O`zbekison respublikasi

Kurs ishning maqsadi: atom va molekulalarning nurlanishi spektrll qonuniyatlar. Iyuminestsentsiyaning taʼifi va davom etish vaqtining mezoni.
Kurs ishining vazifalari: mavzuga oid ilmiy va metodik adabiyotlarni o`rganish va taxlil qilish, mavzuni o`rganish davomida bilim va ko`nikmalarni oshirish, optik asboblar yordamida labaratoriyada kuzatish, ta’ilmning interfaol usulini eng qulay yo`llarni o`rganish, tajriba va kuzatishlar orqali bilimlarni mustahkamlash.
Kurs ishining predmeti:.atom va molekulalarning nurlanishi spektrll qonuniyatlar. Iyuminestsentsiyaning taʼifi va davom etish vaqtining mezoni.
Kurs ishining obekti: bugʻlarning yuqorida koʻrilgan fluorestsentsiya hodisasi. Lyuminestsentsiyani kuzatish sharoitlarini Stoks qoidasidan foydalanib yaxshilash mumkin, buning uchun uygotuvchi nurlarning yoʻliga lyuminestsentsiyaning toʻlqin uzunliklariga.
Kurs ishining hajmi va tuzilishi: kurs ishi 2 ta bob, 4 ta bo`lim, foydalanilgan adabiyotlar, xulosa va kurs ishi uchun ilova qilingan 8 ta rasm va 2 ta jadvaldan iborat.

I.BOB.ATOM VA MOLEKULALARNING NURLANISHI. SPEKTRlL QONUNIYATLAR

1.1. CHiziq-chiziq spektrlar

Yakkalangan atomlarning, masalan, siyraklashtirilgan bir atomli gazning yoki metall bugʻlari (Hg, Na) atomlarining nurlanishi juda soddadir. Bunday atomlarning tarkibiga kirgan elektronlar atomning ichidagi kuchlar taʼsirida boʻlib, uzoqda joylashgan atomlarning gʻalayonlovchi taʼsirini sezmaydi. Bunday gazlarning spektrlari turli uzunliklariga mos keladigan turli intensivlikka ega boʻlgan diskret spektral chiziqlar qa toridan iborat boʻladi. Koʻp atomli molekulalardan tarkib topgan gazlarni tekshirganda spektrning ancha murakkab ekanligini koʻrish mumkin. Masalan, vodorod (H²) ning spektrida bir-biridan ancha uzoqda aloxida joylashgan chizidlardan tashqari, zich joylashgan juda koʻp chiziqlar (vodorodning koʻp chiziqli yoki polosali deb ataladigan spektri) boʻladi .Tekshirish polosali spektr vodorod molekulalarini xarakter- laydi, diskret chiziqlardan tarkib topgan oldingi spektr vodorodning atomlariga tegishli bulib, atomlar razryad trubkasida razryad tahsirida gaz molekulalarining dissotsiatsiyasi natijasida paydo boʻladi. Turli atomlarning spektrlari bir-biridan xaddan tashqari koʻp farq qiladi, masalan, temir spektrida bir necha ming chiziq boʻladi. SHunga qaramay, atomlarning bunday chiziq- larga boy spektrlarini molekulalarning koʻp chiziqlari maʼlum usulda guruxlangan polosali spektrlaridan oson ajrata olish mumkin.Toʻgʻri, atomlarning chiziq-chiziq spektrlari dam chiziqlarning tartibsiz toʻplami emas. Chiziq-chiziq spektrlarni diqqat bilan oʻrganish chizidlarning joylashyshida maʼlum qonuniyatlar bor ekanligini aniqlash imkonini berdi. Lekin XX asrning boshiga kelibgina bu qonuniyatlardagi fizik maʼnoni aniqlash va undan soʻng atomning tuzilish xususiyatlariga asoslanib (Bor, 1913 y.) izoxlab berishga muvaffaq boʻlindi.SHunday qilib,atomning nazari- yasini tuzish spektral qonuniyatlarni izohlab berish bilan baravar bordi. Spektroskopik tekshirishlar natijasida olingan xilma-xil va aniq maʼlumotlarni nazariy tekshirishlarni yoʻlga solib turgan xamda nazariyaning xulosalarini tekshirib koʻrishga imkon bergan muhim maʼlumotlardir. Shu bilan birga, nazariy xulosalar xodisalarning koʻp yangi taraflarini aytib berish va eksperimental tekshirishlarni toʻgʻri yoʻlga solib turishga imkon beradi.Gazlarning chiziq-chiziq spektrini turli usullar bilan tsosil qilish mumkin. Bunday spektr gazda buladigan turli xil elektr razryadlarida (Geysler trubkasi, uchqun, yoy razryadi), gaz atomlarini qizdirilgan katoddan chiqayotgan elektronlar bilan bombar- dimon qilganda (bu xodisani ham elektr razryadining bir turi deb hisoblasa boʻladi), bugʻ va gazlarni gorelka alangasida qizdirganda, bugʻlarni mos toʻlqin uzunlikka ega boʻlgan yoruglik bilan yoritganda va hokazolarda paydo boʻladi. Bu xollarning hammasida toʻlqin uzunliklari urganilayotgan gaz uchun xos boʻlgan spektral chiziqlar paydo boʻladi. Lekin spektr xosil qilish usuliga qarab turli chiziqlarning nisbiy intensivliklari bir-biridan koʻp farq qiladi, natijada spektr hosil qillishining biror usulini qoʻllaganda baʼzi chiziqlar boʻlmasligi mumkin. Baʼzan butun chiziq-chiziq epektrdan yagona bir chiziq koʻrinadigan qilish mumkin boʻladi. SHunday qilib, tayinli bir gaz spektrining tashqi koʻrinishi spektr hosil qilish sharoitlariga bogʼliq boʻladi; lekin sharoitlarni oʻzgartirib har bir modda uchun xos boʻlgan chiziqlarnigina paydo qilishimiz yoki yoʻqotishimiz mumkin ekanligini, bunday chiziqlarning toʻplami bu moddaga xos boʻlgan chiziq-chiziq spektrni tashkil qilishini yoddan chiqarmaslik kerak.Lekin har bir shunday spektral chiziq toʻlqn uzunligi qatʼiy belgilangan nurlanish boʻlmay, balki tor spektral sohadagi nurlanish bulib, bu sohada energiya shunday taqsimlanganki, intensivlik markazdan chetga qarab tez kamayib boradi. Spektral chiziqning kengligini oʻlchash siyraklashtirilgan gazning nurlanishida bu soxaning kengligi angstremning yuzdan va, xatto, mingdan bir necha qismiga teng ekanligini koʻrsatdi. Biroq spektr hosil qilish sharoitlari spektral chiziq kengligining qiymatiga ham, markazining (maksimumning) vaziyatiga ham sezilarli taʼsir qilishi mumkin. Tashqi elektr (yoki magnit) maydoni spektral chiziqning kengaytirishi (yoki hatto ajratishi) mumkin, bunday maydon- lar (ayniqsa elektr maydonlari) gazdagi razryad vaqtida razryad- dagi ionlarning kontsentratsiyasi ortishi natijasida paydo boʻlishi va ancha katta qiymatga ega boʻlishi mumkin; nurlanayotgan atomning nurlanish protsessida qoshni atomlar bilan toʻqnashishi ham chiziqning kengayishiga olib keladi; atomlarning issiqlik harakati Doppler effekti tufayli spektral chiziqning kengaytiradi. Maxsus sharoitlarda, masalan, kuchli ionizatsiya yuz beradigan kuchli razryadlarda yoki gazning zichligi katta boʻlganda spektral chiziqlar koʻp kengayishi mumkin. Lekin odatda yuqorida aytib oʻtilgan barcha sabablarning taʼsiri^ unchalik katta boʻlmaydi va gazning nurlanishi gazni tashkil qilgan atomlar uchun xos bulgan spektrga ega boʻladi. Biz yuqorida atomlarning yorugʻlik taʼsirida uygʻonishini koʻrib oʻtgan edik. Bu holda kuzatiladigan rezonans yorurgʻlanish foto-lyuminestsentsiyaning sodda, lekin nazariy jihatdan aniq izohlanadigan shaklidir. Shunga oʻxshash hodisa molekulalarni yoritganda xam kuzatilib, molekulaning energetik sathlari sistemasining juda murakkab boʻlganligi natijasida kuzatilgan nurlanish ham juda murakkab koʻrinishga ega boʻladi.Masalan Vud molekulalaridan tashkil topgan yod bugʻlarini simob lampaning monoxromatik nurlanishi bilan yoritib, toʻlqin uzunliklari taxminan 2 A qadar farq qiladigan koʻp ayrim chiziqlardan, aniqrogʻi chiziqlar juftlaridan iborat juda murakkab spektr chiqishini kprgan. Bu’ juftlar qoidaga muvofiq toʻplamni tashkil qilib, bu juftlar orasidagi masofalar toʻlqin uzunliklarining bir necha oʻng angstremga teng farqiga tugʻri keladi. Shunday xosil qilingan struktura polosali spektrga xos boʻlgan polosalar sistemasiga juda oʻxshaydi; bunda har bir polosa ikkita chiziqdan tashkil topadi. Shunisi qiziqki. boshqa toʻlqin uzunlik.

1.1– rasm. Molekula energetik satxlarining monoxromatik uygotil–ganda murakkab chiqarish spektrining hosil boʻlishini tushuntiruvchi sxemasi.

Ega boʻlgan monoxromatik yorugʻlik bilan yoritganda yuqorida aytilgandek murakkab spektr hosil boʻldi, lekin bu spektrning xamma toʻlqin uzunliklari biroz oʻzgargan edi. Agar monoxromatik nurlanish bilan emas, balki spektrning kengroq (angstremning undan bir ulushining bir nechtasicha) sohasi bilan yoritilsa, chiqarish spektri yanada murakkabroq boʻladi.Kuzatilgan faktlarning butun murakkab toʻplami polosali spektr nazariyasi nuqtai nazaridan.muhokama qilinganda juda ravshan talqin etildi.Yod molekulasida bayon qilinganga mos ravishda energetik satxlar sistemasi bilan xarakterlanadi. Bunday satxlarning bir qismining sxemasi koʻrsatilgan .Rasmning pastidagi gruppa molekulaning birinchi elektron xolatiga mos keladi va molyekulaning turli tebranish holatlariga toʻgʻri keladigan rasmda V " = 0, 1, 2, ... raqamlar bilan belgilangan satxlar qatoridan iborat boʻladi; shunday satxlarning xar biri yonida turli aylanma holatlarga toʻgri keladigan bir necha satxlar koʻrsatilgan. Satxlarning yuqoridagi gruppasi elektron konfiguratsiyasi oʻzgargan molekulaga taalluqli.Ayrim satxlarning soni shunchalik koʻpki, pastki gruppadagi satxlarning biridan yuqori gruppadagi satxlarga oʻtishish protsess lari turli - tuman boʻlishi mumkin. Bu esa yodning molekulasi turli yorugʼlik kvantlarini. yaʼni turli chastotali monoxromatik yorugʼlikni yutishi mumkinligini bildiradi; boshqa soʻz bilan aytganda, bunday molekulaning absorbtsiya spektrida chiziqlar juda koʻp boʻladi.Bunday absorbtsiyaning ikki holi pastdan yuqoriga yoʻnalgan strelkalar sifatida koʻrsatilgan. Strelkalarning uzunligi yutilgan kvantning hv energiyasini ifodalaydi. Shu usulda uygotilgan molekula pastki xolatlardan biriga mos kvantlar chiqarib, usha holatga qaytishi mumkin (chizmada bu xol yuqoridan past- ga qarab yoʻnalgan strelkalar bilan koʻrsatilgan). X.ar bir molekulada koʻrsatilgan oʻtishlardan biri yuz beradi; yoritilgan bugʻ- larning yaxlit buluti shunday utishlarning tuplamini beradi, yahni chizitslarning butun -bir sistemasini nurlantiradi. Bir- biriga yatsin turgan chiziqlarning xar bir jufti qandaydir ikkita ^aylanma holatga oʻtishga mos boʻladi. Ayrim juftlar turli tebranma holatlarga utishlarga mos boʻladi. Xar bir polosa faqat ikki aylanma holatga oʻtishga mos chizlardan tashkil boʻlishi, yaʼni xayolga kelgan barcha utishlarning amalga oshmasligi kvant qonunlaridan kelib chiqqan va murakkab atom hamda molekulalarning nurlanish protsesslarida doimo bajariladigan tanlash qoidalari yordamida izohlanadi. Shunday qillib, monoxromatik yoruglik tomonidan uygʻotilgan: molekulaning birinchi qarashda serhasham boʻlib koʻringan sp) ektri aniq talqin etildi va molekulyar satxlarning sxemasini tuzishda.qoʻllanilishi mumkin. Xozirgi vaqtda molekulalarning fluorestsentsiya hodisasi koʻpchilik ikki atomli molekulalar uchun oʻnatilgan va molekulyar spektrlarning umumiy nazariyasiga moslashtirilgan. Koʻp atomli molekulalarning fluorestsentsiya spektrlarini tekshirish shu molekulalarning tuzilishini tushunishda yordam beradi, lekin bu spektrlar juda murakkab boʻlib, ularni tushuntirish juda qiyin boʻladi. Yuqorida aytib oʻtilganidek, chiziq-chiziq spektrlar spektral chiziqlarning toʻplamidan iborat boʻlib, toʻplamdagi chiziqlar tulqin uzunliklari boʻyicha tartibsiz tarqalgan boʻlmay, malum sistemalarni tashkil qiladi. Ayrim chiziqlarning chastotalari oʻrtasidagi boglanishni birinchi boʻlib Balmer (1885 yili.) topgan. Balmer kashf etgan qonuniyat vodorodning toʻrtta chizigʻiga tegishlidir. Bu chiziqlarga mos boʻlgan toʻlqin uzunliklarini ifodalash mumkin ekan bu yerda b = 364,57 nm va m = 3, 4, 5, 6 butun sonlarning ketma- ketlik qatori.toʻlqin uzunligi oʻrniga chastotani qoʻyib, Balmer formulasini quyidagicha yozish mumkin. Bu yerda R— doimiy son. Amaliy spektroskopiyada v urniga kattalik yoziladi. Toʻlqin soni deb ataluvchi bu kattalik 1 sm masofaga tayinli uzunlikdagi toʻlqinlardan qanchasi joylashishini koʻrsatadi. Bu yerda t = 3, 4, 5, 6. Bu yerdagi R kattalik b doimiy songa munosabat orqali bogʻlangan. Balmer davrida vodorodning atigi 4 chizigʻi maʼlumi edi. Hozirgi vaqtda N ning spektrning koʻrinuvchan qismida 30 taga yaqin chizigʻi maʼlum boʻlib, ularning chastotalarini Balmer formulasidagi t ga 3, 4, 5, ... Qiymatlarni berib juda katta aniqlik bilan tsisoblab topish mumkin. Ridberg doimiysi deb ataladigan R doimiyning hozirgi zamondagi qiymati 1,097677587-105 sm-¹ga teng. Ridberg doimiysining qiymatidagi raqamlarning soni, bir tomondan, hozirgi zamon spektroskopiyasi erishgan aniqlik darajasini koʻtsatsa, ikkinchi tomondan, Balmer formulasining kuzatish natijalari bilan qanchalik mos tushishini koʻrsatadi. Vodorod spektridagi Balmer seriyasi toʻtqin uzunliklarining oʻlchab topilgan qiymatlarini Balmer formulasi boʻyicha hisoblab topilgan qiymatlar bilan solishtiradigan 1.2-jadval Balmer formulasining aniq ekanligini yanada ishonchli qilib koʻrsatadi. 1.2– j a dv a lVodorod spektridagi toʻlqin uzunliklarining oʻlchab topilgan va xisoblab topilgan qiymatlari.
Bu jadval Balmer formulasi oʻrinli ravishda topilgan ' empirik formula emas, balki atomlar ichidagi qandaydir qonu- niyatning ifodasi ekanligini yaqqol koʻrsatadi. Bu ishonch keyinroq kashf qilingan va spektrning ultrabinafsha va infraqzil tqismlarida joylashgan chiziqlari bunga oʻxshash formulalarga boʻysunishi bilan tasdiqlandi, bunda Layman seriyasi (uzoq 'ultra- binafsha soxada) N= R