Termiz davlat universiteti fizika matimatika fakulteti

II.2. Yorug’lik bosimini tajribada o’rganish

Yorug’lik moddaga ko’ratadigan turli tasirlari orasida uning bosimi katta axamiyatga ega.Yorug’lik bosimi yorug’lik elektromagnit nazariyasining rivojlanishi uchunkatta ahamiyatga ega bo’ldi, bundan tashqair yorug’likning tabiatiga bo’lgan umumfilosofik nuqtai nazar uchun ancha qiziqarli bo’lib kosmik

sohada ham keng qo’llaniladi.Yorug’lik o’zi yoritayotgan jismlarga bosim berihi kerak degan g’oyani Keplar aytgan bo’lib u kometalar quyruqlari shakliga o’sha bosim sabab bo’ladi deb bilgan.Yorug’lik bosimi haqidagi g’oya Nyutonning zarrlar oqib chiqish nazariyasidan ham kelib chiqadi.Bu nazariyaga muvofiq yorug’lik zarralari o’zlarini qaytaradigan yoki yutadigan jismarga urilganda impulslarining bir qismini ularga berishi , yani bosim hosil qilishi kerak.Bu masalaning nazariyasi va tajribasi juda uzun tarixga ega.Tajriba xususida juda soda urinishlar bilan birga ancha jiddiy tajribalar xam o’tkazilib, bu tajribalarning bazilari,masalam Kruks tajribasi siyraklashtirigan gazlarning kinetikasi bilan bog’liq bo’lgan maxsus xodisalarning kashf etilishiga olib keldi.Franklin o’zidan oldin yorug’lik bosimini aniqlashga bag’ishlangan barcha urinishlarning muvafaqqiyatsizlikka uchrganliklari korpuskular nazariyaga qarshi qo’yiladigan dalillardan biri sifatida ko’rsatgan.Keyinchalik ham Yung ham shu dalillardan foydalangan, biroq na Franklin van a Yung bu bosimning eng kam qiymati haqida hech narsa deya olmadilar, chunki yoruglik zarralarining massasi haqida hech narsa deyih mumkin emas edi,demak o’sha vaqtda tajribada qo’llanilgan burama tarozining sezgirligi yetarli yoki yetarli emasligi haqida ham hech narsa deyish mumkinmas edi.

Maksvel yorug’likning elektromagnitik nazariyasi asosida yorug’lik bosimining bo’lishi zarurligini keltirib chiqarganidan va hatta bu bosimning kattalligini xisoblab bergandan so’ng Franklinning yorug’likning yorug’lik to’lqin nazariyasi elastiklik nazariyasi sifatida rivojlanayotgani uchun muxim axmiyatga ega bo’lgan etirozlari korpuskular tasavvurlarga qarshi qo’yiladigan dalil sifatida o’z kuchini yo’qotdi.

Yorug’lik ko’ndalang elektromagniti to’lqin bo’lgani uchun o’tkazgich sirtiga tushganda bunday tasirlar ko’rsatishi kerak.Yoritilgan sirt tekisligida yotgan elektr vektori o’sha tekislik bo’yicha tok hosil qiladi;yorug’lik to’lqinining magnit maydoni paydo bo’lgan bu tokka Amper qonuniga asosan shunday kuch bilan tasir qiladiki, bu kuchning yo’nalishi yorug’likning tarqalish yo’nalishi bilan bir xil bo’ladi.Shunday qilib yorug’lik bilan qaytaruvchi yoki yutuvchi jism o’rtasidagi ponderomotor o’zaro tasir jismga bo’layotgan bosimni vujudga keltiradi.Bosim kuchi yorug’lining intensivligiga bog’liq bo’ladi.Yorug’lik nurlari parallel dasta tashkil qilgani holda Maksvelning hisobi bo’yicha p bosim yorug’lik

energiyasining u zichligiga yani hajm birligidagi energiyaga teng bo’ladi.Bunda yorug’lik tushaytgan jism absolute qora , yani oziga tusayotgan yorug’lik energiyasini to’liq yutadigan jism deb faraz qilinadi.Agar jismning qaytarish koefitsiyenti nolga teng bo’lmay, biror R qiymatga teng bo’lsa u holda bosim p=u(1+R) bo’ladi,ideal ko’zgu uchun xususiy holda r-1 bosim p=2u bo’ladi.Agar 1 sm² yuzaga 1 s ichida normal tushayotgan energiyani E bilan belgilasak u holda nur energiyasining zichligi E/c gat eng bo’ladi, bu yerda c yorug’lik tezligi.Shunday qilib yorug’likning bosimini quyidagicha ifodalash mumkin.

Maksvel yorug’ kunda quyosh nurlari 1m² qora sirtga 0,4mG kuch bilan bosim beradi deb topdi.Agar yorug’lik devorga bo’shliq ichidagi barcha yo’nalishlar bo’yicha tushayotgan bo’lsa nurlanishning zichligi u gat eng bo’lganda qora sirtga p=u/3 bosim beriladi.

Yorug’lik bosimini birinchi bo’lib Lebedov Mokvada o’z davridagi eksperimental sanatning namunasi bo’lgan tajribalarda aniqladi va o’lchadi.

Lebedov tajribasidagi asbob ingichka ipga bog’langan yengil osmadan iborat bo’lib, bu osmaning chekkalariga yupqa yengil qanotchalar ulangan; bu qanotchalarning biri qoraytirilgan ikkinchisi esa yaltiroq holda qoldirilgan.Xavosi so’rib olingan G idish ichiga joylashtirilgan R osma juda sezgir burama tarozi tashkil qiladi.

B yoy lampaning yorug’ligi linzalar va ko’zgular sistemasi yordamida qanotchalarning biriga to’plab yuboriladi va R osmaning buralishiga sabab bo’ladi.osmaning buralishi ipga biriktirilgan ko’zgucha va truba yordamida kuzatiladi.S₁ S₄ qo’sh ko’zguni siljitib B yoyning yorug’ligini qanotchaning betiga yoki orqasiga yuborish va shu bilan osmaning buralish yo’nalishini o’zgartirish mumkin.

P₁ plastinka yorug’lik dastasining malum qismini T termoelementga yuboradi, termoelement esa tushayotgan energiya kattaligini o’lchashga imkon beradi.Tajribalar turli shakldagi osmalar yordamida

o’tkazilgan edi.

Lebedovning tajribasi asosiy qiyinchiliklar gazning konveksioan oqimlari borligi va radiometric tasirni mavjudligi edi.Bu halaqitlar yorug’lik bosimidan bir necha yuz ming marta katta bo’lsihi mumkin.

Konveksion oqimlar qanotchalar bir oz og’ib turganda osmani buradi.Bu tasir tushayotgan yorug’lik oqimining yo’nalishiga bog’liq bo’lmagani uchn Lebedov konveksioan oqimlarni o’rganish va vbartaraf qilsihda yoritish yo’nalishini o’zgartirishdan foydalangan.

Radiometrik tasirlar siyraklashgan gazda qanotchaning yoritilgan va yoritilmagan tomoni temperaturalar farqi natijasida paydo bo’ladi.Balonda qolgan gazning molekulalari qanotchaning issiqroq tomonidan tezlik bilan qaytadi, tepki natijasida qanotchalar yorug’lik oqimi tasirida buralgan tomonga buralishga intiladi.Agar temperaturalar farqini kamaytirish uchun juda yupqa qanotchalarni qo’llab , balondagi gazning bosimi kamaytirilsa radiometric tasir kamaytiriladi.Agar yorug’lik yaltiroq qanotchaga tushadigan bo’lsa yorug’likning bosimi yorug’lik qoraytirilgan qanotchaga tushgandaguga qaraganda taxminan ikki marta katta bo’lshi kerak.Aksincha qoraytirilan qanotcha yoritilganda radiometrik tasir ko’proq bo’ladi, chunki qoraytirilgan qanotcha kuchliroq qiziydi.Lebedovning tajrbasida Yaltiroq qanotchaga qoraytirilgan qanotchag qaraganda taxminan 2 barobar ko’p tasir qilishi haqiqatdan ham kuzatilgan bo’lib, radiometric tasirni radiometric tasirning to’liq bartaraf qilinganligi isbot qiladi.

Lebedov o’lchashlari yorug’lik bosimining maksvel hisoblab chiqgan qiymatiga to’g’ri keladigan natijalar berdi.Ko’p yillardan so’ng Gerlax vakum olishning mukammalroq usullaridan foydalanib Lebedov tajribalarini takrorladi.Natijada tejriba o’tkazish yanglishibgina qolmay balki natijalar nazariyaga yaxshiroq to’g’ri keladigan bo’lib chiqdi.

Lebedov yorug’lining gazlarga ko’rsatadigan bosimini toppish va o’lchash kabi yana boshqa juda xam qiyin masalani hal qildi.