5-mavzu. Yorug‘likning xususiyatlari tekshirish uchun savollar: Issiqlik nurlanishi nima tufayli vujudga keladi va u qanday xususiyatlarga ega? 2

5-MAVZU. YORUG‘LIKNING XUSUSIYATLARI
Tekshirish uchun savollar:
1. Issiqlik nurlanishi nima tufayli vujudga keladi va u qanday xususiyatlarga ega?

2. qanday jism absolyut qora deb ataladi? Uning nurlanishi qanday qonunlar orqali ifodalanadi?

3. Absolyut qora jism nurlanish spektrida energiya qanday, taqsimot funksiya qanday ko‘rinishga ega?

4. Fotoeffekt hodisasi nimadan iborat va u kvant nazariya bo‘yicha qanday tushuntiriladi?

5. Fotoeffekt uchun Stoletov qonuni va Eynshteyn tenglamasi yozilsin.

6. To‘xtatuvchi potensial farqi nima?

7. Kompton effekti nimadan iborat? Tushayotgan nurlanish to‘lqin uzunligini o‘zgarishi qanday aniqlanadi?

8. Nima uchun yorug‘lik nuri sirtga bosim ko‘rsatadi? Bu bosim qanday aniqlanadi?
MASALALAR YECHISh UCHUN METODIK KO‘RSATMALAR
Bu bo‘limdagi masalalar issiqlik nurlanishiga va fotonlarning moddalar bilan o‘zaro ta`siriga (yorug‘lik bosimi) yoki alohida elektronlar bilan ta`siriga (fotoeffekt, Kompton hodisasi) ga bag‘ishlargan bo‘lib, bu hodisalar energiyaning va impulñning saqlanishi qonunlariga bo‘ysinadi. Impulñ saqlanish qonunining fotoni modda bilan o‘zaro ta`siriga tadbiqi natijasida yorug‘lik bosimi uchun formula hosil bo‘ladi; energiyaning saqlanish qonuni foton atom tarkibidagi elektron bilan o‘zaro ta`siri uchun yozilgan energiyaning saqlanish qonuni h=А+Т fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasini beradi, bu qonunlarni birgalikda fotonni erkin elektron bilan o‘zaro ta`siriga qo‘llanilishi Kompton tenglamasini beradi.

Yorug‘lik bosimi tenglamasi, sirtga yorug‘lik normal holda tushgandagina to‘g‘ri bo‘ladi.

Stefan-Bolöman Rэ=Т⁴ va Vins _оТ=в qonunlari faqat absolyut qora jism uchun ta`aluqliqlidir. Absolyut qora bo‘lmagan jismlar uchun tenglama o‘rinlidir, bu formulalarda: at nurlanish koeffitsiyenti Re jism energetik nurlanishi, R_e-shu temperaturadagi absolyut qora jism energetik nurlanish.
MASALALAR YECHISh
1-masala.

Elektr isitgichning sarf qiluvchi quvvati N=500 Vt. diametri A=5 sm li ochiq tirqish bo‘lganda, ichki sirtning temperaturasi T=700^oC. Sarflanadigan quvvatning qanday qismi isitgich devorlari orqali sochiladi?

ECHISh:
Isitgichning issiqlik muvozanat holatida barcha sarflangan quvvat N tashqariga, tirqish orqali va devorlar orqali nurlanadi, ya`ni N=₁+₂ (1) bu tenglamada 1; 2 mos ravishda tirqish va devor orqali nurlanish oqimida masala shartida ni topish talab qilinadi. (1) tenglamadan (2).

Tirqish orqali nurlanishni absolyut qora jism nurlanishi deb qarab, Stefan-Bolöman qonuni orqali (3) tenglamaga kelamiz (2) va (3) tenglamalardan (4) tenglamaga qo‘yib hisoblaymiz: =0.8.

2-masala.
Agar Seziy sirti binafsha yorug‘lik bilan yoritilayotgan bo‘lsa (=q400 nm), fotoeffektning qizil chegarasi topilsin. Elektronlarning maksimal tezligi v_m=q0.65 MmG`s.
ECHISh:
Seziy sirti fotoeffektni qizil chegarasi uchun to‘g‘ri keluvchi o to‘lqin uzunlikdagi yorug‘lik bilan yoritilganda fotoelektronlarning tezligi, ya`ni kinetik energiyasi 0 ga teng bo‘ladi. Shu sababli, qizil chegara uchun fotoeffekt tenglamasi Е=А+Т ko‘rinishiga ega bo‘ladi.

_о=А yoki (1)

Seziy uchun chiqish ishi Eynshteyn tenglamasini foydalanib topiladi.

(2) tenglamaga kattaliklar qiymatlarini qo‘yib A topiladi. A=3.05^.10^-19 J bu qiymatni (1)-tenglamaga qo‘yib, _o ni topamiz _o=640 km.

3-masala.
Kompton effekti natijasida fotonning elektron bilan to‘qnashishi tufayli =90^oL ostida sochiladi. Sochilgan fotonning energiyasi =0.4 MeV. Sochilgunga qadar fotonning energiyasi topilsin.
ECHISh:
Fotonning boshlang‘ich energiyasini aniqlash uchun Kompton formulasidan foydalanamiz.

(1) - tenglamani quyidagicha o‘zgartiramiz: (1) ’ va  to‘lqin uzunliklarni mos ravishda ’ va  energiyalarga o‘tkazamiz, ya`ni tenglamadan foydalanamiz; 2) Tenglamani o‘ng qismidagi surat va maxrajini "S" ga ko‘paytiramiz. Natijada (2) ko‘rinishga kelamiz. (2) tenglamani hc ga qisqartib kerakli energiyani topamiz.

(3)

bu tenglamada Ee=m_oc²=0.51 MeV elektronning holatdagi energiyasi (3)-tenglamaga kattaliklarni qiymatlarini qo‘yib, Ye ni hisoblaymiz

E=1.85 MeV.
4-masala.
To‘lqin uzunligi =663 nm bo‘lgan monoxromatik yorug‘lik dastasi yassi ko‘zgu sirtiga normal holda tushmoqda. Energiya oqimi Ф=0.6 Vt. Sirtga ta`sir etuvchi bosim kuchi F va t=5 s davomida sirtga tushayotgan fotonlar soni topilsin.
ECHISh:
Sirtga ta`sir etuvchi bosim kuchi F=P, (1) bunda P-yorug‘lik bosimi, S - sirt yuzasi. Yorug‘lik bosimi (2) (2) tenglama orqali aniqlanadi. (2) va (1) tenglamalardan (3) s-yorug‘likni vakuumdagi tezligi. Masala shartidan q1 ga teng va (3) tenglamaga kattaliklarni son qiymatlarini qo‘yib F ni hisoblab topamiz. T vaqtda sirtga tushayotgan fotonlar soni (4) formula yordamida aniqlanadi. (4) tenglamada foton energiyasini to‘lqin uzunlik orqali ifodalasak, quyidagi ko‘rinishga kelamiz

(5)

(5) - tenglamadagi kattaliklarini qo‘yib, N ni hisoblaymiz.

5-masala.
Energiyasi =0.75 MeV bo‘lgan foton elektronga =60^o ostida urilib sochilib ketdi. Foton to‘qnashguncha elektronning energiyasi va impulsni e`tiborga olmaslik darajasida kichik ekanligini nazarda tutib: 1) sochilgan fotonning energiyasi; 2) to‘qnashuvdan keyingi elektronning energiyasi topilsin.
ECHISh:
1) Kompton formulasidan foydalanib sochilgan fotonning energiyasini topamiz:

va  larni ’ va  orqali ifodalab

bundan ; .

2) To‘qnashuvdan keyingi elektronning energiyasi, energiyani saqlanish qonuniga ko‘ra tushayotgan va qaytgan fotonlarni energiyalarini ayirmasiga tengdir
T=-’=0.32 MeV.