Kvant fizikasining paydo bo‘lishi

Kvant fizikasining paydo bo‘lishi
Yorug‘lik nur ikki xil nazariya bilan tavsiflanadi. Yorug‘likning to‘lqin nazariyasini interferensiya, difraksiya, dispersiya hodisalari isbotlaydi, uning zarra nazariyasini yorug‘likning mayda korpuskulalardan, ya’ni zarralar oqimidan iborat degan tasavvur ham mavjud. (Plank doimiysi 6,63 ⋅10^-34 J ∙ s)ga teng.
Kvant so‘zi lotincha so‘zdan olingan bo‘lib, “qancha” degan ma’noni bildiradi. Ya’ni biror fizik kattalikning bo‘linmas miqdori qancha ekanligini anglatadi. Yorug‘likning mayda kvantlari fotonlar deyiladi.
Vin qonuniga ko‘ra, qizigan jism o‘z-o‘zidan nurlanishi kerak. Qizigan jismdan uzatilgan energiya boshqa jismga o‘tishi natijasida issiqlik balans berishi lozim, ya’ni jismlarning harorati tenglashishi zarur, ammo hamma holatlarda ham bunday bo‘lmaydi.
Masalan, Quyoshdan uzatilayotgan energiya Yerni qizdiradi, lekin Quyosh harorati va Yer harorati tenglashib qolmaydi. Bundan xulosa qilish mumkinki, har doim ham bu qonun ishlamas ekan.
1900-yilga kelib M. Plank yorug‘lik oqimi bir statsionar holatdan ikkinchi holatga o‘tganda yorug‘lik fotonlarini chiqarishi yoki yutilishini isbotlashi orqali fanga Kvant fizikasi kirib keladi. (Plank doimiysi 6,63 ⋅10^-34 J ∙ s ga teng.)

1-rasm. M. Plank (1858 – 1947)

2-rasm.
Yuqoridagi rasmdan ko‘rinib turibdiki, foton bir energetik sathdan ikkinchi energetik sathga o‘tganida mos ravishda to‘lqin uzunligini chiqaradi.

3-rasm.
Vinning siljish qonuniga ko‘ra, elektromagnit to‘lqin uzunligi haroratga bog‘liq bo‘ladi. Ushbu qonun nemis fizigi Vilgelm Vin tomonidan kashf etilgani tufayli Vin qonuni deb ataladi.
Maks fon Lauening mashhur iborasi bor: “Vin bizni kvant fizikasi darvozalariga olib keldi”.
Issiqlik nurlanishi – jism ichki energiyasi tufayli yuzaga keladigan elektromagnit nurlanish. U uzluksiz spektrga ega, maksimal joylashuvi va intensivligi jism haroratiga bog‘liq. Jism sovigandan so‘ng, ikkinchi spektrning uzun to‘lqinli qismiga o‘tadi.
Moddaning elektromagnit to‘lqinlarni chiqarishining sababi, zaryadlangan zarrachalardan atomlar va molekulalarning joylashishi tufaylidir, buning natijasida materiya elektromagnit maydonlar orqali o‘tadi. Xususan, atomlar va molekulalarning to‘qnashuvida ularning impuls berishi orqali keyingi to‘qnashuv sodir bo‘ladi. Bu jarayon emissiya deyiladi. Xarakterli xususiyati shundaki, emissiya kuchi Maksvell taqsimoti bo‘yicha o‘rtacha hisoblanganda, 
energiyadan boshlab spektrda eksponensial kamayish boshlanadi.
Kvant optikasi – yorug‘likning kvant xususiyatlari namoyon bo‘ladigan hodisalarni o‘rganish bilan shug‘ullanuvchi optikaning bo‘limi. Bu hodisalarga quyidagilar kiradi: termik nurlanish, fotoelektr effekti, Kompton effekti, Raman effekti, fotokimyoviy jarayonlar, stimulyatsiya qilingan emissiya va shunga mos ravishda lazer fizikasi kabi yo‘nalishlari mavjud.
Xulosa qilib aytganda, jism nurlanganda uning sirtidan yorug‘lik kvantlari ajralib chiqadi. Yorug‘likning bu zarrachasini foton deb ataymiz.

1-masala
To‘lqin uzunligi λ = 550 nm bo‘lgan nurning kvant energiyasini toping.

h = 6,63 ⋅ 10⁻³⁴ J ⋅ S; c = 3 ⋅ 108 
Berilgan:
λ = 550 nm
h = 6,63 ⋅ 10^-34 J ⋅ S
Topish kerak:
______________
E = ?