‘rinadi. 

Agar  boshlang‘ich  spektral  chiziqlari  juda  murakkab  strukturaga  ega  bo‘lsa, 

Zeeman  effekti  murakkablasha  borib  uni  faqat  kvant  mexanikasi  yordamida 

tushuntirish mumkin. 

Agar  nurlanuvchi  atomlar  tashqi  elektr  maydoni  ta’sirida  bo‘lganda  ham 

spektral  chiziqlarni  ajralishi  kuzatiladi.  Bu  effektni  birinchi  marta  1913  yilda 

Shtark  kuzatdi.  Shtark  effekti  kuchli  elektr  maydonni  talab  qiladi.  Uning 

qonuniyatini faqat kvant mexanikasi tushuntiradi.