Modul №1 optika fanining rivojlanish tarixi

Tayanch iboralar:
Kogerent to’lqinlar, optik jihatdan bir jinsli muhit, muhitning bir jinsliligi buzilishi, yorug’likning diffuziyasi, yorug’likning sochilishi, Tindal hodisasi, xira muhitlar, sochilgan nurlar, chiziqli qutblangan nur, sochilish indikatrisasi, Reley qonuni, kritik opalessensiya, yorug’likning suyuqlik sirtida sochilishi, molekulyar sochilish, zichlik fluktuatsiyasi.


Mavzu bo’yicha savollar.
1. Yorug’lik sochilmasligining zaruriy va yetarli sharti bo’lib nima hisoblanadi?
2. Yorug’likning diffuziyasi yoki sochilishi deb nimaga aytiladi?
3. Tindal hodisasini tushuntiring.
4. Reley qonuni ta’riflang.
5. Kritik opalessensiya deb nimaga aytiladi?
6. Yorug’lik suyuqlik sirtida qanday sochilishi?
7. Yorug’likning toza moddada molekulyar sochilishini tushuntiring.
8. Molekulyar sochilish deb nimaga aytiladi?
24-MAVZU: SOCHILISHNING ASOSIY XARAKTERISTIKALARI. SOCHILGAN YORUG’LIKNING QUTBLANISHI. YORUG’LIKNING KOMBINATSION SOCHILISHI. SOCHILISHNING NOZIK STRUKTURASI.


Reja:
1. A.Eynshteynning yorug’lik molekulyar sochilishining miqdoriy nazariyasi.
2. Sochilgan yorug’likning intensivligi.
3. Sochilishda yorug’likning qutblanishi.
4. Yorug’likning kombinatsion sochilishi.


A.Eynshteyn (1910 y.) yorug’likning kritik nuqtadan uzoqda molekulyar sochilishining miqdoriy nazariyasini yaratdi. Oddiy elektrodinamik hisob intensivlikning quyidagicha bo’lishini ko’rsatadi:
(24.1)
Bu yerda V* - fluktuatsiya yuz bergan hajm,  - dielektrik singdiruvchanlik fluktuatsiyasi.
Eynshteyn optik bir jinslimaslikka erigan moddalar c konsentratsiyasi ham sabab bo’lishini ko’rsatdi:
(24.2)
bu yerda – izotermik siqiluvchanlik.
Bu formulani birinchi bo’lib Eynshteyn topgan va shuning uchun u Eynshteyn formulasi deyiladi.
Bu formuladan Releyning qonuni qonuni kelib chiqadi. Shunday qilib, osmonning zangori bo’lishiga va botishda Quyoshning qizil bo’lib ko’rinishiga yorug’likning molekulyar sochilishi sabab bo’ladi. Ideal gaz holatining tenglamasini va ε bilan ρ orasidagi munosabatni e’tiborga olib, (24.2) formuladan gazda sochilgan yorug’lik intensivligining formulasini keltirib chiqarish mumkin.
Eynshteyn optik birjinslimaslikka erigan modda konsentratsiyasining fluktuatsiyalari sabab bo’ladigan holni ko’rib chiqqan (bunda dielektrik singdiruvchanlik konsentratsiyaga bog’liq deb hisoblanadi).
Oddiygina hisobning ko’rsatishicha, konsentratsiya fluktuatsiyalari tufayli sochilgan yorug’likning intensivligi quyidagicha ifodalanadi:
(24.3)
bu yerda M – erigan moddaning molekulyar og’irligi, N_A – Avogadro soni. Bu formula uncha katta bo’lmagan konsentratsiyalar uchun yaraydi.
Yorug’likning molekulyar sochilishida sochilgan yorug’likda chastotalari

bo’lgan ikkita satillet bo’lishi kerak. Bu yo’ldoshlar Mandelshtam-Brillyuen komponentalari deb ataladi va Reley chizig’ining nozik tuzilishini tashkil qiladi:
(24.4)
Bu Mandelshtam-Brillyuen formulasidir.
Eynshteyn nazariyasini yorug’likning turli xil polimer va oqsillarda sochilish holiga tadbiq etib rivojlantirish (Debay) o’lchamlari tushayotgan yorug’lik to’lqin uzunligi tartibida (yoki undan katta) bo’lgan polimer molekulalarning molekulyar og’irligi va tuzilishini aniqlashning eng yaxshi usullaridan birini berdi.
Sochilgan yorug’likning intensivligi. Eynshteyn formulasiga k = R/N_A Bolsman doimiysi kirgani uchun, formuladagi boshqa parametrlarning hammasini o’lchab, sochilgan yorug’likning intensivligiga qarab N_A ni aniqlash mumkin. Gaz sochib yuborgan yorug’likni tajribada tadqiq etishda bu muhim doimiyni (N_A ni) hisoblab topish mumkinligi hodisaning molekulyar xarakterining kriteriysi bo’la oladi.
Y orug’likning suyuqlikda sochilishning molekulyar xarakterda ekanligi 1913 bilan 1925 yillar orasida o’tkazilgan ishlarda ishonchli ravishda aniqlandi, bunda hodisaning turli xil tomonlari tadqiq etildi. Yorug’likning suyuqlikda sochilishiga bag’ishlangan yangi puxta tadqiqotlar Avogadro sonining nazariy va eksperimental topilgan qiymatlarining bir-biriga nima sababdan to’g’ri kelmay qolishinianiqlash ehtiyojidan o’tkazilgan. Hozirgi vaqtda qiyinchiliklarni bartaraf qilingan deb hisoblasa bo’ladi: sochilgan yorug’lik intensivligining formulasiga kiradigan hamma kattaliklarni, shu jumladan oldin uncha asoslanmagan mulohazalarga suyanib olingan kattalikni ham tajribada aniqlash natijasida Avogadro soni (59 ± 2)·10²² mol^-1 bo’lib chiqadi (G.P.Motulevich, I.L.Fbelinskiy, 1951 y.).
Yorug’likning kristallarda molekulyar sochilishi ham ishonchli ravishda aniqlandi (G.S.Lansberg va hamkorlari, 1927-1930 y.). Kristallarni tasodifiy qo’shilmalardan tozalash mumkin emas, shuning uchun o’rganilgan kristallar ko’p emas. Molekulyar sochilgan yorug’likni tasodifiy qo’shilmalarda sochilgan yorug’likdan farq qilishga imkon beradigan usul intensivlikning temperaturaga bog’lanishini tadqiq qilishdan iborat edi: molekulyar sochilgan yorug’likning intensivligi absolyut temperaturaga proporsional bo’lib, qo’shilmalarda sochilgan yorug’lik (parazit yorug’lik) intensivligi temperaturaga bog’liq emas.
Sochilishda yorug’likning qutblanishi. Agar tabiiy yorug’lik molekulaga OY o’q yo’nalishida tushayotgan bo’lsa (24.1-rasm), yorug’likning elektr vektori ZOX tekislikda tebranishi kerak. Agar sochilgan yorug’lik OX o’q yo’nalishida kuzatilsa, to’lqinlar ko’ndalang to’lqinlar bo’lgani sababli bu yo’nalishda elektr vektor tebranishining OX oqqa perpendikulyar bo’lgan komponentasi tufayli hosil bo’lgan to’lqinlargina tarqaladi. Shunday qilib, tushayotgan yorug’likka nisbatan to’g’ri burchak ostida sochilgan yorug’likda elektr vektorining OZ o’q bo’ylab yo’nalgan tebranishlari kuzatilishi, ya’ni yorug’lik to’liq qutblangan bo’lishi kerak.
Biroq keyingi tadqiqotlar singan yorug’likning qutblanishi to’liq bo’lmasligini ko’rsatadi. Agar elektr vektori OY o’q bo’ylab tebranadigan yorug’likning intensivligini I_y bilan, elektr vektori OZ o’q bo’ylab tebranadigan yorug’likning intensivligini I_z bilan belgilasak, u holda II qutblanish darajasi quyidagicha ifodalanadi:
(24.5)
Yuqorida bayon etilgan mulohazalardan I_z = 0 bo’lganda II = 1 bo’ladi (qutblanish 100 % ga yetadi), degan xulosa chiqadi. Tajribada esa I_y juda kamdan-kam hollarda nolga teng bo’ladi: yorug’lik qisman qutbsizlanadi. Qutbsizlanish o’lchovi sifatida odatda
(24.6)
miqdor olinadi. Bir qator gazlarda Δ noldan farq qiladi (vodorodda Δ = 1%, azotda Δ = 4%, uglerod sulfid bug’larida Δ = 14%, karbonad angidridda Δ = 7%).