Убекистон республикаси олий ва урта

Y Y’

X X’

Шундай килиб табиат ходисалари эмас балки унинг конунлари инвант эканига ишонч хосил килиш мумкин. Барча инерциал хисоб системаларида тинч турган зарядлар узаро Кулон кучлари билан таъсирлашади. Харакатдаги зарядларда Кулон кучларидан ташкари уларнинг харакати туфайли юзага келган магнит майдони таъсирида хам буладилар. МНП тажрибада тасдиклашига мисол тарикасида Майкельсон тажрибасини тахлил этиш мумкин. МНН иккинчи постулати ёругликнинг вакуумдаги тезлиги барча инерциал системалар бир хил булиб С < 3  10⁸ м/с. Бошкача айтганда ёругликнинг тезлиги манбаининг харакатига боглик эмас.
Бунга мисол тарикасида кушалок юлдузларнинг харакатини караб чикиш мумкин. Фараз килайлик умумий марказ атрофида улар 30 км/с тезлик билан харакатлансин. Агарда манбанинг харакати ёруглик тезлигига таъсир этадиган булса А юлдуздан ерга келаётган нурнинг тезлиги B юлдуздан келаётганини эса булар эди.

Квант назариясининг вужудга келиши.

Фотоэффект ва унинг конунлари физика тарихида алохида урин тутади. Бу ходиса квант назариясининг вужудга келишига сабаб булган мухум сохадир. Шунинг учун ёруглик квантлари ёруглик таъсирини укитишда фотоэффектидаги ходисасига алохида ахамият бериш керак булади. Укувчиларда ёруглик квантлари хакида тушунчаларнинг шаклланиш асосан укитувчи томонидан фотоэффект ва унинг конунларнинг кандай утганлиги боглик. Бизга маълумки ташки фотоэффект ходисанинг асосий мазмуни шундаки электромагнит нурлар таъсирида металлардан электронлар ажралиб чикишидир. Бу ходиса инерцияли эмас. Уриб чикариладиган электронлар сони металлга тушаётган нур интенсивлигига боглик. Электронлар тезлиги эса интенсивлиги боглик булмай нур частотасига боглик. Турли металлардан электрон чикиши нур частотаси билан узвий боглик хар бир металл учун фотоэффект ходисаси содир булмайди. Бу конуният квант назарияси вужудга келишидан анча олдин экспериментал исботланган. Ёругликнинг тулкин хоссаси асосида бу ходисани исботлай ололмай келинар эди.

Методик адабиётларда фотоэффект конуниятларини туртта конун куринишда беришни тавсия этишади. Биз хам уни куйидагича тарифлашни тавсия этамиз.

1. 
   Фотоннинг туйиниши катод ёритилганлгига пропорционал катоддан вакт берилганда чикариладиган электронлар сони унга тушаётган нур интенсивлигига пропорционал.
   
2. 
   Фотоэлектроннинг бошлангич максимал тезлиги ёруглик частотасига боглик, булиб нур интенсивлигига боглик эмас.
   
3. 
   Хар бир модда учун фотоэффектнинг кизил чегараси мавжуд.
   
4. 
   Фотоэффект инерцияли эмас.
   

Фотоэффект ходисаси ва унинг конуниятларини укитиш куйидаги боскичларда олиб бориш тавсия этилади. Имкон борича биринчи дарсда мактаб физика экспериментига доир кулл тавсия этилган экспериментлардан фойдаланиш максадга мувофик:

1. 
   Яхши тозаланган рух пластинкани электрометрга махкамлаб уни манфий зарядлаш в сунгра уни нурланганда зарядсизланиши курсатиш мумкин.
   
2. 
   Разрядланиш вактида пластинкага тушаётган нур йулини тузиб бу жараённинг тухташини курсатиш мумкин.
   
3. 
   Нур интенсивлиги ортиши билан разрядланиш тезлашади.
   
4. 
   Пластинкани мусбат зарядланганда нур таъсирида разрядланиш содир булмаслигини намойиш этиш мумкин.
   
5. 
   Рух пластинкани кандай пластинка билан алмаштириб тажрибалар такрорланади.
   

Бундай тажрибалар учун имконият булмаса фотоэффект кинофильмини намойиш этиш лозим. Юкорида айтилган тартибда дарсни олиб бориш эвристик сухбат методини куллаш имконини беради. Сухбат ва савол жавоб асосида куйидаги хулосаларга келамиз:

1. 
   Ёруглик таъсирида факат манфий зарядланган металлар разрядланади. Демак маълум шароитида металдан электронлар уриб чикарар экан. Бу ходиса фотоэффект дейилади.
   
2. 
   Нур тушган захоти разрядланиш бошланади. Демак фотоэффект ходисаси инерцияли эмас.
   
3. 
   Фотоэффектнинг содир булиши металл турига ва унинг сиртини ишлашга ва нурнинг спектрал таркибига боглик. Разрядланиш тезлиги тушаётган нур энергияси вакт бирлигида боглик. Фотоэффект конунларини урганишни А. Г. Стопетов тажрибаларига ухшаш тажрибалар асосида олиб борилади ва олинган натижалар асосида туйиниш токининг катодга тушаётган нур энергиясига богликлиги курсатилади. Ток кучининг кучланиш ва ёруглик интенсивлигига богликлик графиги олинади. Шундан сунг маълум частотали нур билан фотоэлементни ёритиб потенциометр ёрдамида такиклаш кучланиши улчаб учиб чикаётган электроннинг бошлангич максимал тезлиги аникланади
   

Тажриба асосида электрон тезлигининг нур интенсивлиги эмас балки частотасига боглик булишига укувчиларни ишонтириш лозим. Сунгра фотоэффект конунларини изохлашга утилади. Бунда фотоэффект конунларини изохлашда кийинчиликларгина квант физикасини вужудга келтирмаганлиги хакида тухталиш лозим.

Квант назариясининг асослари.

Квант назарисининг ХХ асрнинг бошида вужудга келди. ХIХ аср охирида классик физика узининг равнакига эришди. Механика, термодинамика, статистик физика ва электродинамика сохаларида эришилган ютуклар физик олимларда классик физиканинг баркамоллигини хис этиш кайфиятини уййготган эди. Буни Уильям Томсон (Корд Кельвин) нинг ХХ асрнинг биринчи йилини кутлашга багишланган Лондон Кирол жамияти (Англия фанлар академияси) йигилишида сузланган нуткидан хам куриш мумкин. Физика фанининг горизонти тоза лекин унда иккита булут бор. Улардан бири Майкельсон тажрибасининг салбий натижаси, иккинчиси абсолют кора жисм спектрида энергиянинг таксимланиш муаммоси. Характерли жойи шундаки шу замоннинг буюк олимлари хам бу икки булут хозирги замон физикаси долзаро йуналишлари булган нисбийлик назарияси ва квант физикасининг вужудга келиши учун асос булишини сезмаганлар. 1900 йил нафакат ХХ асрнинг бошланиш йили балки физика фанининг хам улкан янгиланиш ва ривожланиш йили булди. ХIХ аср охирида абсолют кора жисми спектрида энергиянинг таксимланиш муаммосини хал этиш нафакат назарий, балки амалий ахамиятга хам эга булди. Шахарларни ва корхоналарни сунний ёритиш ёруглик техникаси борасида катор муаммоларни хал этишни талаб этар эди. Бу эса иссиклик нурланиши билан боглик эди. Иссиклик нурланиши назарияси экспериментал тадкикотлар билан узвий боглик холда ривожланиб борди. Биринчи марта иссиклик нурланиши конунини Г. Кирхгоф 1859 йил яратган. Бу конун унинг номи билан аталади. У конунини ифодалаш учун жисмнинг нурлаш ва ютиш кобилияти деган микдорий тушунчани киритди

Нурланиш кобилияти dW бирор Т харакатли жисм сиртидан вакт бирлигида бирлик юзасидан v + v частота нурлаш кувватидир. Ютиш кобилияти куринишда ифодаланади. Бу катталик v + v частота оралигида нурланган жисм сиртига тушган электромагнит нурланиш энергиянинг бирлик сирт томонидан вакт бирлиги ичида канча кисми ютилганини билдиради. Кирхгоф конуни куйидагича ёзилади

Жисм нурлаш кобилиятининг ютиш кобилиятига нисбати, унинг таркибига боглик булмайди ва у узгармас катталик булиб частота ва температура функциясидир.  (, Т) – функцияни баъзан Кирхгоф функцияси хам дейилади.  (, Т) функциянинг физик мохиятини А = 1 функция А = 1 деб олиб, яъни абсолют кора жисм мисолида тушунтириш кулай. Бундан жисм исталган температурада тушган электромагнит нурланиш энергиясини тула ютади. Демак  абсолют кора жисм нурлаш кобилиятини билдиради. Абсолют кора жисмнинг энг самарали модели нурни утказмайдиган деворли шар ичини олиш мумкин. Кирхгоф конуни юзага келгандан сунг тадкикотчилар фикрини абсолют кора жисм нурланиши жалб килди. 1879 йили экспериментал тадкикотлар асосида жисмларнинг нурлаш кобилияти абсолют температуранинг туртинчи даражасига тугри пропорционал булади деган хулосага келди. 1884 йили абсалют кора жисм нурланишига термодинамиканинг иккинчи конунини куллаб назарий равишда  (, Т) = GT булади деган хулосага келди. Буни Стефан-Больцман конуни деб юритилади. Бунда G = 5,67  10^-8 Вт/м²к⁴ – Стефан доимийси. Стефан-Больцман конуни Кирхгоф функцияси  (, Т) куйган масалани хал этолмади. Уларнинг ишини В. Вин давом эттирди. 1893 йили у  (, Т) = ³f(/Т) булиши аниклади. Вин конунидаги f(/Т) функция термодинамик метод билан аникланмайди. Бу муаммони хал этишни М. Планк томонидан амалга оширилди. Вин конуни турли температураларда (T = const) булганида  (, Т) функциянинг частотадага богликлик (графигининг) аниклаш имконини берди. Куйида турли температураларга мос келадиган  ва  богланишни келтирамиз