Microsoft Word O'quv qo'llanma

122-rasm: 
a) Yorug‘lik sindirish ko‘rsatkichi past muhitdan sindirish ko‘rsatkichi katta 
muhitga o‘tganda normalga tomon sinadi.
b) Yorug‘lik sindirish ko‘rsatkichi musbat muhitdan sindirish ko‘rsatkichi manfiy 
muhitga o‘tganda orqa tomonga sinib tushuvchi nur tomonida qoladi. 
a) b)
123-rasm: Yorug‘likni sinish qonuni 

---

282
a) Zaryadlangan zarra (qizil) muhitda yorug‘lik tezligidan katta tezlikda 
harakatlanganda oldinga yo‘nalgan Cherenkov nurlanishini (sariq) hosil qiladi.
b) Bunda konus orqaga yo‘nalgan bo‘ladi. 
Bunday materiallar haqidagi ilk nazariy qarashlarni Rossiyalik olim Veselogo 
1968 yilda ilgari surgan edi. Bu nazariyani sal kam qirq yil davomida deyarli hech 
kim amaliyotda tekshirib ko‘rishga qiziqmagan. O‘tgan asrning to‘qsoninchi 
yillarining o‘rtalarida, angliyalik nazariyotchi fizik Jon Pendri ingichka metall simli 
panjaradan elektromagnit mikroto‘lqinning (santimetr diapazonidagi to‘lqin) qanday 
o‘tishini hisoblab ko‘radi.O‘shanda u dielektrik singdiruvchanligi manfiy qiymatga 
ega bo‘lgan materialni faqat sun’iy usulda yasash mumkinligini ta’kidlagan edi. 
124-rasm.Sun’iy yasalgan metamateriallar. 
 
125-rasm. Yorug‘likning metamaterialdan o‘tishi. Bunda yorug‘lik 
nurining yo‘nalishi o‘zgarmaydi. 
Nihoyat, 2000 yilga kelib, Devid Smit ilk bor ko‘rsatkichi manfiy qiymatga 
ega bo‘lgan metamaterialni yasashga muvaffaq bo‘ldi va bu sohaga qiziqish yanada 
kuchayib ketdi. Jon Pendri nazariy izlanishlarini davom ettirib, ko‘rinuvchi nurlar 
uchun yasaladigan metamaterial tarkibidagi elementchalarning o‘lchamlari qanday 
bo‘lishi kerakligini hisoblab chiqdi. Ma’lum bo‘lishicha, metamateriallarning 
mikroelemenlari o‘lchamlari tushayotgan elektromagnit nurining to‘lqin uzunligidan 

---

283
bir-ikki tartibga kichik bo‘lishi kerak ekan. Smit yasagan metamaterial elementlari 
millimetr o‘lchamlarida bo‘lgani sababli, santimetrli to‘lqin uzunlikdagi nurlar uchun 
ko‘rinmaslik hodisasi kuzatildi. Ma’lumki, ko‘rinuvchi diapazondagi nurlarning 
to‘lqin uzunligi o‘rtacha 400 nanometrdan (binafsha nur) 700 nanometrgacha (qizil 
nur) oraliqda joylashgan. Bunday nurlar tushgan jismni yashiruvchi metamaterial 
elementlarining o‘lchami 40 nanometr atrofida bo‘lishi lozim. Nanoo‘lchamli 
elementlardan tashkil topgan metamaterialni nanotexnologiya yordamida yasash 
unchalik katta muammo emas. Biroq nanoo‘lchamli metall elementlar optik nurlar 
uchun ko‘rinmaslikni kafolatlay olmaydi. Sababi ,bunda nanometr kabi o‘ta kichik 
o‘lchamli metall strukturalarining elektromagnit xususiyatlari ham odatdagidan 
o‘zgarib ketadi. 
Metall elementlardan tuzilgan metamateriallarning ko‘rinuvchi nurlar oralig‘i 
(diapazoni) da ishlashiga halaqit beruvchi omillardan birini quyidagicha tushuntirish 
mumkin.Tushayotgan nurning elektromagnit maydoni metallning erkin elektronlar 
bulutini qo‘zg‘atib yuboradi. Mikroto‘lqinlarda bunday hodisa sezilarsiz darajada 
bo‘lsa, ko‘rinuvchi nurlar to‘lqinlarida ta’sir kuchli bo‘ladi. Ko‘pgina metallarda 
bunday to‘lqin chastotasi har bir metallning o‘ziga xos bo‘lgan plazma chastotasi deb 
ataluvchi qiymatga yaqinlashadi. Natijada, fotonlar yutilib, elektronlarning ionlar 
atrofidagi tebranishlarini (plazma) yuzaga keltiruvchi rezonansga olib keladi. Butun 
metall bo‘ylab tarqalgan plazma ko‘rinmaslik effektiga halaqit beruvchi unsurga 
aylandi. Metall elementlarning shakli ham muhim ahamiyatga ega ekan. Ularning 
shakli sirtidagi elektronlar konsentratsiyasining o‘zgarishiga olib keladi, bu esa, o‘z 
navbatida, plazma chastotasining o‘zgarishiga olib keladi. Shuning uchun, fiziklar 
oldida shunday metamaterial yasash muammosi ko‘ndalang turibdiki, unda nur 
o‘zgacha yo‘l bilan yutilsin. 
2005 yil Manchestr universitetidan Grigorenko ilk bor ko‘rinuvchi nurlar 
uchun manfiy qiymatli sindirish ko‘rsatkichiga ega metamaterial yasash usulini ishlab 
chiqdi. Mazkur metamaterial tekis shisha sirtiga to‘r shaklida tushirilgan 
nanoo‘lchamdagi juft oltin yo‘lchalardan iborat. Unga tushgan nur elektromagnit 

---

284
maydon bilan o‘zaro ta’sirlashadi va nurning magnit maydonini kuchaytiradi. Bu esa, 
materialning sindirish ko‘rsatkichi manfiy qiymatga ega, demakdir. 
Perdyu universiteti (AQSH) professori Vladimir Shalaev esa alyuminiy oksidi 
pardasi bilan ajratilgan ikki yupqa kumush qatlamdan iborat metamaterial yasash 
uchun diagonali 120 nanometr bo‘lgan to‘rtburchak teshiklar 300 nanometr oraliq 
bilan hosil qilindi. Bunday metamaterial 800 nanometr to‘lqin uzunligidagi infraqizil 
nurlar uchun manfiy qiymatli sindirgich ko‘rsatgichiga ega (n = -1,1) . E’tibor bergan 
bo‘lsangiz, bunday to‘lqin uzunlikdagi nur spektrda ko‘rinuvchi qizil nur bilan 
yonma-yon turadi. Olmoniyadan Karlsrue universiteti olimi Martin Regener (tekis 
sirtga tushirilgan) kumush to‘r qatlamidan yasalgan metamaterialni esa qizil nur 
uchun manfiy sindirgich ko‘rsatgichiga ega (n = - 0,6) ekanligini ko‘rsatib berdi.
Yuqoridagi tilga olingan misollar metamateriallarning o‘lchamlari ko‘rinuvchi 
nurlar diapazoniga yetib kelganini anglatsada, hali oldinda hal qilinishi kerak bo‘lgan 
muommolar talaygina. Masalan, nurning juda ko‘p yutilishi va materialning tez qizib 
ketishi ham shular jumlasidan. Qolaversa, ularning anizatrop xususiyati, ya’ni, 
ma’lum bir yo‘nalishda tushayotgan nurga moslashishligi. Tushayotgan nur kamroq 
miqdorida bo‘lsa-da, strukturadan o‘tishi, yana bir muommo. Uning ustiga, bir necha 
o‘n nanometr qalinlikdagi materialdan “ko‘rinmas libos” yasash, hozircha imkonsiz. 
Olimlar orasidagi munozaralar ham aynan mana shunday muammolar ustida 
ketdi. Nazariyachi olim Pentri bu xususida optimistik fikr berdi. U sof metall 
strukturalar ko‘p nur yutishi bois, turli materialning birikmasi va qotishmalaridan 
foydalanish g‘oyasini ilgari surdi. Misol uchun, oltin bilan seziy aralashmasi. 
Aralashma sof tarkibidagi holatidan ko‘ra, nurni ancha kam yutadi. Bunday 
aralashmalarning optik xususiyatlarini ham hech kim jiddiy ravishda o‘rganishmagan. 
Ayova (AQSH) unversiteti olimi Kostas Soukolis muammoni yechish uchun boshqa 
usul taklif qiladi: “nurni yutuvchi material bilan yutilgan nurni qaytaruvchi 
materiallarni bir-biriga yopishtirish kerak”. Buning imkoniyati bor, albatta. Chunki 
metamaterialdan aktiv metall element, passiv dielektrik material ustiga qoplanadi. 
Soukolis, optik diapazonda nur chiqaruvchi dielektrik material ishlatish ma’qul, deb 
hisoblaydi. Bunda u metamaterialga tushgan nur chiqishini yanada orttirishga sarf 

---

285
bo‘ladi. Natijada, yutilishi kerak bo‘lgan nur, tushganidan kuchsizroq tarzda 
materialdan qaytib ketadi. Bu holatda yana bir muammo tug‘ildi, u ham bo‘lsa, kuchli 
qaytarilgan nurni boshqa yo‘nalishda chiqarish. Bu muammoni metamaterialning 
maxsus strukturasini ishlab chiqish orqali hal etish mumkin. Albatta, bu yuksak 
darajadagi dizayn va texnologiyani talab qiladi. Hozirgi vaqtda rivojlanayotgan 
yo‘nalishlardan biri bu fotonli kristallar yoki fotonikadir. Bu metamateriallarning bir 
ko‘rinishidir; ya’ni tushayotgan elektromagnit to‘lqin uzunligining kattaligi dielektrik 
(kristall) tashkil etgan atomlar orasidagi masofa yoki shu panjara o‘lchami 
kattaligida bo‘lishi kerak. Bu shart bajarilganda foton kristall ichida tutiladi, yoki 
asrga olinadi yoki lokallashadi. Bu ham fizikaning keyingi ochilgan eng katta 
kashfiyotlardan biri hisoblanadi. Ularda nurni istalgan burchakka burish orqali, 
yo‘nalishini boshqarish mumkin. To‘g‘ri, foton kristallar yasash ustida ish olib 
borayotgan olimlarning asosiy maqsadi optik mikrosxemalar, axborotni uzatishda 
elektr signali o‘rniga nur tashuvchidan foydalanish, o‘ta tezkor optik kompyuterlar 
ishlab chiqarishga qaratilgan. Pensilvaniya (AQSH) universiteti professori Nadir 
Engeti shu yo‘nalish bo‘yicha ishlar olib bormoqda. Ko‘pchilik olimlar 
metamateriallar va foton kristallar yasash fundamental bilimlarga emas, balki 
muxandislik madaniyati va texnologiyasiga bog‘liq muammo ekanligini 
ta’kidlashmoqda.
Hozirgi vaqtda yuqorida keltirilgan yo‘nalishlar bo‘yicha ko‘plab ilmiy 
konferensiyalar o‘tkazilmoqda. Ularda ko‘tarilgan asosiy masala: olimlar, ayniqsa, 
yosh olimlar fizikaning bu yangi ochilgan qirralarini chuqur o‘zlashtirishlari va bu 
sohada ilmiy ishlar olib borishlari kerakligi aytilmoqda. Ikkinchidan profesor - 
o‘qituvchilar, fiziklar bu revolyusion o‘zgarishlarni mavjud darslik va o‘quv 
qo‘llanmalariga kiritishlari, ayniqsa elektromagnetizm qismini qayta yozib chiqishlari 
taklif qilinadi. Metamateriallar bu moddaning elektr, magnit va optik xossalarini 
birlashtiruvchidir.