Mavzu: Magnit maydonida spektrlarning bo’linishi. Zeeyman

Zeeymanning teskari effekti.Bu effect bilan Faradey hodisasi o’rtasidagi munosabat.

Zeeyman effekti yutilish chiziqlarida ham kuzatildi {Zeemanning teskari effekti). Agar yutuvchi modda, masalan, yutilishning keskin spektral chiziqini beradigan metall bug’lari elektromagnit qutblari orasiga quyilsa, u holda yutilish spektrining ko’rinishi magnit maydoni berilganda o’zgaradi. Maydon bo’lmagan holda bo’ylama kuzatishda yutilishning keskin chiziqi ko’rinadi; magnit maydoni berilganda bu chiziq ikki yutilish chizig’iga almashadi, ular dastlabki chiziqdan ikki tarafda simmetrik ravishda katta va kichik to’lqinlar sohasiga surilgan bo’ladi; bunda ∆v siljish kattaligi magnit maydonining H kuchlanganligiga proporsional ravishda o’sadi va o’sha (171.8) formula bilan aniqlanadi (bundagi chiziq normal effektga mos keladigan chiziq):

∆v=±1/4π e/m H (173.1)

Ko’ndalang kuzatishda dastlabki yutilish chizig’i yonida yana ikki chiziq paydo bo’ladi, bular uning ikki tomonida undan ∆v =±1e/4πmH

masofada turadi. Yutilish koeffitsienti tushayotgan
yorug’likning qutblanish harakteriga (ya'ni chiziqli yoki doiraviy qutblangan ekaniga) bog’liq.

Bu hodisalarning nazariy ma'nosini tushunish oson. Magnit maydonlari ta'siri ostida atomlar tebranishining xususiy davrlari va demak, yutilish chiziqlarining vaziyati

o’zgaradi. Bo’ylama yo’nalishda kuzatish o’ng va chap aylanishga mos keladigan xususiy chastotalar turli tomonlarga surilishini kursatadi. Zeeyman hodisasi bilan Faradey hodisasi o’rtasidagi munosabat ana shunga qarab aniqlanadi. Sinish ko’rsatkichi tekshirilayotgan to’lqinning chastotasi moddaning xususiy chastotalariga yaqinligiga bog’liq bo’lgani (dispersiya egri chizig’i) uchun, magnit maydoni ta'siri ostida sinish ko’rsatkichi ham o’zgaradi; bunda o’ng doira va chap doira bo’yicha qutblangan tayinli chastotali to’lqinlar uchun sinish ko’rsatkichi turlicha o’zgaradi.

Shunday qilib, magnit maydoni ta'siri ostida nurning ikkiga ajralib (aylanib) sinish hodisasi, ya'ni Frenel nazariyasiga asosan qutblanish tekisligining aylanish hodisasi (Faradey hodisasi) yuz beradi.

Dispersiya egri chizig’ida (31.7-rasm) munosabatlar orttirilgan masshtabda tasvirlangan. I egri chiziq magnit maydonida chap doira bo’yicha qutblangan nurning sinish ko’rsatkichi o’zgarishini, II egri chiziq o’ng doira bo’yicha qutblangan nurning sinish ko’rsatkichi o’zgarishini ko’rsatadi. Biror λ to’lqin uzunligi uchun magnit may- donida nur doira bo’ylab ikkiga ajralib sinishi chizmadan ko’rinib turibdi. λ uzunlik λ₀ ga qanchalik yaqin bo’lsa, bu effekt shunchalik kuchliroq bo’ladi. Haqiqatan ham, yutilishning xususiy chiziqlari yaqinida aylanish effekti ayniqsa katta bo’ladi. Biroq qutblanish tekisligi aylanishining metodi nihoyat darajada sezgir metod bo’lgani tufayli xususiy chastotalardan ancha uzoqda ham hodisa oson kuzatiladi (k. 168-§).


31.7- rasm. Magnit maydoni bo’lmagan holdagi dispersiya egri chizig’i (yaxlit chiziq) va magnit maydoni ta'sir etayotgan holdagi dispersiya egri chizig’i.

1 - chap doira bo’yicha qutblangai nurga tegishli chiziq, II – o’ng doira bo’yicha qutblangan nurga tegishli chiziq.

Shtark hodisasi
Zeeyman hodisasi atomning optik xossalarini belgilovchi asosiy elektr zaryadi elektron ekanligini juda aniq ko’rsatdi. Elektr maydoni ham chiqayotgan yorug’lik chastotasiga ta'sir ko’rsatsa kerak deb o’ylash tabiiydir. Biroq bu mulohazalarga asoslangan oddiy nazariya birmuncha kutilmagan natijalarga olib kelib, magnit maydonidagi garmonik otsillyatorning harakteridan farqli ravishda garmonik tebranma harakat elektr maydoni ta'sirida o’z chastotasini o’zgartirmasligini ko’rsatdi (c. 219-mashq).

Spektral chiziqlarning monoxromatikligiga qarab elektronning atomdagi tebranishlari garmonik tebranishga juda yaqin desa bo’ladi; ko’pchilik optik hodisalar birinchi tajribada garmonik tebranish to’g’risidagi tasavvur asosida yaxshi talqin etiladi. Agar tebranish garmonik bo’lmagan tebranish deb qaralsa, u holda bu nazariya spektral chiziqlarning bo’linishi uncha ko’p bo’lmasligini ko’rsatadi; chiziqlarning bo’linishi

elektr maydoni kuchlanganligining kvadratiga proporsional bo’ladi, ya'ni bu bo’linish erishish mumkin bo’lgan eng katta maydonlarda w₀ ga nisbatan juda kichik bo’ladi.

¦Elektr maydonining spektral chiziqlarga bunday ta'sir ko’r satishi mumkinligini Fogt aytgan, ammo o’zi bu hodisani kuzata olmagan, chunki tajribaning yaxshi chiqishi uchun zarur bo’lgan katta elektr maydonini razryad trubkasida yaratish qiyin bo’lgan. Shtark (1913 y.) bu qiyinchilikni yengib, Fogt oldindan aytgan hodisaga hech o’xshamaydigan hodisani kashf etdi; bu hodisa Shtark hodisasi deb atalgan.

Vodorodda kuzatilgan hodisa kutilganidan ancha kuchli bo’lgan va undan tashqari,
Xulosa
Bu mavzuni o’rganib shuni xulosa qilish mumkinki, magnit maydonida spektrlarning bo’linishi Zeeyman effektiga asoslangan bo’lib bunda Zeeyman tashqi magnit maydoni ta'sirida spektral chiziqlar chastotasining zaif o’zgarishini topdi. Zeeyman effektining asosiy maqsadi, spektr chiziqlarining magnit maydonida ajralish hodisasi o’rganishdir. Zeeymanning normal effektini elektron tasavvurlar asosida talqin etish Lorents nazariyasining hal qiluvchi yutuqlaridan biri bo’lib, keyingi kuzatishlarda hodisa ko’pincha bundan yanada murakkab bo’lishi aniqlangan holda ham bu yutuqlar og’ishmay turdi.

Shuni ta’kidlab o’tish joizki bu kvant mexanika asosida olingan oddiy Zeeyman effekti klassik fizikada olingan Zeeyman effektiga mos keladi. Elektr maydon ta’sirida spektr chiziqlarining ajralishi 1913-yili Shtark tomonidan topilgan bo’lib bu

hodisa Shtark effekti deb ataldi. Klassik fizika bu hodisani tushuntira olmagan edi. Zeeyman va Shtark hodisalarini kvant mexanika to’g’ri tushuntirib berdi. Ular orasidagi farq spektr chiziqlarining ajralishi Zeyman effektida bosh kvant soniga bog’liqmasligi, Shtark effektida esa bog’liqligi bilan tushuntiriladi.