S kurbaniyazov, R. Q. Turniyazov

Yorug’lik dispersiyasi. Yorug’lik dispersiyasi deb muhit sindirish ko’rsatkichining yorug’lik to’lqin uzunligiga bog’lanishiga aytiladi. Dispersiya ikki xil bo’ladi. Normal dispersiya va anomal dispersiya.
Dispersiyani dastlab Nyuton teng yonli shisha prizmaga oq yorug’likni tashlab 7 xil rangdagi spektrni olish bilan tajribada kuzatgan. Bu nurlar qizil, zarg’aldoq, sariq, ko’k, yashil, havorang va binafsha nurlardir. Ular to’lqin uzunligi bilan bir – biridan farq qiladi.


11 – MA’RUZA
Absalyut qora jismning nurlanishi. Issiqlik nurlanishi. Plank formulasi. Fotoeffekt hodisasi. Fotonning impulsi va energiyasi. Eynshteyn formulasi

Reja:

1. 
   Absalyut qora jismning nurlanishi
   
2. 
   Issiqlik nurlanishi. Plank formulasi. Fotoeffekt hodisasi
   
3. 
   Fotonning impulsi va energiyasi. Eynshteyn formulasi
   

Tayanch iboralar: absolyut qora jism, nurlanish, temperatura, nur chiqarish qobiliyati, Stefan-Bolsman qonuni, Vinning siljish qonuni, Plank qonuni, foton, energiya, tashqi fotoeffekt, ichki fotoeffekt, qizil chegara.
11.1. Absalyut qora jismning nurlanishi
Ma’lumki, elektromagnit nurlanish moddalarning tarkibida mavjud bo’lgan zaryadlarning tebranishi tufayli yuzaga keladi. Elektromagnit nurlanishning eng ko’p tarqalgan ko’rinishi issiqlikdan nurlanishdir, u moddaning ichki energiyasi hisobiga yuzaga keladi. Shuning uchun, nurlanayotgan jism soviydi. Issiqlik nurlanishi tufayli tutash spektr hosil bo’ladi, biroq undagi energiya taqsimoti temperaturaga bog’likdir. Pastrok, temperaturalarda infraqizil nurlanish, yukori temperaturalarda esa, ko’rinmaydigan ultrabinafsha nurlanish hosil bo’ladi. Jism nurlanar ekan energiya yo’qotadi va uni tiklash uchun nur yutishi ham mumkin. Nur yutganda esa jism isiydi. Jism nur chiqarganda va nur yutish jarayonida ma’lum energetik muvozanatni oladi. Shu muvozanatga to’g’ri keluvchi temperaturaga nur muvozanati temperaturasi deyiladi. Jismning nur chiqarish va nur yutish qobiliyati jismning birlik yuzasidan vaqt birligi davomida chiqaradigan energiyasidir (J/m² - s) lar hisobida. Jismning to’la nur yutish qobiliyati A-yutilgan energiya qiymatining butun tushayotgan energiyaga nisbati bilan o’lchanadigan o’lchamsiz kattalik. Yutilayotgan va chiqarilayotgan nurlarning tarkibi to’lqin uzunligi bilan bog’liq bo’lib, nur chiqarish va yutish qobiliyati bilan xarakterlanadi. Jismning nur chiqarish qobiliyati E deb to’lqin uzunligining qisqa intervali uchun hisoblangan nur chiqarish qobiliyatiga aytiladi. Barcha jismlarning nur yutish qobiliyati birdan kichik bo’ladi. O’ziga tushadigan barcha nurlarni yutadigan jismga absolyut qora jism deyiladi. Bunday jismning nur yutishi hamma to’lqin uzunliklari uchun ham bir xil bo’lib, uning qiymati 1ga teng. Absolyut qora jism sun’iy ravishda olinadi. Unga teshik orqali kirgan nur ko’p martalab devordan qaytib tashqariga chiqa olmaydi. Tabiatda absolyut qora jismga yakin qora qurumni olish mumkin. Uning spektral nur yutish qobiliyati 0,95 ga tendir.
Absolyut qora jism o’z navbatida nurlanadi ham. Buni past temperaturalarda teshikning og’zi qora va qizdirganda esa yorug’ bo’lib ko’rinishidan bilish mumkin. Jismlarning nur chiqarish va nur yutish qobiliyatlari o’zaro bog’langan, masalan ikkita izollyasiyalangan jismlar har xil temperaturalarda faqat nur yutayotgan va chiqarayotgan bo’lsin. Ma’lum vaqtdan so’ng ularda issiqdik muvozanati yuz beradi. Bunga mos keluvchi temperaturadagi nur chikarish ,\qobiliyatini Ye¹ va Ye¹¹ nur yutish qobiliyatini esa, A¹ va A¹¹ bilan belgilasak, birinchi jism 1m² yuzasiga 1sek davomida ikkinchisiga qaraganda p marta ko’p energiya nurlatayapti desak, Ye^] =pEⁱ va shunga mos yutilayotgan energiya A^] =pAⁱ munosabatda bo’lishi kerak. Ularning o’zaro nisbatini olsak
(102)


Shunga o’xshash ko’p jismlar uchun
(103)
ekanligi kelib chiqadi. Bu munosabatga absolyut qora jismning nur chiqarish qobiliyatidir. Unga Kirxgof qonuni deyiladi. Unga ko’ra berilgan temperaturada barcha jismlar uchun nur chiqarish qobiliyatining nur yutish qobiliyatiga nisbati o’zgarmas kattalik bo’lib, u shu temperaturada absolyut qora jismning nur chiqarish qobiliyatiga teng.
Absolyut qora jismning nurlanish qonunlari:
Absolyut qora jismning tarkibida har xil to’lqin uzunligidagi nurlar bo’lganligi tufayli unda energiya taqsimoti yuzaga keladi. Absolyut qora jism sifatida yuqorida keltirilgan idish va ko’mirdan foydalanish mumkin. Quyida absolyut qora jismning nurlanish spektridagi energiya taqsimoti keltirilgan (T=1259K). Taqsimot egri chizig’i va absissa o’qi bilan chegaralangan yuz 1259 K da shu jismning to’la nurlanish qobiliyatini ko’rsatadi. Grafikdan ko’rinishicha, absolyut qora jism to’la nur chiqarish qobilyati =2,4mk ga to’g’ri keladi. Bu esa infraqizil oblastiga to’g’ri keladi. To’la nur chiqarish qobiliyatining temperaturaga bog’lanishini Stefan-Bolsman qonuni ifodalaydi. Unga ko’ra absolyut qora jismning to’la nur chiqarish qobiliyati uning absolyut temperaturasining to’rtinchi darajasiga proporsionaldir.
(104)
Bu yerda ga Stefan-Bolsman doimiysi deyiladi. Maksimal to’lqin uzunligi ning temperaturaga bog’lanishi esa Vin qonuni bilan ifodalanadi:
(105)
bu yerda Vin doimiysi bo’lib b = 0,28979 -10"² m- grad.
Vin qonuni boshqacha siljish qonuni deb ham ataladi. Chunki temperatura ortishi bilan jismning nur chiqarish qobiliyati ortadi nurlanish qobiliyatining maksimumiga to’g’ri kelgan to’lqin uzunligi _t esa kamaya boradi. Misol tariqasida metallning shulalanish rangini o’zgarishini olish mumkin. Temperatura ortishi bilan metall dastavval qora rangda, qizil shula va to’q sariq, hamda havo rang tusga kirishi nurlanishning temperaturaga bog’likdigini yakqol ko’rsatadi. Bu narsa nafaqat Kirxgof qonunini absolyut qora jismga, balki har qanday jismga ham taaluqligini ko’rsatadi.
Nurlanishning temperaturaga bog’liqligi ko’pincha 6000°S atrofida ko’rinadigan nurlar oblastiga to’g’ri kelishini ko’rsatadi. Oddiy cho’g’lanish lampalari 3000°C gacha qizdirilgan holda atigi 15% energiya nurlanishiga to’g’ri keladi.
Nurlanishning rangiga qarab temperaturasini aniqlashga optik pirometriya deyiladi. U Vin qonuniga asoslangandir. Temperaturani o’lchovchi asboblarga esa pirometrlar deyiladi. Shunday usul bilan birinchi marta Quyosh temperaturasi aniqlangan. Quyosh nurlanishining maksimum energiyasi to’lqin uzunligi _t = 0,43mk ga teng ekanligini bilib, Vin qonuniga asosan

teng ekanligi aniqlangan.
Stefan-Bolsman va Vin qonunlari absolyut qora jism nurlanishining xususiy xolidir, ular temperaturalarda energiya taqsimoti to’lqin uzunliklari bo’yicha yuz berishini umumiy jihatdan izohlay olmaydi.
O’tgan asr oxirida energiyani to’lqin uzunligi va temperatura bilan ifodolovchi ko’p urinishlar bo’lgan
(106)
Ammo bu urinishlar barbod bo’lgan. Plank (106) ko’rinishdagi funksiyani olishga muyassar bo’ladi. Buning uchun elektromagnit to’lqinlari istalgan uzliksiz chastotaga ega degan nazariyadan voz kechib, elektromagnit energiya butunlay aniq porsiyaga ega bo’lgan kattalikka, ya’ni kvantlar ko’rinishida yuzaga keladi degan g’oyani dadil ilgari suradi. Unga ko’ra, elektromagnit to’lqinlar energiyaning kattaligi ga karrali miqdorda tashiydi.