Ii bob. Yuqori chastotali maydonlar

Mavzuning dolzarbligi: Yuqori chastotali maydonlar nazariyasini o’rganish elektromagnit tabiatga ega bo’lgan nurlanish xossalarini, muhit va nurlanish orasidagi bog’liqlikni o’rganish va elektromagnit to’lqinlarning muhitda tarqalishini o’rganishga imkon beradi.
Tadqiqot obyekti va predmeti: Yuqori chastotali maydonlar va ularning tenglamalari, dispersiya hodisasi.
Ishning maqsadi va vazifalari: Yuqori chastotali maydonlar xususiyatlarini nazariy jihatdan o’rganish va dispersiyaning klassik hamda kvant nazariyasini siyosiy jihatdan tahlil etish.
Tadqiqot usuli va uslubiyoti: BMIda nazariy fizika usullaridan foydalaniladi.


Olingan asosiy natijalar:

1. 
   Elektromagnit to’lqinlarning o’tkazuvchan muhitda tarqalishi o’rganilgan.
   
2. 
   Yorug’lik dispersiyasining kvant nazariyasi tahlil etilgan.
   

Natijalarning ilmiy yangiligi va amaliy ahamiyati: BMIdan olingan natijalar amaliy ahamiyatga ega bo’lib, ulardan nazariy fizikaning elektrodinamika bo’limini o’qitishda foydalanish mumkin.
Tadbiq etish darajasi va iqtisodiy samaradorligi, qo`llanish sohasi, xulosa va takliflar: BMIdan fizika yo’nalishlarida tahsil olayotgan talabalar va shu sohaga qiziquvchilar foydalanishi mumkin.
Ishning hajmi va tuzilishi: bitiruv malakaviy ishi kirish, ikki bob, xotimadan tashkil topgan.


I BOB. ELEKTROMAGNIT MAYDONNING KLASSIK NAZARIYSI.
1.1.Maksvellning elektromagnit nazariyasi qiyinchiliklari.
Vakuumdagi yorug’lik to’lqini chastotaga bog’liq bo’lmagan o’zgarmas tezlikda tarqaluvchi yuqori chastotali o’zgaruvchan elektromagnitik maydondan iborat. Yorug’lik tezligining chastotaga bog’liq emasligi astronomik hodisalar ustida o’tkazilgan kuzatishlarda juda ishonchli ravishda aniqlangan deb hisoblanishi mumkin. Masalan, uzoqdagi qo’shaloq yulduzlar tutilishini tadqiq etish tutilishning boshlanishi va oxirida bizga yetib kelgan yorug’likning spektral tarkibida hech qanday anomaliyalar yo’q ekanligini ko’rsatadi. Vaholanki, yulduzning tutilishi yoki uning o’z yo’ldoshi soyasidan chiqishi uncha monoxramatik bo’lmagan va ko’p monoxramatik nurlar superpozitsiyasi natijasi deb qaralishi mumkin bo’lgan yorug’lik impulsi tarqalishining uzilishi va boshlanishini bildiradi. Agar bu nurlar planetalararo fazoda turli tezlikda tarqalganida edi, u holda impuls bizga ancha deformatsiyalangan holda yetib kelishi kerak edi. Masalan, soddalik uchun bu impuls ikkita deyarli monoxramatik (ko’k va qizil) gruppadan tashkil topgan va “qizil” gruppaning tarqalish tezligi “ko’k ” gruppanikidan katta deb faraz qilamiz; bu holda biz tutilish boshlanishida yulduz rangining normal rangdan ko’kka o’zgarishini, tutilish oxirida esa qizildan normal rangga o’zgarishini kuzatgan bo’lardik. Qo’shaloq yulduzlardan bizgacha bo’lgan masofa juda katta bo’lganligidan tezliklarning bir-biridan hatto ozgina farq qilishi sezilarli effect hosil qilar edi. Haqiqatda esa bunday effekt yo’q. Masalan, Aragoning Algol nomli o’zgaruvchan yulduz ustida o’tkazgan kuzatishlari Aragoni qizil va binafsha nurlarning tarqalish tezliklari orasidagi farq bu tezlikning yuz mingdan bir ulushidan ham kichik degan xulosaga olib keldi. Bu va unga o’xshash kuzatishlar planetalararo fazoda yorug’lik dispersiyalanmaydi deb iqror bo’lishga majbur qiladi. Yorug’lik odatdagi muhitlarga kirganida esa uning tezligi o’zgaradi (refratsiya yoki sinish) va bunda turli chastotalar uchun muhitlardagi tezlik turlicha bo’ladi, ya’ni n sinish ko’rsatkichi to’lqinning chastotasiga yoki uzunligiga bog’liq bo’ladi: n=f(ƛ) (yorug’lik dispersiyasi).
Yorug’lik dispersiyasining mavjud bo’lishi yorug’likning dastlab Maksvell yaratgan elektromagnitik nazariyasining asosiy qiyinchiliklaridan biri edi. Eletromagnitik va optik hodisalarni bir butun qilib bog’lagan bu nazariya olg’a qarab qo’yilgan katta qadam bo’lib, katta masshtabdagi ilmiy umumlashtirishdan iborat edi. Maksvell nazariyasi o’zidan deyarli chorak asr oldin kashf etilgan Faradey hodisasining (qutblanish tekisligining magnit maydonida burilishining) ma’nosini ochish imkonini beradi; bu nazriya, shubhasiz, magnetooptika va elektrooptika sohasida Kerrning ikki muhim kashfiyotiga (elektr maydonida nurning ikkiga ajralib sinishi va magnitlangan ferromagnetikdan qaytishda qutblanish tekisligining burilishi) olib kelgan kelgusi tadqiqotlarga turtki bo’ldi. Nihoyat, Maksvell nazariyasi “elastiklik” optika mujmalliklari va ziddiyatlarini bartaraf qildi.
Maksvell nazariyasining muhim xulosasi-elektromagnitik maydonning vakuumda tarqalish tezligi tok kuchining elektromagnitik va elektrostatik birliklari nisbatiga teng degan qoida bo’ladi; ahamiyati bundan kam bo’lmagan ikkinchi xulosa quyidagidir; elektromagnitik to’lqinlarning sinish ko’rsatkichi ga teng, -muhitning dielektrik singdiruvchanligi , -magnit singdiruvchanligi. Shunday qilib, elektromagnitik to’lqinning , xususan yorug’likning tarqalish tezligi yorug’lik tarqalayotgan moddaning konstantalariga bog’lanadi. Bu konstantalar dastlab Maksvell tenglamalariga formal ravishda kiritilgan va sof fenomenologik xarakterli edi. Shuni eslatib o’tamizki, mexanik (elastiklik) nazariyada muhitning optik xarakteristikalari (yorug’lik tezligi) bilan uning mexanik xossalari (elastiklik, zichlik) orasida hech qanday bog’lanish topilgan emas edi. Ma’lumki, bir qator gazsimon va suyuq dielektriklar uchun Maksvellning
(1.1.1)
(chunki µ birga yaqin) munosabati ancha to’g’ri bo’ladi. Ammo, boshqa ko’p moddalarda, masalan, shishada, suv va spirt kabi suyuqliklarda doimiy dan ancha katta. Chunonchi, suvda =1.75 bo’lgani holda . Bundan tashqari, yuqorida aytilgandek sindirish ko’rsatkichi to’lqin uzunligiga bog’liq (dispersiya). Shunday qilib, Maksvell tenglamalarini muhitning dispersiya hodisasini tavsiflovchi qandaydir modeli bilan to’ldirish zarurligi ma’lum bo’ldi. Elektromagnitik nazariya asosida yorug’lik dispersiyasini izohlab berish qiyinchiliklarini elektroniy nazariya butunlay bartaraf qiladi; bu nazariya fenomenologik μ va ε parametrlarni molekulyar nuqtai nazardan talqin qilish imkonini berdi va ayni vaqtda elektromagnitik maydon chastotasining ε ga , binobarin, n ga ko’rsatadigan ta’sirini izohlab berdi.