O`zbekison respublikasi

II.BOB. Lyuminestsentsiyaning taʼifi va davom etish vaqtining mezoni
2.1.Lyuminestsentsiyaning davom etish vaqti.
Lyuminestsentsiyaning davom etish vaqtini koʻrsatuvchi t vaqtning qiymatlari xilma-xil (t 10⁹ s dan t 10⁶ s gacha) boʻlishiga qaramay bu vaqtning qiymati lyuminestsentsiyaning barcha protsesslari uchun nurlanayotgan molekulaning xususiy tebranishlari davridan (T = 10"¹⁴—10“¹s) ancha katta ekanligi xosdir. S. I. Vavilov bu holga alohida eʼtibor berib, davom etish vaqtining shu mezoni lyuminestsentsiyani yoruglanishning boshqa turlaridan ajratish imkoniyatini beradigan yagona xarakterli mezon ekanligini koʻrsatdi. Biz issiqlik (yaʼni temperaturali) nurlanishini Kirxgof qonuniga buysunuvchi muvozanatli nurlanish sifatida taʼriflagan edik. Shu bilan biz issiqlik nurlanishini yoruglanishning muvozanatda bulmaydigan boshqa turlaridan farq qilgan edik. Biroq tayinli bir temperaturada intensivligi issiqlik nurlanishidan katta boʻlishi mumkin boʻlgan muvozanatda boʻlmagan yorug- lanishlar qatorida har xil turlar uchraydi. Shular qatoriga lyuminestsentsiya ham kiradi, albatta, lekin sochilgan yoruglik ham, qaytgan yoruglik ham issiqlik nurlanishidan xuddi shunday farq qiladi. Lekin yoruglanishlarning lyuminestsentsiyadan boshqa turlarining hammasini majburiy yoruglik tebranishlari sifatida xarakterlash mumkin. Bu tebranishlar majbur etuvchi yoruglanish mavjud vaqtda davom etadi va amalda majbur etuvchi yoruglik tebranishlarining davri bilan bir oʻlchamli boʻlgan vaqt davomida, yaʼni taxminan t = 10“¹⁴ s davomida yoʻqoladi. Lyuminestsentsiyaning soʻng nurlanish vaqti juda katta boʻladi. Shunga mos ravishda S. I. Vavilov lyuminestsentsiyani temperaturali nurlanishdan ortitqcha nurlanish deb tahriflashni va bunday ortiqcha nurlanishning davom etish vaqti yoruglik tebranishlarining davridan ancha katta boʻlish sharti bajarilishi kerakligini taklif qildi. Bu taʼrif lyuminestsentsiyani yoruglanishning boshqa turlaridan bir maʼnoli ajratadi va yoruglanishning lyuminestsent xarakterini tajribada katta ishonch bilan aniqlash imkoniyatini beradi. - Buning uchun yoruglanish vaqtini murakkab usullar bilan aniqlash talab qilinmaydi. Bu vaqtning juda qissqa emas ekanligiga ishonch hosil qilish yetarlidir. Buning uchun esa faraz qilinayotgan lyuminestsentsiyani mos sundirgich yordamida sundirishga doir tajriba oʻtkazish kifoya. Yoruglanish soʻnishi uchun uygongan holatning davom etish vaqti sundirgich molekulalari bilan buladigan toʻqnashishlar oʻrtasidagi oʻrtacha vaqtdan katta boʻlishi kerak. Uygongan molekulalar va soʻndiruvchi moddaning
kontsentratsiyasi juda kam boʻlmaganda bu vaqt 10¹¹—10-¹² s dan kam emas. Shuning uchun lyuminestsent bulmagan, yaʼni juda tez tugaydigan (t< < 10-¹⁴ s) yoruglanishlar soʻnishga ulgurmaydi. Vavilovning oʻzi shu mezon yordamida bir necha muhim hollarda yoruglanishning lyuminestsent yoki lyuminestsent emasligi haqidagi masalani hal qilishga muvaffaq boʻldi.Vavilov—Cherenkov nurlanishi radiaktiv nurlar (R va U-nurlar) taʼsirida yuz beradigan maxsus yoruglanish holi ayniqsa kattaahamiyatga ega. S. I. Vavilov rahbarligida ishlayotgan P. A. CHerenkov (1934 y.) bunday nurlanish turlituman moddalarda,shu hisobda toza suyudliklarda dam paydo boʻlishini koʻrsatdi. Bu yoruglanishning soʻnmasligini aniqlab Vavilov bu yoruglanish ilgari uning vujudga kelishiga elektronlarning modda orqali oʻtishi sabab boʻladi dedi. Bu dodisani I. Ye. Tamm va I. M. Frank uzlarining nazariy tekshirishida toʻloq izohlab bergan boʻlib (1937 y.), tekshirishda elektronning tezligi yoruglikning shu moddadagi fazaviy tezligidan katta boʻlgan holda yoruglanish paydo- boʻlishi kerakligi koʻrsatildi.

2.1.rasm.Vavilov—CHerenkov nurlanishi nazariyasiga doir.
Elektron v tezlik bilan biror modda, masalan, suv orqali chiziq boʻyicha harakat qilayotgan boʻlsin. Elektron moddada harakat dilayotganda elektron moddaning atomlari bilan oʻzaro taʼsirlashadi, natijada elektron energiyasining bir qismi atomlarga uzatylishi va ularni ionlashi yoki uygotishi mumkin. Lekin bu masalada bizni elektron energiyasining bunday isroflari qiziqtirmaydi. Xarakatdagi elektron vujudga keltirgan elektr maydonini batafsil tekshirish elektron energiyasi sarflanishining boshqa shakllari ham bor ekanligini koʻrsatadi. Yuqorida aytilganlar L. I. Mandelshtam taklif etgan xolda yaqqol koʻrinadi. Elektron moddadagi boʻsh kanalning boʻylab katta tezlik bilan harakat qilayotgan va oʻz harakatida modda atomlari bilan bevosita tudnashmaydigan boʻlsin. Lekin kanalning diametri yoruglikning toʻlqin uzunligidan ancha kichik boʻlsa, u holda baribir elektron oʻz energiyasini silindrsimon kanalning oʻrab turgan yuz orqali oʻtayotgan nurlanish koʻrinishida yoʻqotadi. Agar masalani soddalashtirish uchun biz muhitni yetarli darajada shaffof deb hisoblasak, nurlanish oqimi bu muhitdan bemalol chidadi. Nurlantirilayotgan energiya harakatdagi elektronning energiyasidan olinadi, albatta, natijada elektronning oʻz maydonida tormozlanishi sababli tezligi kamaya boshlaydi. Mana shu nurlanish Vavilov — Cherenkov nurlanishining oʻzi boʻladi. Xisoblarning koʻrsatishicha, bu nurlanish va u bilan bogliq boʻlgan tormozlanish elektronning tezligi yoruglikning muditdagi fazaviy tezligidan katta boʻlganda paydo boʻladi va elektronning tezligi kamayib shu tezlikkacha tenglashganda yoʻqoladi. «Yoruglik tezligidan katta»’ tezlik bilan harakat qilayotgan elektronning elektr va magnit maydonini xisoblab chiqib va Poynting vektorini tuzib, elektron chiqarayotgan [yoruglik oqimini hisoblab topish mumkin. Bunda nurlanishning fazoda tor konus- siimon qatlami ichida oʻziga xos ravishda taqsimlanishi kuzatilib, konusning yasovchisi tsarakat yunalishi bilan 0 burchak tashkil qiladi, bunda cos0 = ~ bulib, s — 0 — yoruglikning fazaviy tezligi; nurlanish qutblangan boʻlib, uning elektr vektori elektronning harakat yoʻnalishi orqali oʻtadigan tekislikda yotadi. Nazariyadan chiqqan bu • xulosalarning hammasi Vavilov — Cherenkov yoruglanishini kuzatish natijalari bilan ham sifat jihatdan, ham miqdor jihatidan yaxshi mos keladi. Koʻrib chiqilayotgan nurlanishning eng oʻziga xos xislatini, yaʼni uning burchaklar boʻyicha taqsmotini va o > = s shartga rioya qilish kerakligini yetarli darajada umumiy mulohazalardan keltirib chiqarish mumkin. Sindirish koʻrsatkichi p ga teng boʻlgan bir jinsli shaffof moddadagi tor bush kanalning oʻqi boʻlmish OL chiziq boʻyicha v tezlik bilan harakat qilayotgan elektronni tasavvur qilaylik. OL chiziqning harakat qilayotgan elektron ketmaket egallayotgan har bir nuqtasi yoruglik chiqarish markazi boʻlib, biroq yoruglik t = a/v kattalik bilan aniqlanadigan kechikish bilan chiqadi, bu yerda a — elektronning koʻrilayotgan ikki vaziyati orasidagi masofa. Bu ketma-ket vaziyatlardan chiqarayotgan hamma toʻlqinlar oʻzaro interferentsiyalanish natijasida kuchayishi uchun ular oʻrtasidagi fazalar farqii a ning istagan qiymatida nolga teng boʻlishi kerak. Bunday shart elektronning harakat yoʻnalishi bilan 0 burchak hosil qilgan yoʻnalish uchun bajarilishi, 0 burchak esa quyidagi shartdan aniqlanishi koʻrinadi. Bu shart bajarilganda qoʻshni kesmalarning mos nuqtalaridan chitsayotgan yoruglik interferentsiya natijasida shu yunalish buyicha nurlanish tarqalmaydi. Shunday qilib, tuoʻlqinlarning oʻzaro interferentsiyasi natijasida nurlanish tarqalishi mumkin boʻlgan yagona yoʻnalish cos ⁶= — shart bilan belgilanadigan yoʻnalish boʻlib, bu shart yoruglik tezligidan katta tezlik bilan (i>-s) harakat qilingandagina maʼnoga ega boʻladi. Albatta, real tajribada yoruglik konusi cheksiz yupqa boʻlmaydi, chunki uchayotgan elektronlarning oqimi chekli aperturaga va tezliklari mahlum tarqoqlikka ega boʻlib, p sindirish koʻrsatgichi koʻrinuvchan intervaldagi turli toʻlqin uzunliklar uchun har xil boʻladi. Buning hammasi cos0 = c/u shart bilan aniqlangan yoʻnalish atrofida ozmikoʻmi toʻ’r konussimon qatlamning paydo boʻlishiga yordam beradi. Toʻlqin tsodisalari sojasida Vavilov — Cherenkov nurlanishiga uxshash effektlar juda koʻp. Masalan, agar kema turgun suv (koʻl) yuzida toʻlqonlarning suv yuzi boʻyicha tarqalish tezligidan katta tezlik bilan harakatlansa, kema burni ostida paydo bulgan toʻlqinlar kemadan orqada qolib, yassi toʻgʻqin konusi tashkil etiladi va bu konusning ochilish burchagi kemaning tezligi bilan suv; yuzidagi toʻlqinlar tezligining nisbatiga bogliq boʻladi. Snaryad yoki samolyot tovush tezligidan katta tezlik bilan harakat qilganda tovush nurlanishi (guvillash) paydo bulib, bu nurlanishning tartsalish tsonunlari «Max konusi» deb ataladigan konusning paydo boʻlishi bilan boglangan. Bu jodisalar aerodinamik tenglamalarning chiziqli emasligi natijasida murakkablashadi. Zommerfe’ 1904 yilda zaryad yoruglik tezligidan katta tezlik bilan harakat qilganda vujudga kelishi zarur boʻlgan elektrodinamik (optik) f nurlanishini hisoblab topdi. Lekin Zommerfel ishlaridan | bir necha oydan soʻng nisbiylik nazariyasining yaratilishi zaryadning yoruglik tezligidan katta tezlik bilan harakat qilish masalasini maʼnosiz va Zommerfel ning hisoblarini qiziqarsiz qilib qoʻydi. Vavilov — Cherenkov yoruglanishining paydo boʻlishi kabi fizik imkoniyat elektronning yoruglikning muhitdagi fazaviy tezligidan katta tezlik bilan harakatlanishiga bogliq boʻlib, nisbiylik nazariyasiga hech qanday xatolok yoʻq. Shunday qilib, Vavilov — CHerenkov nurlanishi yoruglanishning birinchi boʻlib sovet olimlari kashf etilgan yangi va juda qiziq turidir. Vavilov — CHerenkov nurlanishi eksperimental yadro fizikasida va elementar zarralar fizikasida qoʻllaniladi. Yoruglanishning juda zaif boʻlishiga qaramay, yoruglik qabul qilgichlarning sezgirligi yagona bir zarra vujudga keltirgan nurlanishni qayd qilishlish uchun yetarlidir. Vavilov — Cherenkov nurlanishiga qarab zarraning zaryadini, tezligini va harakat yoʻnalishini, uning toʻla energiyasini aniqlash imkoniyatini beradigan asboblar barpo qilingan. Vavilov — Cherenkov nurlanishining yadro reaktori ishini kontrol qilibb turishda qoʻllanishi musjm amaliy ahamiyatga ega. Bizning optik hodisalar haqidagi mahlumotlarimizning jami va dastavval Zeeman effekti yoruglikning nurlantirili- shida atom tarkibiga kirgan elektronlar qatnashadigan protsesslar sababchi ekanligidan dalolat beradi.Yakkalangan atom chiqarayotgan chiziq-chiziq spektrlarni izohlash uchun nurlantiruvchi atomdagi elektron (taxminan) garmonik tebranishlar qiladi deb faraz qilsak, klassik qonunlarga muvofiq garmonik tebranishlar qariyb monoxromatik boʻlgan nurlanishga sababchi boʻladi. Shuning uchun atom spektrlarining koʻrinishiga qarab atomning shunday tuzilishini taxmin qilishh mumkinki bunda atom tarkibidagi elektronlar garmonik tebranmalar harakakat qiladi, yaʼni muvozanat holati atrofida f — —k x koʻrinishdagi kvazielastik kuch yordamida tutib turiladi, bu yerda k — doimiy, x–elektronning muvozanat holatidan chetlanishini kuoʻsatadi.