2-mavzu. Yorug’likning korpuskulyar nazariyasi. Yorug’lik kvanti-fotonning moddalarda sochilishi

Kompton effekti
Kompton effekti deb, yorug‘likni yoki elektromagnit nurlanishni erkin elektronlarda sochilishi tufayli to‘lqin uzunligining o‘zgarishiga aytiladi. Bu effektni 1923 yili amerikalik fizik Kompton tajribada kuzatgan va nazariy jihatdan asoslab bergan, bu xizmatlari uchun u 1927 yili Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan. 1926 yili Lyuis yorug‘lik kvantini foton deyishni taklif qilgan.
O‘z-o‘zidan savol tug‘iladi: ushbu effektni yorug‘likning to‘lqin xossasi asosida tushuntirish mumkinmi yoki yo‘qmi? Yorug‘likning to‘lqin xossasiga ko‘ra, u, elektromagnit to‘lqin bo‘lgani uchun, erkin elektronga tushganda uning elektr tashkil etuvchisi ta’sir qilib, uni o‘zining chastotasiga teng chastota bilan tebrantiradi, boshqacha aytganda, elektron qanday chastota bilan tebransa, shunday chastotali nur chiqaradi, demak hech qanday chastotaning o‘zgarishi kuzatilmaydi. Demak, ushbu effektni to‘lqin xossa asosida tushuntirib bo‘lmas ekan.
Kompton bu hodisani tushuntirish uchun fotonning energiyasi uchun o‘rinli bo‘lgan E = va impulsi uchun r = ћ = . To‘qnashgunga qadar elektronning impulsi nolga teng, chunki u tinch holatda turibdi. Aytaylik, to‘qnashgunga qadar fotonning impulsi bo‘lsin, to‘qnashgandan keyin esa bo‘lsin. Ushbu hol uchun energiya va impulsning saqlanish qonunini yozsak

ћ + = ћ + yoki ћ + = ћ + m impulsning saqlanish qonuni esa = + m (2) bu ifodadan esa

3.1-rasm

= + - 2 cos yoki = + -2 (3)
(1) ifodadan m = ( – ) + ni topib, kvadratga ko‘tarsak
= ( - + + 2 ( – ) =
- 2 + + + 2 ћ ( – (4)
Agar (4) dan (3) ni ayrisak, quyidagicha ifoda hosil bo‘ladi, ammo
( 1 - ) = ( 1- ) = bo‘lgani uchun
- 2 + 2 ( - yoki
2 ( 1 – cos ) = 2 ћ ( – bundan esa quyidagi ifoda kelib chiqadi = ( 1 – cos , - = ( 1 - cos ,
= bo‘lgani uchun λ - = ( 1 – cos ) yoki
= ( 1 – cos = 2 ⋀ bu yerda ⋀ = = 0,0242 Å
Kompton to‘lqin uzunligi deyiladi.
Agar bo‘lsa = 0 ; bo‘lsa ; bo‘lsa . Ushbu mavzuda fotoeffektning ochilish tarixi, tajribada Stoletov topgan qonunlar va bu hodisani yorug‘likning to‘lqin xossasi ya’ni klassik elektrodinamika asosida tushuntirib bo‘lmasligini ko‘rsatish maqsadga muvofiq. So‘ngra bu hodisani Eynshteyn Plank g‘oyasiga asoslanib tushuntirgani bayon qilinadi. Bularning barchasi yorug‘lik zarrasi fotonning korpuskulyar xossasi asosida tushuntiriladi. Ushbu effektni tushuntirgandan so‘ng, Eynshteyn yorug‘lik kvantini ham korpuskulyar, ham to‘lqin xossaga ega deb qarab, korpuskulyar-to‘lqin dualizmi tushunchasini kiritgan. Kompton effekti esa fotonni impulsga ega ekanligini bevosita tasdiqlaydi. Shu narsalarni talabalarga chuqur tushuntirish kerak.

Savollar:

1. Yorug‘likni tabiatiga bo‘lgan qarashlarni rivojlanish tarixi qanday? 2. Eynshteyn tenglamasining metodologik asosi nimadan iborat? 3. Kompton effekti qanday saqlanish qonunlari asosida tushuntiriladi? 4. Kompton effektini atomdagi elektronlarda ya’ni bog‘langan elektronlarda ham kuzatish mumkinmi?