1-mavzu. Interferometrlar. Ko'p nurli interferensiya. 2-mavzu. Difraksion panjaraning spektral xaraktiristikalari

15-MAVZU: Nurlanishning Kvant tabiati
Nurlanishlar turli xil bo'ladi. Masalan, oksidlanayotgan fosforning nurlanishi, gazlardan elektr tok o'tis h jarayonida vujudga keladigan nurlanish, qattiq jismlarni elektronlar bilan bombardimon qilish natijasi da vujudga keladigan nurlanish, kizdirilgan jismning nurlanishi, ya'ni issiqlik nurlanishi va xokazo. Bu nurlanishlar birbiridan o'zlarining vujudga kelishining tabiati bilan ajralib turadi. Lekin har qanday nur lanish jarayonida ham energyaining biror turi nurlanish energiyasiga aylanadi Xususan, issiqlik murlani shda jism zarralarining xaotik issiqlik harakat energiyasining bir qismi elektromagnit to'lqin tarzida nurlanadi. Bu nurlanish absolyut nold an farqli barcha temperaturadagi jismlarda kuzatiladi va temperaturaga kuchli bog'liq bo'ladi. Shuning uchun, ba'zan, issiqlik nurlanish teiperaturaviy nurlanish deb ham ataladi. Issiqlik nurlanishga oid qonu nlarni bayon qilishdan oldin nurlanish va uning jism bilan ta'sirlashishini harakterlash uchun qo'llanila digan ba'zi kattaliklarning moxiyati bilan tanishaylik. Har qanday nurlanishning asosiy harakteristikasi sifatida uning oqimi qabo'l kilinishi kerak. Biror yuz orqali nurlanishning oqimi deganda birlik vaqt ichida shu yuz orqali o'tayotgan nurlanish energiyasi tushuniladi:
dt dW (25.1) bunda dW berilgan yuz orqali dt vaqt ichida o'tgan nurlanish energiyasi. Turli nurlanishlar bir- biridan spektlarining uzlukli yoxud uzluksizligi, spektrlarining kengligi va spektrning ayrim qismlariga mos keluvchi nurlanish oqimi bilan farqlanadi. Nurlanish spektrining turli qismlari turlicha xususiyatlarga ega bo'lib, o'zlarini turlicha namoyon qiladi. Masalan, 2-(0.40 0.75) mkm intervaldagi nurlanish inson ko'ziga ta'sir qilish xususiyati bilan ajralib turadi. Inson ko'zining turli to'lqin uzunlikli yorug'liklarm sezuvchanlik xususiyati turlicha, to'lqin uzunligi 0,555 mkm bo'lgan nurlanish (yashil nur) uchun ko'zning sezgirligi eng katta bo'ladi. Agar bu nurlarning ko'rinuvchanlik funksiyasi V(2) ni 1 ga teng deb olsak, boshqa to'lqin u zunlikli yorug'lik nurlari uchun V(A) ning qiymati 1 dan kichik bo'ladi. To'lqin uzunliklari 0,40 mkm d an kichik va 0,75 mkm dan katta bo'lgan nurlanishlarning oqimi esa inson ko'zida kurish sezgisini ba tamom uygotmaydi. Lekin ayrim intervaldagi to'lqin uzunlikli nurlanishlar ximiyaviy reaksiya, fotoeffek t yoxud gazlarning ionlanishi kaba jarayonlarni vujudga keltirishi mumkin. To'lqin uzunliklari ancha k atta bo'lgan nurlanishlar oqimini esa elektromagnit tebranish konturlari yoradmida qayd qilish mumkin. Umuman, nurlanish oqimi quvvat birliklarida o'lchanishi kerak. SI da vatt (Vt) larda o'lchanadi. Lekin nurlanishning ayrim sohalari uchun boshqa birliklar ham mavjud. Masalan, yorug'lik to'lqinlarining o qimi lyumen (Im) larda o'lchanadi. Mantikiy jixatdan yorug'lik oqimining birligi asosiy birlik sifatida t anlab olinishi lozim edi. Biroq, tarixiy sabablarga kura SI da yorug'lik kuchming birligi asosiy birlik deb qabo'l kilingan.
Manbaning nurlanishga sarflanayotgan energiyasi turlicha to'ldirilishi mumkin. Masalan:
-kimyoviy reaksiyada ajraladigan energiya hisobida yuzaga keladigan nurlanishga xemilyuminestsentsiya;
-elektr energiyasi hisobiga yuz beradigan gaz razryadi nurlanishiga elektrolyuminestsentsiya:
-elektronlar bilan bombardimon qilish tufayli yuzaga keladigan nurlanish katodolyuminestsentsiya;
-jismlarni qizdirish tufayli chiqariladigan nurlanish issiqlik murlanishi va boshqalar. Agar jism bilan nurlanish orasidagi energiya taqsimoti har bir to'lqin uzunligi uchun doimiy holsa, jism- nurlanish tizimidagi holat muvozanatli bo'ladi
Barcha nurlanishlar orasida faqatgina issiqlik nurlanishi muvozanatli bo'ladi. Muvozanatda bo'lgan holat va jarayonlar uchun termodinamika qonunlarini qo'llash mumkin. Demak, issiqlik nurlanishi ham termodinamika tamoyillaridan kelib chiqadigan ba'zi umumiy qoidalarga bo'ysunadi. Bu qonunlarni ko'rib chihamiz. Kirxgof qonuni. Nurlanayotgan jismning birlik yuzasidan hamma yo`nalish bo'ylab chiqarilayotgan energiya oqimiga jismning energiyaviy yorituvchanligi deyiladi.
Bu yerda jismning nur chiqarish qobiliyati deyiladi. Jism sirtiga do nuriy energiya oqimi tushayotgan, bu energiya oqimining do' qismi yutilayotgan bo'lsin.
Bu ifodalar Vin qonunlari deb yuritiladi. Bu ifodadagi ga teng. Ichki fotoeffekt va uning qo'llanilishi. Ichki fotoeffekt yorug'lik ta'sirida atomdagi elektronlarning qayta taqsimlanishi hisobiga paydo bo'ladigan effektdir. Bu paytda kelib tushuvchi fotonlarning energiyasi atomlarni uyg'otishga va elektron-teshik juftini hosil qilishga sarflanadi. Uyg'otilgan elektron ma'lum vaqtdan keyin yana asosiy sathga qaytishi mumkin. Bu paytda yutilgan energiya qayta chiqariladi va bu energiya atomning boshqa qobig'ida joylashgan elektronga berilishi mumkin. Berilgan energiya miqdori elektronning yadro bilan bog'lanish energiyasidan katta bo'lsa elektronning atomdan chiqishi kuzatiladi
Moddalarda fotonning energiyasi taqiqlangan zonaning kengligidan katta bo'lganda uni qabul qilgan elektron valent zonadan o'tkazuvchanlk zonasiga o'tadi. Bu paytda elektron va uning vakansiyasi (teshik) hosil bo'ladi va ular tok tashuvchi vazifasini bajaradilar. Agar moddada aralashma mavjud bo'lsa, elektronlar yorug'lik ta'sirida valent zonadan aralashma hosil qilgan sathga yoki aralashma sathidan o'tkazuvchanlik zonasiga o'tishi mumkin.
Birinchi holda teshik, ikkinchi holda elektron o'tkazuvchanlik yuzaga keladi.
Kompton effekti. Yorug'lik bosimi. Yorug'likning foton sifatidagi hossasi ayniqsa Kompton effekti bilan yorug'lik bosimida yaqqol namoyon bo'ladi. Kompton effektining fizik mohiyati quyidagidan iborat. Bundan oldingi ma'ruzada biz Kompton effektini vujudga keltiruvchi yorug'lik nurlarining energiyasi 0.1-1 MeV oralig'ida bo'lishini aytib o'tgandik. Bu energiya atomdagi elektronlarning yadro bilan bog'lanish energiyasidan judda katta bo'lganligi uchun elektronlarni kelib tushuvchi yorug'likka nisbatan erkin deb hisoblash mumkin. To'qnashuv paytida fotonning bir qism energiyasi elektronga beriladi va uning energiyasi shu energiya miqdoriga kamayadi. Bu esa uz navbatida uning to'lqin uzunligining o'zgarishiga olib keladi. Hisob kitoblar to'lqin uzunligining o'zgarishi A =(2xh/moc) (1-cos v) - formula bilan aniqlanishini ko'rsatadi. Bu erda A=2rth/moc kattalik mo massaga eg bo'lgan zarraning Kompton to'lqin uzunligi deb ataladi. Elektron uchun A-3.86.10-11 sm ga teng.