6-Ma’ruza optika. Yorugʻlikning tabiati. Infraqizil (IQ) va ultrabinafsha (UB) nurlarning qishloq xoʻjaligidagi ahamiyati. Yorugʻlikning toʻlqin xossalari. Qutblanish hodisalari. Yorugʻlikning kvant xossalari

Absolyut qora jism Kirxgof qonuni.

Moddalarelektromagnitenergiyaniyutishihamuzlukli (kvant) xaraktergaega.
JismlarningmuvozanatitemperaturasidanuryutishqobilyatlarinimosravishdaE¹, “EvaA , A” orqalibelgilaymiz.
Birinchijismning 1m²sirtida 1 sek-daikkinchijismgaqaraganda martako‘penergiyanurlanadidebfarazqilaylik, ya’ni

SHundaybo‘lgandabirinchijismikkinchijismgaqaragandan-martako‘penergiyayutishkerakya’ni, quyidagitengliko‘rinlibo‘lishikerak

Aksholdabirinchijismikkinchijismhisobigaisiyboshlaydivauningtemperaturasio‘zgaradibuesaissiqlikmuvozanattemperaturasigazid.
Quyidagikelibchiqadi.

Agarizolyatsiyalangansistemanurchiqarishqobilyatlarivanuryutishqobilyatlari ........................................... bo‘lganjismlardaniboratbo‘lsa, yuqoridaqilingansingarimuhokamalarquyidagixulosagaolibkeladi.


......................... ...................


E-absalyutqorajismningnurchiqarishqobilyati.
YuqoridagimunosabatKirxgofqonunideyiladi. Berilgantemperaturadagibarchajismlaruchunnurqobilyatininurqobilyatiganisbatio‘zgarmaskattalikbo‘lib, xuddishutemperaturadaabsalyutqorajismningnurchiqarishqobilyatigateng. Kirxgofqonunidanquyidagiuchdamuhimxulosachiqadi.

1. 
   Harqandayjismningberilgantemperaturadanurchiqarishqobilyatio‘shatemperaturadanuryutishqobilyatiningabsalyutqorajismningnurchiqarishqobilyatigako‘paytmasigateng.
   

2. 
   Harqandayjismningnurchiqarishqobilyatixuddishutemperaturadaabsalyutqorajismningnurchiqarishqobilyatidankichik.
   

ammo binobarin

3. 
   Agarjismbirorto‘lqinniyutsa, uholdabujismo‘shato‘lqinlarnichiqaradi.
   

O‘tganasroxirlaridaAvstriyalikfizikI. Stefantajribama’lumotlarinitahlilqilibvaL. Bolsmantermodinamikusulqo‘llababsalyutqorajismnurlanishspektridagienergiyataqsimotieksprimentalravishdao‘rgandi. T=1259 Ktemperaturadaabsalyutqorajismningnurlanishspektridanenergiyataqsimotininggrafigikeltirilgan.
absalyutqorajismspektralnurchiqarishqobilyati.
aniqlangantulqinuzunliklarintervali.
RASM
Agar ortsafotonmassasivaimpulsiortadi. Fotonlarimpulsgaegabo‘lganiuchunyorug‘likoqimito‘siqqabosimberadi.
CHastotasi - , intensivligi - bo‘lganmonoxromatikyorug‘likdastasi yuzagatushsin.
1m² sirtga 1 sekdatushgan
Rasm



fotonlarsoni
1m² sirtning 1 sekunddatushayotganfotonlarsoni - danolganto‘laimpulsiyorug‘likbosimi gateng


yutuvchisirtuchun qaytaruvchi
1900 yildaLebedovyorug‘likbosiminianiqlagan.
YOrug‘likmoddabilano‘zarota’sirlanishivaqtidavujudgakeluvchihodisalargruppasigafotoelektrikaviyeffektdeyilib, uyokielektronlaremissiyasidan (tashqarifotoeffekt) yokimoddaningelektro‘tkazuvchanligio‘zgarishidan, yoxudelektryutuvchikuchningpaydobo‘lishidan (ichkifotoeffekt )daniboratbo‘ladi. Tashqifotoeffektgazlarichidagiayrimatomlarvamolekulalarda (fotoionzatsiya )vakondensatsiyalanganmuhitlardakuzatiladi.
Grafikdaberilgantemperaturadaabsalyutqorajismnurlanishningmaksimumi gato‘g‘rikeladi.
To‘lanurchiqarishqobilyatiEningtemperaturadagibog‘liqligiStefan –Bolsmanqonunidatasvirlanadi.
Absalyutqorajismningto‘lanurchiqarishqobilyatiuningabsalyuttemperaturasidanto‘rtinchidarajadagiproporsionaldir.

Formula


Stefan – Bolmandoimiysi


ningtemperaturadagibog‘liqligiVinqonunibilanifodalanadi (nemisfizigi )
Absalyutqorajismningmaksimumnurlanishigato‘g‘rikelganto‘lqinuzunlik, uningabsalyuttemperaturasigateskariproporsionaldir.

Qizdirilganjismlarningtemperaturasiniularningnurlanishspektrigaqarabaniqlashusulioptikaviypirometriyadeyiladi, vaVinqonunigaasoslanadi.

YOrug‘likningyutilishidebuningbirormuhitgatushgandaenergiyaningbirqisminiissiqlikvaboshqaturenergiyalargaaylanishigaaytiladi. YUtilishnatijasidaintensivlikkamayadi.
YOrug‘likintensivligideb,nurgaperpendikulyar 1m²yuzaga 1svaqtdavomidaolibo‘tilganenergiyamiqdorigaaytiladi. Birorshaffofmoddadan - qalinlikdagiqatlamajratamiz. YOruglikningbuqatlamdano‘tishitufayliintensivliginingo‘zgarishi

66 – rasm. YOrug‘likningyutilishqonuninichiqarishuchunchizma.
I=I_ol^- (10)

Bugerqonunibilanifodalanadi.

- yutilishkoeffitsentibo‘lib, yorug‘likto‘lqinuzunligimoddakimyoviytarkibigavamoddaholatigabog‘liqbo‘lib, intensivlikgabog‘liqbo‘lmaydi.
qatlamdaintensivlik e–marta kamayadi, normal sharoitda havo uchun 10^-3 m^-1, shisha uchun 1m^-1, metallar uchun 10⁶ m^-1 .
Har qanday moddayorug‘likni tanlab yutish xususiyatiga ega. Masalan, suv va suv bug‘i infroqizil nurlarni kuchli yutadi. Odatdagi shisha ko‘rinadigan nurlarni yaxshi o‘tkazadi, infraqizil nurlarni ancha zaiflashtiradi, ultrabinafsha nurlarni deyarli butunlay yutadi. Tirik o‘simliklarning barglari ko‘rinuvchi spektrning yashil (0,52< < 0,6 mk) va to‘q qizil ( > 0,7 mm) sohalaridan tashqari butun sohani kuchli yutadi. Bunday yutishga barglardagi pigment xlorofill sabab bo‘ladi.
YOrug‘likning yutilish, uning molekulalar bilan o‘zaro ta’siri tufayli sodir bo‘lgani uchunyorug‘likning yutilish qonunini molekulaning ba’zi bir xarakteris-tikalari bilan bog‘lash mumkin. n – molekula konsentratsiyasi, - molekula yutilishining effektiv kesimi.
U xolda (1) I = I_oe^- (11)

yoki I = I_oe (11¹)

(II), (II^I) formulalarBuger – Lambert – Beer qonuniniifodalaydi.
S = n_ - molyar konsentratsiya, x¹ = Na – yutilishining tabiiy molyar Nako‘rsatkichi.

– yutilishning molyar ko‘rsatkichi
(12)
SHaffofmoddalariyorug‘liknio‘tkazish koeffitsienti (12) formulabilanifodalanadi.

D = Lg = (13)

O‘tkazishkoeffitsientiningteskariqiymatiningunlilagorifmigaeritmaning optik zichligi deyiladi.
Buger – Lamber – Beer qonuniga asoslanib buyalgan eritmalarda modda konsentratsiyasini aniqlashning bir qator fotometrik usullari mavjud.
Modda orqali yorug‘lik oqimi o‘tganda bir qism modda atomlari tomonidan ushlanib qolinadi va yorug‘lik oqimi intensivligi kamayadi. Fotonni ushlab qolish fotoeffekt vaqtida yoki foton elektronlarning atomdagi yuqoriroq energetik holatlarga o‘tishida yuz berishi mumkin.
Fotokimyoviy reaksiya, deb yorug‘lik ta’sirida bo‘ladigan reaksiyalarga aytiladi. Bu holda foton ta’sirida molekula uyg‘onadi yoki ionlashadi. Har qanday reaksiyadagi kabi fotokimyoviy reaksiya vaqtida ham fotonlar tashqi elektron qobiqlardagi elektronlar bilan ta’sirlashadi. YUtilgan energiya miqdori nurlanish tezligiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi, u holda . Bu fotokimyoviy reaksiyaning asosini tashkil qiladi va Bunzen – Rasko qonuni deyiladi.
Undan past qatlamlarda ultrabinafsha nurlarning kam kelishi tufayli reaksiyalar amalga oshmay qoladi. Quyoshdan kelayotgan ultrabinafsha nurlarning to‘lqin uzunligi 290 nm. dan kamini stratosferaozon qatlami to‘laligicha yutib oladi. Agar bu to‘lqin uzunlikli nurlar Erga etib kelganda edi, barcha tirik jonzot halok bo‘lar edi. Ozon infraqizil sohadagi 10 mkm to‘lqin uzunlikli nurlarni yutuvchi qatlamga ham egadir. Aynan shu to‘lqin uzunlik Erdagi issiqlik nurlanishga mos keladi. Demak, azon 20% issiqlik nurlanishni ushlab turadi va issiqlik ekrani bo‘lib xizmat qiladi. Natijada Erdan issiqlikning koinotga tarqalishiga to‘sqinlik qiladi. Afsuski, keyingi yillarda aviatsiyadan foydalanish va sanoat chiqindilari ta’sirida ozon qatlami qisman emirilib bormoqda. Arktika ustida kengligi 5 mln. km² li “Ozontirqishi” hosilbo‘lgan. Bu “Tirqish” ningkeyingioshuvierdaturlikasalliklarningkelibchiqishigasababbo‘ladivauningekologikta’sirinibaholashqiyindir.
YOrug‘likningsochilishihamko‘rsatkichliqonungabo‘ysunadi:
I = I_o e^-ml (14) m – sochilishko‘rsatkichi.

Releyqonunigabinoansochilgannurintensivligito‘lqinuzunligito‘rtinchidarajasigateskariproporsionaldir:

I ~ (15)
Osmonningko‘krangihamyorug‘likningatmosferazarrachalaridansochilishisababbo‘ladi. Quyoshningbotishidagiqizilrangi, ko‘kvabinafshanurlarningqiyatushgandabiosferaqatlamlariichidaanchachuqurroqmasofagasochilishinatijasidaoqyorug‘likspektriningo‘zgarishidir. Infraqizilnurlaryanadakamroqsochiladi.
Ultrabinafshanurlarenergiyasiko‘rinadigannurlarnikidankattabo‘lganiuchunmoddabilankuchlita’sirlashadi. SHusababliularko‘rinadigannurlargaqaragandako‘proqfotoeffekt, fotokimyoviyreaksiyalarvalyuminessensiyanihosilqilishmumkin.
Ultrabinafsha nurlarning biologik ta’siri kuchli bo‘lgani uchun u veterinariyada keng qo‘llaniladi. UB nurlarning biologik ta’siri mexanizmi juda murakkab bo‘lib, hozirgacha aniqlangan. Bu holda yutilish mexanizmi issiqlik effekti emas, ba’lki fotokimyoviy reaksiyalardir. Ushbuholdafoton ta’sirida molekulalarda elektron chiqib ketadi va oqsil molekulasi zaryadi o‘zgaradi. Nurlanish fotolizga olib keladi, ya’ni katta molekulalar bo‘laklari hosil bo‘ladi va ular yuqori biologik aktivlikka egadir. Denatiratsiyaesabakteritsidto‘lqinsohasidakuzatiladi. DNKmolekulalaridaginukleinkislotalaridabo‘ladigano‘zgarishlarxujayralarhayotiyxolatigata’sirqiladivaularningo‘sishigavakeyinhujayravabirxujayraliorganizm – bakteriyalarninghalokatigaolibkeladi. Turlibakteriyalarturlito‘lqinuzunliklardahalokbo‘lishimumkin. Masalanstafilakokto‘lqinuzunligi 265 nm, - 251nmnurlanishta’siridahalokbo‘ladi. Hujayraninghalokbo‘lishiuchunkattamiqdordanurlanishdozasitalabqilinadi. Masalan – hujayrasinio‘ldirishuchun 2 – 10⁶tafotonkerakbo‘ladi.
UBnurlarningbakteritsidta’siridanyopiqbinolarnisterilizatsiyaqilishdafoydalaniladi.
Sanoat parrandachiligida bu keng qo‘llaniladi. CHunki ko‘p miqdordagi tovuqxonalarda havo orqali turli xil mikroblar tarqalishi mumkin. Jo‘ja boqiladigan xonalarni sutkasiga 3 mahal 5 – 25 minutdan nurlantirish jo‘jalarning yaxshi o‘sishi va kam halok bo‘lishiga olib kelgan.
Dizenfeksiya maqsadlarida chorva binolariga beriladigan havolar ham UB nurlar balan nurlantiriladi. UB nurlar dezinfeksiyadan tashqari havoni ionlashtiradi ham. Bu holda ozon hosil bo‘ladi va molxonadagi yoqimsiz hidlarni kamaytiradi.
YOrug‘lik ta’sirida biokimyoviy reaksiyalar va fiziologik jarayonlar tufayli teri ostida gistamin hosil bo‘ladi.
UB nurlanish ta’siridan oldin teri va so‘ng qolgan qismlarda modda almashinuvi yaxshilanadi va natijada organizm immunobiologik xolati yaxshilanadi. SHu sababli UB nurlar veterinariyada shamollash kasalliklarini davolashda ishlatiladi.
Quyosh nuridan fotosintezda foydalanilishi ma’lum, lekin tushayotgan quyosh nurining atiga 5% ni bevosita fotosintezga sarflanadi (bahorgi bug‘doy uchun 3,26%, kartoshka uchun 3,02%, makkajuxori uchun 2,35 va h.k). O‘simliklarning organik massasi fotosintez jarayonida to‘planadi, shuning uchun q/x ekinlarining hosildorligini oshirish uchun quyosh energiyasidan foydalanish koeffitsientini oshirishzarur. Buning uchun sun’iy yorug‘lik berish kerak. Bunda o‘simliklar karbonat angidrid bilan boyib ildizdan suyuq ozuqa berilgani holda sun’iy ravishda qo‘shimcha yoritiladi. YOrug‘lik teri qatlamiga ham ta’sir qiladi. Ko‘rinadigan va infraqizil nurlar asosan terining sirtini qizdiradi. Ultrabinafsha nurlar tashqi qatlamda fotokimyoviy reaksiyani vujudga keltiradi, buning natijasida qo‘ng‘ir pingment hosil bo‘ladi (kuyish), bu pigment melanin deyiladi va ultrbinafsha nurlarni kuchli yutib, organizmni ularning haddan tashqari ta’siridan saqlaydi. Ultrabinafsha nurlarning kuchsiz (normal) ta’siri organizmga foydali ta’sir ko‘rsatadi, uning yuqumli kasalliklarga qarshiligini ko‘rsatadi va modda almashinuvini yaxshilaydi.
Infraqizil nurlar ilonlar hayotida muhim ahamiyatga ega. Ilonlarda ko‘rish, eshitishda hid bilish zaif, lekin infraqizil nurlarni o‘tkir qabul qiladi. Ilonning boshida ko‘zlari bilan burun orasida ikkita chuqurcha bo‘lib, ularda o‘ziga xos «termolokatorlar» - infraqizil nurlarga sezgir organlar bo‘ladi. Bu yordamida turli mayda qushlar va hayvonlardan kelayotgan zaif issiqlik nurlanishlarni ham tutib oladi va ularning turgan joylarini aniqlaydi. SHuning uchun qorong‘ida ham ilon o‘z o‘ljasiga aniq tashlanadi. Biryilda quyosh nuri ta’sirida 450 milliard tonnaorganik modda hosil bo‘ladi.
YOrug‘lik – hayotiyfunksiyalarniboshqaruvchimuhimomildir. Ko‘rinadiganyorug‘likko‘zqorachig‘iorqaliorganlargahamta’sirko‘rsatadi. Terigatushgannuruniisitadinatijadateriretseptorlariniuyg‘otadivaichkireflektikta’sirko‘rsatadi. Quyoshnurisun’iyhosilqilinadigannurlargaqaragandaanchakuchlibiologikta’sirko‘rsatadi, chunkiultrabinafshavainfraqizilnurlaranchako‘pdir.
Suvvasuvbug‘lariningIKnurlarnikuchliyutishibizningplanetamizdagiissiqlikmuvozanatinisaqlashdamuhimrolo‘ynaydi. QishvaqtidaEratmosferasiningIKnurlanishinikuchliyutishierdankutarilayotganissiqliknisaqlashdamuximrolo‘ynaydivaErningsovibketishigato‘sqinlikqiladi.
Xuddi shunday hodisa issiqxona effektida ham yuz beradi. Quyoshdan tushayotgan nur issiqxona tuprog‘ini isitadi. Isigan tuproq IK nurlarinurlaydi va u shisha tomonidan yutiladi va yana issiqxona ichiga qaytadi. SHunday qilib shisha IK nurlanishning yo‘qotilishiga to‘sqinlikqiladi. IK nurlar yordamida texnik quritishda keng qo‘llanilmoqda. Masalan, bo‘yalgan avtomobil, mebel, yonuvchimodda yoki mevalarni, ho‘l donlarni quritishda qo‘llanilmoqda.
IK nurlarning biologik ta’siri to‘qimalarning isishi bilan aniqlanadi. Haroratning oshishi hujayralar aktivligini, ularning ko‘payishini, almashish jarayonini tezlashtiradi.
Tabiatdaelektromagnitnurlanishningengkengtarqalganturiissiq-likdannurlanishidir. Bunurlanishmoddaningatomlarivamolekulalariningissiqlikharakatienergiyasihisobiga, ya’nimoddaichkienergiyasihisobigabajariladivashuninguchunnurlanayotganjismningsovushigaolibkeladi. Issiqlikdannurlanishabsolyutnoldanboshqaharqandayharoratdabo‘ladivatutashspektrgaega. Harqandayjismnurchiqarishbilanbirganurhamyutadi. SHusababliissiqlikmuvozanatio‘rinlidir.
Jismningnurchiqarishqobiliyati Re deb (uniba’zanenergetikyorqinlikhamdebataladi), jismsirtining 1 sekdachiqaradiganenergiyakattaligigaaytiladio‘lchovbirligi. ( _j_ )
m²s
Harqandayharoratdao‘zigatushgannurnito‘layutuvchijismlargaabsolyutqorajismdeyiladi.