Mundarija kirish I bob. 1 Yorug’lik bosimi

1.1 Yorug‘lik bosimini. Fotonlar orqali ifodalash.


Kvant tasavvurlarga ko‘ra yorug‘lik — bu maxsus zarralar — „foton“lar oqimidir. Fotonlar yorug‘lik tezligida tarqalib, ma’lum energiya va impulsga ega. Foton energiyasi


E= hv


ifoda orqali, impulsi esa. p=(hv)/c
ifodadan aniqlanadi. Har bir foton tinchlikdagi massaga ega emas (m= 0) va yorug‘lik tezligida
m=E/c² yoki m=hv/c²


massaga ega bo‘ladi. Ushbu mulohazalardan shunday deyish mumkin: tinchlikda foton mavjud bo‘lmaydi. Monoxromatik yorug‘likda barcha fotonlar bir xil energiya, impuls va massaga ega. Fotonlar — elektromagnit nurlanish kvantlari vakuumda 3·10⁸ m/s tezlik bilan tarqaladi. Ammo ularning biror muhitdagi tezligi shu muhitning absolut sindirish ko‘rsatkichiga bog‘liq bo‘ladi, ya’ni v=c/n
Fotonlar atom, molekula va ionlarning biror „g‘alayonlangan“ energetik holatdan „turg‘un“ holatga o‘tishida hosil bo‘ladi. Shuningdek, biror zaryadli zarralarning tezlanishi yoki tormozlanishida ham fotonlar yuzaga keladi va ular zaryadga ega emas. Yorug‘likning moddaga ko‘rsatilgan ta’sirlarini o‘rganishni davom ettiramiz. Yorug‘likning yana muhim bir ta’siri uning bosimidir. Yorug‘likning bosimi yorug‘lik elektromagnitik nazariyasining rivojlanishida katta ahamiyatga ega. Yorug‘lik o‘zi yoritayotgan jismlarga bosim berishini Kepler aytgan bo‘lib, u o‘zining bu g‘oyasini kometalar quyruqlari shaklini o‘rganishi asosida ilgari surdi.
Yorug‘lik bosimi haqidagi g‘oyani Nyutonning yorug‘likning zarralar nazariyasidan ham tushuntirish mumkin. Bu nazariyaga muvofiq, yorug‘lik zarralari yorug‘lik nurini qaytaradigan yoki yutadigan jism sirtiga tushganida foton impulslarining qiymati o‘zgaradi, ya’ni bosim vujudga keladi. Maksvell yorug‘likning elektromagnit nazariyasi asosida yorug‘lik bosimi mavjudligini nazariy hisoblab chiqdi. Ushbu nazariyaga ko‘ra yorug‘lik ko‘ndalang elektromagnit to‘lqin bo‘lgani uchun o‘tkazgich (ko‘zgu yoki yutuvchi jism) sirtiga tushganda, sirt tekisligida yotgan elektr vektori o‘sha vektor yo‘nalishi bo‘yicha tok hosil qiladi. Yorug‘likning magnit maydoni o‘sha tokka Amper qonuniga asosan shunday kuch bilan ta’sir qiladiki, bu kuchning yo‘nalishi yorug‘likning tarqalish yo‘nalishi bilan bir xil bo‘ladi. Bosim kuchi yorug‘lik intensivligiga proporsional bo‘ladi. Maksvell yorug‘lik dastasini parallel deb, yorug‘lik bosimi P ni yorug‘lik energiya zichligi U ga teng deb qaradi. Bunda yorug‘lik ta’sir qilayotgan modda absolut qora jism deb qaraladi. Agar jismning qaytarish koeffitsiyenti nolga teng bo‘lmay, biror R qiymatga ega bo‘lganda, yorug‘lik bosimi P=(1+R)·U ifoda orqali hisoblanadi. Sirt ideal ko‘zgu bo‘lsa, R=1 bo‘lib, bosim uchun P = 2U ifodani olamiz. Agar 1 sm² yuzaga 1 s ichida normal (tik) tushayotgan yorug‘lik energiyasi, ya’ni yoritilganlikni E orqali ifodalasak, u holda yorug‘lik energiya zichligini E/c ifodaga almashtirsak bo‘ladi. Bu ifodada c — yorug‘likning bo‘shliqdagi tezligi. Shunday ekan yorug‘lik bosimini yana quyidagi ko‘rinishda yozsak bo‘ladi: