1 Qattiq jismlar zоnaviy nazariyasi asоslari 2

2. Maksvell tenglamalarini talqin qilishning evalyutsiyasi
Maksvell nazariyasining o‘ziga hos tomoni shundan iboratki, elektrodinamika qonunlari differensial shaklda ifodalanadi. Bunda hodisalar va ularni xarakterlovchi kattaliklar cheksiz kichik hajm elementlarida, sirtlarda, qismlarda yoki nuqtalarda qaraladi.
Hozirgi davrda o‘zaro ta’sirning to‘rt turi mavjud. Bular elektromagnit, gravitatsion, kuchli va kuchsiz ta’sirlardir. Qolgan barcha o‘zaro ta’sirlar shularning biriga keltirilishi mumkin. Masalan, yopishqoqlik kuchlari va boshqa birqancha kuchlar pirovard natijada elektromagnit kuchlari hisoblanadi.
O’zaro ta’sir turlari
Gravitatsion

• Zarayadlangan zarralar orasidagi gravitatsion o’zaro ta’sir kuchlari ular orasida ta’sir qiladigan elektr kuchlariga nisbatan juda kichik.

Kuchli

• Kuchli o‘zaro ta’sir tufayli yuzaga keluvchi yadro kuchlarining xossalari yetarli darajada batafsil o‘rganilgan. Ma’lumki bu kuchlar tabiatiga ko‘ra yaqindan ta’sir qiluvchi kuchlardir. Ularning ta’siri nuklonlarni taxminan 10-15masofagacha yaqinlashtirgandagina seziladi. Bunday masofalarda yadro kuchlari elektromagnit kuchlariga nisbatan bir necha marotaba katta. Lekin masofa ortishi bilan bu kuchlar juda tez kamayib elektromagnit kuchlariga nisbatan xisobga olmasa bo’ladigan darajaga tushib qoladilar.

kuchsiz

• Kuchsiz o‘zaro ta’sir esa zarralarni bir-biriga aylanishida axamiyatli. Zarralar bir-biridan uzoqlashtirilganda ularni e’tiborga olmaslik mumkin.

elektromagnit

• Shunday qilib to‘rt xil o‘zaro ta’sirning ichidan faqat elektromagnit o‘zaro ta’sirgina zarralar xarakatini boshqarishda foydalanishga yaroqli. Shu xususiyati tufayli elektromagnit kuchlar zamonaviy fan va texnikada muxim axamiyatga ega.

Nisbiylik nazariyasining yaratilishiga sababchi bo’lgan omillar
Maksvell nazariyasining rivojlanishi bilan ba’zi qiyinchiliklar paydo bo’la boshladi. Bu nazariya birinchi qarashda Galiley nisbiylik prinsipi bilan jiddiy ziddiyatda edi.
K sanoq sistemada tinch turgan zaryadni ko’ramiz. Bu sanoq sistemada zaryad tinch turganligi uchun faqat elektrostatik maydon hosil qiladi. K' sanoq sistemadagi kuzatuvchiga nisbatan zaryad ν tezlik bilan harakat qiladi. Shuning uchun bu sanoq sistemada zaryad elektr maydon bilan bir qatorda magnit maydonni ham hosil qiladi. Shunga o’xshash K sanoq sistemada tinch turgan o’zgarmas magnit o’z atrofida faqat magnit maydon hosil qiladi. Uni K' sanoq sistemada turib kuzatsak berk konturda hosil bo’ladigan elektr yurutuvchi kuch magnit maydondan tashqari elektr maydon mavjud ekanligidan dalolat beradi. Ko’rilgan har ikkala misol elektr va magnit maydon kuchlanganliklari Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant emasligini ko’rsatadi. Boshqa tomondan elektrodinamika qonunlari laboratoriya va harakatdagi inersial sanoq sistemalarda birday o’rinli bo’lishi tajribalarda aniqlangan.
Bu yerda bir-biri bilan uzviy bog’langan ikkita muammo paydo bo’ladi.
Birinchisi, yorug’lik tezligi bilan bog’liq bo’lib, uning tarqalish tezligi izotropmi, bir inersial sanoq sistemadan ikkinchisiga o’tganda qanday o’zgaradi?
Ikkinchisi, Maksvell tenglamalari Galiley almashtirishlariga nisbatan invariantmi?
Ikkala muammoni birlashtirib, mexanika qonunlari uchun o’rinli bo’lgan Galiley nisbiylik prinsipini elektromagnit qonunlariga tatbiq qilish mumkinmi degan savol paydo bo’ladi?
Aniqlangan holat o’ta jiddiy bo’lib, XIX asr oxirlarida fiziklar oldiga muhim savol qo’ydi. Bu savolga javob ko’p jihatdan XX asrda fizikaning rivojlanish yo’nalishini aniqlab berdi. Haqiqatan ham quyidagilardan birini tanlash kerak edi:
1. Maksvell tenglamalari Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant emas deb tan olish kerak. U holda barcha inersial sanoq sistemalardan farq qiladigan sanoq sistema mavjud bo’ lib, faqat unga nisbatan Maksvell tenglamalari standart ko’rinishga ega bo’ladi.
2. Maksvell tenglamalari barcha inersial sanoq sistemalarda birday o’rinli bo’ladi (ko’rinishga ega) deb qabul qilish kerak. Bu holda Galiley almashtirishlari noto’g’ri bo’lib chiqadi va barcha inersial sanoq sistemalarning ekvivalentligini boshqacha tushinish kerak
Birinchi yo’l efir nazariyasini paydo bo’lishiga olib keldi.
Ikkinchi yo’l keskin bo’lib, Galiley almashtirishidan voz kechishni taqozo qilardi. Bu o’z navbatida Nyuton ta’riflagan klassik mexanikadan voz kechishga olib kelardi. Bunga qaramasdan fanning rivojlanishi aynan shu yo’ldan bordi.
Maykelson va Morlining o’ta nozik tajribalaridan quyidagi hulosaga kelindi: