Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020
462
Ўз-ўзидан ташкилланиш назарияси бўлган синергетик парадигма ўз-ўзидан ташкил
топиш, очиқлик, ночизиқлик, мураккаблик, бифуркация (тармоқланиш), когерентлик
(уйғунлик), аттрактор, хаос, тасодифийлик, умумийлик, кооперативлик, шунингдек,
бошқа категория ва тушунчаларни ўз ичига олади [3].
Маълумки, миқдори ва йўналиши вақтга боғлиқ бўлмаган ўзгармас ток
ўтказгичлардаги электр зарядларининг тартибли ҳаракати туфайли вужудга келади.
Синергетик нуқтаи назардан эркин электр зарядларига, масалан, эркин электронлар,
боғланган ионлар ва нуқсонлардан иборат металл ўтказгични мураккаб очиқ
тизим
сифатида қараш мумкин. Бу тизимдаги элементлар, яъни зарралар концентрацияси
~10
22
см
-3
атрофида бўлади. Бу тизимнинг очиқлиги ташқи ток манбаидан энергия
олиши ва ташқи муҳит билан иссиқлик энергияси алмашинуви билан тавсифланади [1].
Металл тизимдаги эркин электронлар тартибсиз иссиқлик ҳаракатида бўлади.
Бундай электронлар тўпламини электрон газ деб аташ мумкин. Синергетик ёндашув
нуқтаи назардан электронлар тартибсиз ҳаракатини тизимда рўй берадиган хаос деб
баҳолаш мумкин. Агар биз ўтказгич учларига ташқи манба
воситасида потенциаллар
фарқи, яъни градиенти ҳосил қилсак, ўтказгич ичида ташқи кучлар электр майдони
вужудга келади. Натижада, эркин электронлар ҳаракатида маълум бир йўналиш, яъни
тартибланиш юз беради ва ўтказгичдан электр токи оқа бошлайди. Электронлар
ҳаракатидаги хаосдан пайдо бўлган бундай тартибланишни фазоли диссипатив
структура сифатида қараш мумкин. Чунки очиқ металл тизимда энергия диссипацияси,
яъни иссиқликнинг ташқи муҳитга узатилиши кузатилади [4].
Шундай қилиб, ташқи кучланиш (потенциал градиенти)нинг маълум
қийматидан бошлаб очиқ тизимда ўз-ўзидан ташкилланиш юз беради.
Кучланишнинг
кичик қийматларида ўтказгичдаги ток зичлиги электр майдон кучланганлигига ёки
потенциал градиентига чизиқли боғлиқ бўлади, яъни
E
J
ёки
)
(
r
grad
J
x
Бундай боғланиш Ом қонуни деб ҳам аталади. Ушбу ифоданинг модуль кўриниши
қуйидагича:
E
J
ёки
x
J
Ўтказгич ичидаги майдон кучсиз бўлганида (кучланишнинг кичик
қийматларида) чизиқлилик коэффициенти бўлган солиштирма электр ўтказувчанлик
майдон кучланганлигига боғлиқ бўлмайди. Кучланиш (энергия оқими)нинг катта
қийматларида солиштирма электр ўтказувчанлик майдон кучланганлигига боғлиқ
бўлиб қолади, бунинг натижасида ток зичлиги (ток кучи) ва майдон кучланганлиги
(кучланиш) орасидаги чизиқли боғланиш бузилади. Бу бузилишни очиқ тизимда
ночизиқлиликнинг намоён бўлиши деб қараш мумкин. Жоуль-Ленц қонуни деб
аталадиган токнинг солиштирма қуввати ва майдон кучланганлиги орасида (w=σE
2
)
квадрат бо-ланишни ҳам тизимдаги ночизиқли ҳолат сифатида қараш мумкин.
Солиштирма электр ўтказувчанликнинг
ифодаси
*
2
2
m
n
e
бўлиб, у эркин электронлар концентрацияси (n), электронларнинг эффектив массаси
(m
*
) ва ионлар билан тўқнашгунча эркин югуриш вақти (τ) га боғлиқ. Юқори
кучланишларда тўқнашув натижасида кристалл панжара қизийди ва ионларнинг
тебранма ҳаракат амплитудаси ортади, бу эркин югуриш вақти (τ) нинг ўзгаришига,
натижада эса тизимдаги ночизиқликка олиб келади [2].
Ток ҳосил бўлишидаги эркин электронларнинг бир томонга йўналишидаги
тартибли ҳаракатини уларнинг кооператив (уюшган) ҳаракати сифатида қараш ҳам
Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020
463
мумкин. Нисбатан юқори ёки паст ҳароратларда тизимдаги ночизиқлиликнинг пайдо
бўлишига металлар солиштирма қаршилигининг ҳароратга боғлиқлиги мисолида ҳам
кўриш мумкин. Чизиқли ρ=ρ
0
(1+αt) ёки ρ=
ρ
0
αТ боғланиш юқори ва ўта паст
температураларда бузилади. Т~(4,2÷20) К температураларда электр ўтказувчанлик ёки
электр қаршилик сакраб кескин ўзгаради, яъни металл ўта ўтказувчанлик ҳолатига
ўтади. Синергетик ёндашув нуқтаи назардан тизим сифат жиҳатдан янги ҳолатга ўтади.
Янги тартибланган структура ҳосил бўлади. Эркин электронлар ҳаракатида
когерентлик (уйғунлик, ҳамжиҳатлик) пайдо бўлади, яъни
улар Купер жуфтликларига
(электроннинг спини ½ га тенглигидан улар бирлашгандан сўнг бозонлар ҳосил бўлади,
бозоннинг спини 0 ва 1 га тенг) бирлашадилар, бунда бозонлар конденсацияси содир
бўлади [1].
Умумийлик, узвийлик, узлуксизлик тушунчалари ҳам синергетик ёндашув
назариясига оид тушунчалар. Масалан, тармоқланган электр занжир тугуни учун
Кирхгофнинг I қонуни, узлуксизлик тенгламаси ва электр зарядининг сақланиш қонуни
синергетик ёндашувга биноан битта умумий қонуннинг турли кўринишларидир.
Электр зарядининг сақланиш қонуни q
1
+q
2+
···+q
n
=сonst кўринишида ҳам,
0
t
q
s
d
j
узлуксизлик тенгламаси кўринишида ҳам ва
Кирхгофнинг
n
i
i
I
1
0
қонуни кўринишида ҳам ифодаланиши мумкин. Ўтказгичнинг бирор юзаси билан
чегараланган ҳажми орқали ўтаётган электр токи ўзгармас бўлса, шу ҳажм ичидаги
электр заряд миқдорининг ўзгармаслиги шу ҳажмга кирувчи ва чиқувчи заряд
миқдорларининг тенглиги билан тушунтирилади ва юқоридаги математик тенгламалар
билан ифодаланади.
Do'stlaringiz bilan baham: 
