293
§ 8.4. Yorug’likning moddalar bilan o’zaro ta’siri
Yorug‟likning yutilishi deb uning biror muhitga tushganda energiyaning bir
qismini issiqlik va boshqa tur energiyalarga aylanishiga aytiladi. Yutilish
natijasida intensivlik kamayadi.
Yorug‟lik intensivligi deb nurga perpendikulyar 1m
2
yuzadan 1s vaqt
davomida olib o‟tilgan energiya miqdoriga aytiladi. Biror shaffof moddadan
-
qalinlikdagi qatlam ajratamiz. Yorug‟likning bu qatlamdan o‟tishi tufayli
intensivligining o‟zgarishi
8.5-rasm
. Yorug’likning yutilish qonunini chiqarish uchun chizma.
I=I
o
e
-
x
(8.19)
(8.19-formula) Buger qonuni bilan ifodalanadi. Bunda
о
va
- tushayotgan
va qalinligi x bo‟lgan moddadan chiqayotgan yorug‟lik intensivligi
- yutilish
koeffisenti bo‟lib, yorug‟lik to‟lqin uzunligi modda kimyoviy tarkibiga va
modda holatiga bog‟liq bo‟lib, intensivlikka bog‟liq bo‟lmaydi.
1
x
qatlamda intensivlik e–marta kamayadi, normal sharoitda havo
uchun
10
-3
m
-1
, shisha uchun 1m
-1
, metallar uchun 10
6
m
-1
.
Har qanday modda yorug‟likni tanlab yutish xususiyatiga ega. Masalan,
suv va suv bug‟i infraqizil nurlarni kuchli yutadi. Odatdagi shisha ko‟rinadigan
294
nurlarni yaxshi o‟tkazadi, infraqizil nurlarni ancha zaiflashtiradi, ul`trabinafsha
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 yutilishi, uning molekulalar bilan o‟zaro ta‟siri tufayli sodir
bo‟lgani uchun yorug‟likning yutilish qonunini molekulaning ba‟zi bir
xarakteristikalari bilan bog‟lash mumkin.
n
– molekula konsentrasiyasi,
-
molekula yutilishining effektiv kesimi.
U holda I = I
o
e
-
nx
(8.20)
yoki
I = I
o
e
x
(8.21)
(8.20), (8.21) formulalar Buger – Lambert –Beyer qonunini ifodalaydi.
А
N
n
C
- molyar konsentratsiya,
=
C
– yutilishining tabiiy
molyar ko‟rsatkichi.
cx
o
e
I
I
(8.22)
– yutilishning molyar ko‟rsatkichi
o
I
I
(8.23)
Shaffof moddalari yorug‟likni o‟tkazish koeffitsiyenti (8.23) formula bilan
ifodalanadi.
D=lg
I
I
0
=
Cx
3
,
2
1
(8.24)
O‟tkazish koeffisiyentining teskari qiymatining o‟nli logarifmiga
eritmaning optik zichligi deyiladi.
295
Buger – Lambert – Beyer qonuniga asosan bo`yalgan 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 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. Bu fotokimyoviy reaksiyaning
asosini tashkil qiladi va Bunzen – Rasko qonuni deyiladi:
2
2
1
1
tr
ф
t
ф
(8.25)
Fotokimyoviy reaksiya darajasini ko‟rsatuvchi kattalik reaksiyaning kvant
chiqishi deyiladi, ya‟ni
yu
N
N
yu
N
- yutilgan fotonlar soni,
N
- barcha
tushayotgan fotonlar soni.
Agarda har bir yutilgan foton reaksiyaga kirishsa u holda kvant chiqish
100% bo‟ladi. Odatda, bu bir necha foizdan oshmaydi. Masalan, fermentlarni
aktivasiya qilish reaksiyasi uchun 0,1 – 0,01% ga teng.
Birlamchi va ikkilamchi fotokimyoviy reaksiyalarni farqlash muhim
ahamiyatga ega. Eynshteyn ko‟rsatishicha har bir molekula bitta fotonni yutadi
va demak birlamchi reaksiyadagi molekulalar soni fotonlar soniga
proporsionaldir.
Aminokislota, oqsil, nuklein kislotalarni katta dozadagi ul`trabinafsha
nurlar bilan nurlantirsa fotoemirilish yuz beradi. Natijada, kimyoviy
bog‟lanishlar uzilib radikallar, ionlar va neytral atomlar hosil bo‟ladi. Bu tur
reaksiyaga Yerda bo‟ladigan kislorod – ozon reaksiyasi kiradi.
296
Quyoshdan kelayotgan ul`trabinafsha nurlar ta‟sirida stratosferada kislorod
molekulalarining dissosiatsiyasi kuzatiladi
O
h
O
2
2
. Hosil bo‟lgan aktiv
kislorod atomlari kislorod molekulalari bilan birlashib ozon hosil qiladi.
3
2
O
O
O
. Ozonning parchalanishi ham fotokimyoviy reaksiya tufayli ro‟y
bo‟ladi.
O
O
h
O
2
3
Bu ikki reaksiya natijasida 25 km yuqorida qalinligi 2 – 3
km.li ozon qatlami hosil bo‟ladi. Undan yuqori qatlamlarda kislorodning
kamligi natijasida kam miqdorda ozon hosil bo‟ladi.
Undan past qatlamlarda ul`trabinafsha nurlarning kam kelishi tufayli
reaksiyalar amalga oshmay qoladi. Quyoshdan kelayotgan ul`trabinafsha
nurlarning to‟lqin uzunligi 290 nm.dan kamini stratosfera ozon qatlami
to‟laligicha yutib oladi. Agar bu to‟lqin uzunlikli nurlar Yerga yetib 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 Yerdagi issiqlik nurlanishga mos keladi. Demak, ozon 20% issiqlik
nurlanishni ushlab turadi va issiqlik ekrani bo‟lib xizmat qiladi. Natijada Yerdan
issiqlikning koinotga tarqalishiga to‟sqinlik qiladi. Afsuski, keyingi yillarda
aviatsiyadan foydalanish va sanoat chiqindilari ta‟sirida ozon qatlami qisman
yemirilib bormoqda. Arktika ustida kengligi 5 mln. km
2
li “Ozon tirqishi” hosil
bo‟lgan. Bu “tirqish” ning keyingi oshuvi yerda turli kasalliklarning kelib
chiqishiga sabab bo‟ladi va uning ekologik ta‟sirini baholash qiyindir.
Yorug‟likning sochilishi ham ko‟rsatkichli qonunga bo‟ysunadi:
I = I
o
e
-ml
(8.26)
m – sochilish ko‟rsatkichi.
Reley qonuniga binoan sochilgan nur intensivligi to‟lqin uzunligi to‟rtinchi
darajasiga teskari proporsionaldir:
I ~
4
1
(8.27)
297
Osmonning ko‟k rangi ham yorug‟likning atmosfera zarrachalaridan
sochilishi sabab bo‟ladi. Quyoshning botishidagi qizil rangi, ko‟k va binafsha
nurlarning qiya tushganda biosfera qatlamlari ichida ancha chuqurroq masofaga
sochilishi natijasida oq yorug‟lik spektrining o‟zgarishidir. Infraqizil nurlar
yanada kamroq sochiladi.
Maksvell nazariyasiga binoan elektromagnit to‟lqinlar ko‟ndalang, ya‟ni
elektr va magnit maydon kuchlanganliklari E va H tebranishlari to‟lqin tarqalish
yo‟nalishiga perpendikulyardir. Qutblanish qonunlarini tushuntirish uchun
bulardan bittasini, odatda elektr maydon kuchlanganlik
E
vektorining o‟zini
tutishini bilish yetarli.
Yorug‟lik ko‟plab atomlar nurlanishi to‟plamidan iboratdir. Atomlar esa
bir-biriga bog‟liq bo‟lmagan holda nurlaydi.
Hamma yo‟nalish bo‟yicha
E
)
(
H
elektr va magnit maydon kuchlanganlik
tebranish vektorlariga ega bo‟lgan yorulikka tabiiy yorug‟lik deyiladi.
Ma‟lum yo‟nalish bo‟yicha
E
)
(
H
vektori tebranishi ajratilgan yorug‟likka
qutblangan yorug‟lik deyiladi. Qutblanish darajasi quyidagi kattalik bilan
aniqlanadi :
8.6-rasm.
Elektromagnit to’lqinlarning tarqalishi.
Do'stlaringiz bilan baham: |