|
4.7. Yorug‘lik tarqalishi
Yorug‘lik nurlanishi
– energiyaning juda samarali formasi bo‘lib, uning
o‘zgarishi bo‘yicha ko‘plab tashqi ta’sirlar: masofa, harakat, harorat, kimyoviy
tarkib va hokazolar to‘g‘risida fikr yuritish mumkin. Yorug‘lik elektromagnitik
tabiatga ega. Unga kvantlar yoki elektromagnitik to‘lqinlar energiyasining
tarqalishi sifatida qarash mumkin. Spektrning turli zonalariga o‘zlarining nomlari
berilgan: ulьtrabinafsha nurlanish, ko‘rinadigan yorug‘lik, uzoq, o‘rta va yaqin
infraqizil nurlanishlar diapazonlari, mikroto‘lqinlar, radioto‘lqinlar va hokazolar.
“Yorug‘lik” so‘zi 0,1 ... 100 mkm diapazondagi to‘lqin uzunliklariga ega bo‘lgan
elektromagnitik nurlanishga mos keladi. Ko‘rinadigan diapazonning eng qisqa
to‘lqin uzunligidan (binafsha) kichik uzunlikdagi to‘lqin uzunligi bilan nurlanish
ulьtrabinafsha nurlanish, yorug‘likning eng katta to‘lqin uzunligidan (qizil) katta
uzunlikdagi to‘lqin uzunligi bilan nurlanish – infraqizil nurlanish nomini olgan.
Infraqizil diapazon o‘z navbatida yana uchta tagdiapazon – yaqin (0,9-1,5 mkm),
o‘rta (1,5-4 mkm) va uzoq (4-100 mkm) infraqizil nurlanish tagdiapazoniga
ajratilgan.
214
Elektromagnitik nurlanishlar spektrining turli sohalari fizikaning turli
bo‘limlarida o‘rganiladi. 4.33- rasmda eng qisqa to‘lqinlardan tortib (γ nurlar) eng
uzun to‘lqinlargacha (radioto‘lqinlar) butun spektr keltirilgan. Mazkur bo‘limda
nurlanishning asosan elektromagnitik spektrning ko‘rinadigan va yaqin infraqizil
nurlanish sohalari uchun xarakterli bo‘lgan hususiyatlari qisqacha ko‘rib chiqiladi.
Yorug‘likning vakuumdagi s
0
tezligi to‘lqin uzunligiga bog‘liq bo‘lmaydi va
μ
0
= 4π
10
7
Gn/m erkin kenglikning magnit doimiysi va uning ε
0
= 8,854
10
12
F/m
elektr doimiysi orqali ifodalanishi mumkin:
s
0
=
=
299, 7924587 1,1 m/s (4.104)
Yorug‘lik to‘lqinlarining chastotasi vakuumda yoki boshqa har qanday
muhitda ularning to‘lqin uzunligi bilan tenglama bilan bog‘lanadi, uni quyidagi
ko‘rinishda ko‘chirib yozish mumkin:
v =
(4.105)
bunda
c
– yorug‘likning muhitdagi tezligi.
Fotonning energiyasi uning chastotasiga bog‘liq bo‘ladi:
E = hv
(4.106)
Bunda
h
= 6,63
10
34
Dj yoki 4,13
10
15
eV – Plank doimiysi deb ataladi.
E
energiya elektron voltlarda (eV) o‘lchanadi: 1 eV = 1,602
10
19
Dj.
Ultrabinafsha va ko‘rinadigan nurlanishning fotonlari etarlicha katta
energiyalarga ega, shu sababli ularni detektorlash qiyin emas. Biroq to‘lqin
uzunligi spektrning infraqizil zonasiga o‘tishi bilan fotonlarning energiyasi
kamayadi (masalan, yaqin infraqizil diapazondagi fotonning energiyasi to‘lqin
uzunligi 1 mkm bo‘lganda 1,24 eV ni tashkil qiladi), bu optik kvant
detektorlarining ishini anchagina murakkablashtiradi. To‘lqin uzunligi qanchalik
oshsa, nurlanishning energiyasi shunchalik kuchli pasayadi. Odamning terisi 37
haroratda yaqin va uzoq infraqizil diapazonlarda fotonlarni nurlatadi, ular 0,13 eV
atrofida energiyaga ega, bu qizil yorug‘lik energiyasidan anchagina kichik va
215
ularni aniqlash qiyin bo‘ladi. Shu sababli kichik quvvatli nurlanishlar kvant
detektorlari bilan emas, issiqlik detektorlari bilan aniqlanadi.
Elektromagnit
to‘lqinlari
(endi
yorug‘likning
kvant
tavsiflaridan
chetlashamiz) qo‘shimcha xususiyat –
qutblanishga
(yanada aniqroq qilib
aytadigan bo‘lsak,
tekislikda qutblanishga
) ega bo‘ladi. Bu shuni bildiradiki,
o‘zgaruvchan elektr maydonining kuchlanganlik vektorlari to‘lqinning har qanday
nuqtasida bir-biriga parallel bo‘ladi. Bunda magnit maydonining vektorlari ham
bir-biriga parallel bo‘ladi, biroq ushbu holatda elektr qutblanishi bizni ko‘proq
qiziqtiradi, chunki elektromagnit nurlanish detektorlari ko‘pincha elektrr
maydonlarining o‘zgarishlariga ko‘proq sezuvchan bo‘ladi. Unda to‘lqinlar
x
o‘q
yo‘nalishida ko‘chadi. Bunday holda to‘lqin
u
o‘q yo‘nalishida qutblangan
deyiladi, chunki elektr maydonining vektorlari aynan shu o‘qqa parallel bo‘ladi.
To‘lqinning tarqalish yo‘nalishi (
x
o‘q) va qutblanish yo‘nalishi (
y
o‘q) bilan
belgilanadigan tekislik
tebranishlar tekisligi
deb ataladi. Qutblngan yorug‘likda
maydonning vektorlari uchun boshqa yo‘nalishlar bo‘lmaydi.
4.33B-rasmda ihtiyoriy qutblanishga ega bo‘lgan yorug‘lik ko‘rsatilgan,
uning manbai yoki quyosh, yoki turli cho‘g‘lanma lampalar bo‘lishi mumkin, biroq
lazer nuri qat’iy qutblangan bo‘lib hisoblanadi. Agar qutblanmagan yorug‘lik
qutblaydigan filtrga yo‘naltirilsa, u orqali hamma to‘lqinlar ham o‘tmaydi va
chiqishda 4.33B-rasmda ko‘rsatilgan elektr maydoni olinadi. Qutblaydigan filtr
to‘lqinlarning faqatgina ularning elektr maydonining vektorlari filtrning qaratilish
yo‘nalishiga parallel tebranadigan tarkibiy qismlarini o‘tkazadi va ularning
tebranish tekisligi bu yo‘nalishga burchak ostida qaratilgan tarkibiy qismlarini
yutadi. Filtr orqali o‘tadigan yorug‘lik filtrning qaratilishi bilan mos tushadigan
qutblanishga ega bo‘ladi. Filtrning qutblash yo‘nalishi uni tayyorlash jarayonida
beriladi. Buning uchun qayishqoq plastmassa listlarga ma’lum bir uzun zanjirli
molekulalar kiritiladi va ular cho‘zilishga tortiladi, buning natijasida molekulalar
bir-biriga parallel tarzda saflanadi. Qutblaydigan filtrlardan suyuq kristalli
matritsalar va ko‘pgina optik datchiklarda ko‘proq keng foydalaniladi.
216
4.33- rasm. A – tarqalayotgan elektromagnit to‘lqini magnit maydoni va elektr
maydonining vektorlari bilan; B –
x
o‘q bo‘ylab kuzatiladigan qutblanmagan elektr
maydoni; D – vertikal qutblangan elektr maydoni
Do'stlaringiz bilan baham: | 
