1-ma`ruza Fizika tarixi predmeti. Antik davr fizikasi

Adabiyotlar :

1. P.S.Kudryavtsev «Kurs istori fiziki» , 329-342 betlar.

2. A.G.Glazurov va boshqalar, «O`rta maktabda fizika o’qitish metodikasi», 183-208 betlar.

3. B.I.Spasskiy «Istoriya fiziki» , 242-282 betlar.

Kvant fizikasini o’rganish ilmiy dunyoqarashni shakllantirishga sezilarli hissa qo’shdi. Dastlab bir qator misollar orqali insoniyatning sezgi organlari orqali bevosita sezishga ojiz bo’lgan mikrodunyoga kirib borishi qaraladi.

Bizni o’rab turgan dunyoning cheksizligi va uni bilish mumkinligi g’oyasi, bilish jarayonini chegarasiz ekanligini mustahkamlaydi.

Kvant tasavvurlari atom va yadro fizikasining rivojlanish tarixiga asoslanib bilish metodi – yangi ilmiy dalillarning paydo bo’lishi va tajriba ma`lumotlarining to’planishi, farazlarni ilgari surish, ulardan xulosalar chiqarish. Natijalarni tajribada tekshirish, izchil nazariyani yaratish, nazariyaning evristik kuchi va u yordamida yangi, unga noma`lum xodisalarni ochish, yaratilgan fizik nazariya asosida yangi texnika yaratish mumkin ekanligi ko’rsatiladi.

Fizika fanida rentgen nurlari, (Rentgen, 1895 y) radiaktivlik, (Bekkeril`, 1896 y) elektron,(Tomson, 1898 y) radiy (P`er va Mariya Kyuri, 1898 y) kabi olamshumul kashfiyotlar atom va yadro fizikasini tezkor o’rganishga asos bo’ldi. Ayniqsa 1899 yil E.Rezerfordning radiaktivlik xodisasida radiaktiv moddalardan chiqayotgan nurlar , , j nurlarga bo’linish va bu nurlarning bir-biridan farq qiluvchi, o’ziga xos hususiyatlari mavjud ekanligini o’rganish atom va yadro fizikasining o’ta murakkabligini yanada isbot etdi. Bularning bari kvant fizikasining o’rganishga olib kelar edi.

Issiqlikdan nurlanish insoniyatga qadimdan ma`lum hodisadir. Lekin nima uchun o’t yoqilgan pechkaning issiqlikdan nurlanishni tushintirish oddiy narsa emasdi.

Issiqlikdan nurlanish tushinchasini, issiqlik nurlari tushinchasini XVIII asrda ximik Shelle kiritdi. Issiqlikdan nurlanish nazariyasini 1859 yili Kirxgof ochdi va absolyut taqsim tushinchasini kiritdi. Bu qonuniyatni Plank quyidagicha ta`riflaydi. Energiyaning bunday normal taqsimlanishi absolyut taqsimlanishdir. 1900 yili Plank, atomlar yorug’lik energiyasini yorug’lik to’lqinini chastotasiga proportsional bo’lgan e=hν proportsiya ko’rinishda chiqaradi va yutadi degan gipotezani o’rtaga tashladi. Ammo Plank gipotezasi yorug’likni atomlar bilan o’zaro ta`sirlashish qonuniyatlarini ham, ularning tuzilish qonuniyatlarini ham ochib bera olmadi. U faqat quyidagi natijani, ya`ni nima uchundir atomlar yorug’likni portsiya shaklida yutishi va chiqarishini ko’rsatar edi. Atomning ichki tuzilishi noma`lumligicha qolardi.

Moddadan yorug’likni kuchaytirishning sodda nazariyasi A.Eynshteynning, atom sistemalari majburiy nurlanishni yuzaga keltirishga qodir, degan gipotezasiga asoslanadi.

Aytaylik moddada N2 atomlar e2 energiyali holatda, N1 atomlar e1 energiyali statsionar holatda, e1

1. 
   Yorug’likning o’z-o’zidan nurlanishi e2 energiyali holatdagi atomlar o’z-o’zidan e1 energiyali holatga o’tib, hν=e2-e1 energiyali fotonlarni chiqaradi. Eynshteyn bo’yicha, o’z-o’zidan nurlanish tufayli yuqori energetik satixdagi atomlarning kamayishi faqatgina shu energetik satixdagi atomlar soni bilan aniqlanadi:
   

N2(t)o’z=-IN2

2. 
   Nurlanishning yutilishi.
   

e1 energiyali holatdagi atomlar hν energiyali yorug’lik kvantini yutib, e2 energiyali holatga o’tadi, natijada yorug’lik to’lqinini intensivligi kamayadi.

3. 
   Yorug’likning majburiy nurlanishi.
   

e2 energiyali holatdagi atomlar ham, ν=(e2-e1)/h chastotali yorug’lik to’lqini bilan o’zaro ta`sirlashadi. Natijada atom yorug’lik kvantini chiqarib e1 energiyali holatga o’tadi.

Kvant fizikasining yuzaga kelishida olimlardan M.Plank, A.Eynshteyn, A.G.Stoletov, P.N.Lebedov, E.Rezerford, N.Bor, I.V.Kurchatov, N.G.Basov, A.M.Proxorov, Ch.Tauns va boshqalarning o’rni kattadir.

Yorug’likning kvant tabiati tushinchasini kiritishdan oldin issiqlik nurlanishi qonunlarini tushintirishda Maksvell elektrodinamikasining qiyinchiliklari sifat jihatdan taxlil qilinadi. Makroskopik nurlatgichlar – antenalar tarqatadigan katta to’lqin uzunlikli elektromagnit to’lqinlarning nurlanishini tushintirib bergan Maksvell nazariyasi qisqa elektromagnit to’lqinlarning manbai bo’lgan mikroskopik nurlatgichlar – atomlar va molekulalarning nurlanishini tushintira olmaydi. Bu masalani 1900 yili Maks Plank tushintiradi. Maks Plank 23 aprel 1858 yili Kile shahrida, yuridik professor oilasida tug’ilgan. M.Plank 9 yoshidaligida oilasi Myunxenga ko’chib keladi. Plank oldin Myunxenda, keyinchalik Berlin universitetida Gel`mgol`ts, Krixgofirdan dars oladi.

1879 yili M.Plank issiqlikning 2-chi mexanik qonuni temasida doktorlik dissertatsiyasini yoqlaydi. Plank 1897 yili Berlin universitetining professori, Prussiya akademiyasi a`zosi edi. U issiqlikdan nurlanish hodisasi bilan shug’ullanib, 1906 yili «Issiqlikdan nurlanish nazariyasi» degan monografiyasini yozadi. 1918 yili M.Plank issiqlikning kvant nazariyasi bo’yicha «Nobel`» mukofatiga sazovor bo’ladi. Plankning hayotining oxirgi yillari og’ir kechgan, kichik o’g’li birinchi jahon urushida halok bo’ladi. Ikkita qizi yosh o’ladi.

1945 yili Gitler siyosatiga qarshi kurashgan katta o’g’li o’ldiriladi. Plank 4 oktyabr, 1947 yili 90 yoshida vafot etgan. 1900 yilda M.Plank fizikaga yangi g’oya kiritdi. Plank g’oyasiga ko’ra atomlarning energiyasi alohida portsiya – kvantlarga teng holda o’zgarib, agar atomning hususiy chastotasi ν bo’lsa, uning energiyasi e=hν ga teng yoki karrali ravishda o’zgaradi. Shuni takidlash lozimki, Plank nurlanishning kvantlanishi haqida hech nima demagan. Nurlanishning o’zi ham alohida kvantlardan iborat ekanligini M.Plank emas, A.Eynshteyn aytgan. U bunday fikrga 1905 yili nurlanishning statistik xossalarini taxlil qilish asosida kelgan. Keyinchalik Eynshteyn bu fikrga asoslanib bir qancha hodisalarni, jumladan fotoeffekt hodisasini tushintirgan. Ayni shu hizmati uchun, unga «Nobel`» mukofati berilgan.

Kompton effekti va yorug’likning bosimi – fotonning energiyasi va impul`si hamda energiya va impul`sni saqlanish qonuni asosida tushintiriladi.

Fotonning impul`sga ega ekanligini tasdiqlovchi asosiy tajriba fakti bo’lib, 1922 yilda moddalarda rentgen nurlarini ochilishini o’rganishda ochilgan Kompton effekti hisoblanadi. 1923 yili A.Kompton va undan mustaqil ravishda P.Debay bu effektni kvant nazariyasi asosida tushintirishadi. Yorug’lik va modda zarralarining korpuskulyar to’lqin dualizmi ( ikkiyoqlama hossa) misolida dialektikaning umumiy qonunlaridan bo’lgan qarama-qarshiliklar kurashi va birligi qonuniyatining mohiyati ochib beriladi. Fotonlarning moddalar bilan o’zaro ta`siri misolida, ob`ektning miqdoriy va sifat harakteristikalarining bog’liqligi ko’rsatiladi.

Kvant nazariyasining fizik mohiyati Born tomonidan yaratildi. U to’lqin funktsiyasini kvantstatistikasini ochib beradi. Lekin bu ham kvant statis tikasini to’liq ochib bera olmadi. Ya`ni yorug’likni to’lqin va korpuskula tortilishi to’grisidagi nazariy mohiyat ayrim tajribalarda yorug’likni to’lqin nazariyasini isbot etsa (yorug’lik interfrentsiyasi, yorug’lik difraktsiyasi) ayrim hodisalar uni kvant nazariyasini (fotoeffekt) isbotlaydi. Olimlar oldida ushbu tushunchalarga aniqlik kiritish vazifasi turar edi. Ushbu masala bo’yicha 1927 yili Bor Italiyada jahon fiziklar kongressida doklad qildi. Kopengagendagi fiziklarning kongressida Lorents, Eynshteyn va Shredinger bir tomon, Bor, Geyzenburg, Dirak va Pauli bir tomon bo’lishdi.