A. S. (guruh rahbari); Fattohov

Yorug‘likning tarqalish qonunlari. Yorug‘likning tarqalish qonunlari geometrik optika yoki nurlar optikasining mazmunini tashkil qiladi.
Har qanday to‘lqinlarning, shu jumladan, yorug‘lik to‘l- qinlarining ham tarqalish yo‘nalishi nurlar, ya’ni to‘lqin sirtlariga perpendikular bo‘lgan chiziqlar yordamida aniqlanadi: nurlar to‘lqin energiyasining tarqalish yo‘nalishini ko‘rsatadi. Yorug‘- likning tarqalishi yorug‘lik to‘lqinlari energiyasining ko‘chishidan iboratdir. Agar quyosh nurini darchadagi kichik dumaloq teshik orqali o‘tkazib, chetdan turib qarasak, havoda ingichka yorug‘lik dastasini ko‘ramiz — bu yorug‘lik shu’lasidir. Yorug‘lik nuri geometrik tushunchadir. Shunday qilib, yo‘nalishlari fazoning ixtiyoriy nuqtasida yorug‘lik energiyasining ko‘chish yo‘nalishi bilan ustma-ust tushgan geometrik chiziq yorug‘lik nuri deyiladi. Kuzatishlar, bir jinsli muhitda yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishini ko‘rsatadi. Yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishiga nuqtaviy manbadan kelayotgan yorug‘lik yo‘liga qo‘yilgan buyumlar soyasining hosil bo‘lishi yoki nuqtaviy bo‘lmagan manbadan kelayotgan yorug‘lik yo‘liga qo‘yilgan buyumlarning soya va yarim soyalarining hosil bo‘lishi dalil bo‘la
7


2- rasm. ^{3- rasm.}

oladi. Masalan, S nuqtaviy manbadan kelayotgan yorug‘lik nuri yo‘liga B jismni qo‘yaylik. Yorug‘lik to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalgani uchun B jism yorug‘lik nurini to‘sib qoladi. Natijada bu jism orqasida kesik konus shaklida soya hosil bo‘ladi. Bu konus ichidagi biror nuqtaga ham S manbadan kelayotgan yorug‘lik tushmaydi. Shuning uchun bunday konus o‘qiga tik qilib qo‘yilgan E ekranda B jismning aniq B soyasi hosil bo‘ladi (2- rasm).

Agar S yorug‘lik manbayi nuqtaviy bo‘lmasa, manbaning har bir nuqtasidan jismga tushgan yorug‘lik uning orqasida ayrim konus shaklidagi soyalarni hosil qiladi. Natijada ekranda B₄ to‘liq soya va uning chetlarida B₂ B₃ ochroq soha hosil bo‘ladi. Bu soha yarim soya deyiladi. Òo‘liq soya sohasidan uzoqlashgan sari yarim soya tobora och bo‘la boradi (3- rasm).
Noshaffof jismga yorug‘lik manbayidan nurlar tushganda soyaning hosil bo‘lishidan foydalanib, Quyosh va Oy tutilishi hodisalarini izohlash mumkin.
Yorug‘lik nurlarining mustaqillik prinsipiga asosan, yorug‘lik nurlari o‘zaro kesishganda bir-biriga hech qanday ta’sir ko‘r- satmaydi, ya’ni nurlarning kesishishi har bir nurning mustaqil ravishda tarqalishiga xalaqit bermaydi.
Elektromagnit to‘lqinlarning tarqalish tezligi juda katta bo‘lganligi tufayli uni bevosita kuzatish orqali baholash mumkin emas. Masalan, kechasi projektorni yoqib, undan chiqayotgan yorug‘lik nurini uzoqda turgan biror buyumga yo‘naltirsak, yorug‘lik bir onda tarqalganga o‘xshab tuyuladi. Shu sababli yorug‘likning tarqalishi uchun vaqt talab qilinmaydi, ya’ni uning tarqalish tezligi juda katta degan fikr saqlanib kelgan edi. Lekin fanning rivojlanishi natijasida yorug‘lik tezligining chekli ekanligi ayon bo‘ldi va nihoyat yorug‘lik tezligi aniqlandi.
Yorug‘lik tezligini birinchi marta 1676- yilda daniyalik astronom Ryomer Yupiter planetasi yo‘ldoshlarining tutilishi ustida
8
o‘tkazgan astronomik kuza- tishlar asosida aniqladi. Ryo- merning hisobi bo‘yicha yorug‘lik tezligining qiymati c = 2,15•10⁸ m/s chiqdi.
Yorug‘lik tezligini aniq- lashning laboratoriya usul- laridan birini 1849- yilda fransuz olimi I. Fizo qo‘l- lagan. Fizo yorug‘likni ayla- nib turgan g‘ildirak tishlari orasidan o‘tkazdi. Shundan keyin yorug‘lik g‘ildirakdan
bir necha kilometr masofada turgan ko‘zguga tushirildi. Yorug‘lik ko‘zgudan qaytib, yana g‘ildirak tishlari orasidan o‘tishi kerak edi. G‘ildirak sekin aylanganda ko‘zgudan qaytgan yorug‘lik ko‘rinar edi. G‘ildirakning aylanish tezligi oshirilganda yorug‘lik sekin-asta ko‘rinmaydigan bo‘lib qoldi. O‘zi nima gap? G‘ildirakning ikki tishi orasidan o‘tgan yorug‘lik ko‘zguga borib, undan qaytib kelguncha g‘ildirak aylanib, kesiklari o‘rniga tishlari to‘g‘ri kelishga ulgurdi va shuning uchun yorug‘lik ko‘rinmay qoldi (4- rasm).
G‘ildirakning aylanish tezligi yanada orttirilganda yorug‘lik yana ko‘rinadigan bo‘ladi. Ravshanki, yorug‘lik ko‘zguga borib, undan qaytib kelguncha g‘ildirak aylanib, bundan oldin kesik turgan joyga boshqa kesik to‘g‘ri kelib qoldi. Bu vaqtni va ko‘zgu bilan g‘ildirak orasidagi masofani bilgan holda yorug‘lik tezligini aniqlash mumkin bo‘ladi. Fizo tajribasida ko‘zgu bilan g‘ildirak orasidagi masofa 8,6 km edi va yorug‘lik tezligining qiymati 31 3000 km/s bo‘lib chiqdi.
Yorug‘lik tezligining aniq qiymatini 1926—1929- yillarda amerikalik olim Maykelson ishlab chiqqan. Maykelson tishli g‘ildirak o‘rniga aylanuvchi ko‘zgulardan foydalandi. Maykelson tajriba o‘tkazish uchun Kaliforniyadagi ikkita tog‘ cho‘qqisidan foyda- landi, bu cho‘qqilar orasi 35,426 km bo‘lib, bu masofa juda aniq o‘lchangan (5- rasm). Cho‘qqilardan biriga S yorug‘lik manbayi o‘rnatilgan, bu manbadan kelayotgan yorug‘lik kichik tirqishdan o‘tib, sakkiz yoqli A ko‘zgu prizmaga tushadi. Prizmadan qaytgan yorug‘lik ikkinchi cho‘qqiga o‘rnatilgan B botiq ko‘zguga tushib, undan m yassi ko‘zguga, so‘ngra yana B ko‘zguning boshqa nuqtasiga tushadi, shundan so‘ng A prizmaning ikkinchi tomoniga tushib,
9
undan qaytgan yorug‘lik S ko‘rish trubasi orqali kuzatuvchining ko‘ziga tushadi. Yorug‘likning o‘tgan yo‘lini, uning harakat vaqtini bilgan holda yorug‘lik tezligini osongina hisoblash mumkin.
Bu tajribadan, yorug‘likning havodagi tezligi 299711 km/s ga teng ekanligi aniqlanib, vakuumdagi tezlik esa 299796 km/s ga teng ekanligi hisoblangan. Shuning uchun yorug‘likning vaku- umdagi tezligi taxminan c = 300 000 km/s = 3•10⁸ m/s ga teng deb olinadi.
Har xil muhitlardagi yorug‘lik tezliklarini o‘lchash, har qanday shaffof muhitda yorug‘likning, umuman, elektromagnit to‘lqinlarning tezligi uning vakuumdagi tezligidan kichik bo‘lishini tasdiqlaydi.
Muhitdan o‘tayotgan yorug‘lik tezligining uning bo‘shliqdagi tezligiga nisbatan kamayishini xarakterlaydigan kattalik shu muhitning optik zichligi deyiladi. Muhitdagi yorug‘lik tezligi uning bo‘shliqdagi tezliliga nisbatan qancha kichik bo‘lsa, muhitning optik zichligi vakuum zichligidan shuncha katta hisoblanadi.