11-ma’ruza. Jismlarning nur chiqarish va yutish qobiliyati. Absolyut qora jism nurlanishi. Issiqlik nurlanish qonunlari. Kirxgoff qonuni. Reja

11-ma’ruza. Jismlarning nur chiqarish va yutish qobiliyati. Absolyut qora jism nurlanishi. Issiqlik nurlanish qonunlari. Kirxgoff qonuni.


Reja:
1. Yorug’likning sochilishi.
2. Molekulyar sochilish va uning astronomik hodisalarni talqin qilishga tadbiqi.
3. Kombinatsion sochilish.

Agar yorug’lik o’tayotgan muhit optik jihatdan bir jinsli bo’lsa, ya’ni uning sindirish ko’rsatkichi nuqtadan nuqtaga o’tganda o’zgarmasa, u holda bir xil hajmlarda yorug’lik to’lqini bir xil elektr momentlari induksiyalaydi, bu momentlarning vaqt o’tishi bilan o’zgarishi oqibatida bir xil amplitudali ikkilamchi kogerent to’lqinlar hosil bo’ladi.

Agar muhit mutlaqo bir jinsli bo’lsa, to’lqin fronti bir-biridan l masofada joylashgan tengdosh hajmlarning ixtiyoriy ikkitasi chiqarayotgan ikkilamchi to’lqinlar bir-birini so’ndiradi. Bir jinsli muhitda yorug’lik sochilmay, faqat dastlabki yo’nalishda tarqaladi.
Yorug’lik sochilmasligining zaruriy va yetarli sharti - muhitning bir jinsli va ikkilamchi to’lqinlarning kogerent bo’lishidir.
Real muhitlarda esa turli sabablar bilan yuzaga keladigan optik bir jinslimasliklar hamisha bo’ladi. Tajribalar ko’rsatadiki, yorug’likning sochilishi uchun muhitning bir jinsliligi buzilishi muxim ahamiyatga ega.
Elektronlarning majburiy tebranishlari tufayli paydo bo’ladigan ikkilamchi to’lqinlar yorug’lik to’lqini olib kelayotgan energiyaning bir qismini chetga sochadi. Yorug’likning muhitda tarqalishida sochilishini Frenel nazariyasiga asosan ikkilamchi nurlarning interferensiyasi yordamida tushuntirish mumkin. Bir jinslilikning buzilishi bu fazoviy bir jinslimasliklarda yuz beradigan difraksiya hodisalariga sabab bo’ladi. Bunday mayda bir jinslimasliklar tufayli bo’ladigan difraksiya yorug’likning diffuziyasi yoki sochilishi deyiladi.
T indal (1869 y.) ko’zga ko’rinadigan yorug’lik to’lqinining uzunligiga nisbatan kichik bo’lgan zarralarda sochilishini birinchi bo’lib laboratoriya sharoitida kuzatdi. U osmonning zangori bo’lib ko’rinishiga Quyosh yorug’ligining Yer atmosferasidagi mayda chang zarralarida sochilishidan bo’lsa kerak deb hisoblagan.
Optik bir jinslimasligi yaqqol ko’rinuvchi muhitlarga xira muhitlar deyiladi. Xira muhitlarda yorug’likning sochilishiga Tindal hodisasi deyiladi.
Xira muhitlarda yorug’lik sochilishini o’rganish tajribasi quyidagicha bo’ladi.
Yon tomondan turib, A yo’nalishda kuzatganda sochilgan yorug’lik S manbadan kelayotgan yorug’likka qaraganda zangoriroq bo’ladi; qalinligi etarlicha katta bo’lgan kyuvetadan B yo’nalishda o’tgan yorug’lik qizg’ish bo’ladi.
S ochilgan yorug’likni dastlabki dastaga nisbatan burchak ostida N qutblagich orqali kuzatganda, S manbadan kelayotgan yorug’lik tabiiy bo’lsa ham, sochilgan nurlar chiziqli qutblangan bo’ladi. Sochilgan yorug’likda elektr vektorining yo’nalishi dastlabki dasta va kuzatish yo’nalishi orqali o’tkazilgan tekislikka tik bo’ladi.
Turli yo’nalishlar bo’yicha sochilgan yorug’likning intensivligini baholasak, bu intensivlik dastlabki nur o’qiga nisbatan va unga perpendikulyar bo’lgan chiziqqa nisbatan simmetrik bo’ladi.
Turli yo’nalishlar bo’yicha sochilgan yorug’lik intensivligi taqsimotini ko’rsatuvchi grafik sochilish indikatrisasi deb ataladi.
Tushayotgan yorug’lik tabiiy yorug’lik bo’lganda intensivlik
(1)
formula bilan ifodalanadi.
Reley (1899 y.) o’lchamlari yorug’lik to’lqin uzunligiga nisbatan kichik bo’lgan sferik zarralarda sochilgan yorug’lik intensivligini aniqlash uchun quyidagi ifodani taklif qildi:
(2)
Bu yerda: N- sochib yuboruvchi hajmdagi zarralar soni, V’ va  - zarraning hajmi va dielektrik singdiruvchanligi, ₀ - muhitning dielektrik singdiruvchanligi,  - sochilish burchagi, L -kuzatish nuqtasigacha bo’lgan masofa.
Sochilgan yorug’lik intenesivligi to’lqin uzunligining to’rtinchi darajasiga teskari proporsional ekan, bu qonunga Reley qonuni deyiladi.
Ideal toza muhitlarda optik bir jinslimaslik yuzaga kelishininsh sabablari quyidagilar.
1. Kritik opalessensiya.
Zichlik fluktuatsiyasining ortishi uchun ayniqsa modda kritik holatining yaqinida qulay sharoit yuzaga keladi. Bu fluktuatsiyalar yorug’likning shunday intensiv sochilishiga olib keladiki, yorug’lik solingan shisha ampula butunlay qora bo’lib ko’rinadi (gaz yoki suyuqlikning kritik temperaturasida yorug’likning intensiv ravishda sochilish hodisasiga kritik opalessensiya deb ataladi).
2. Yorug’likning suyuqlik sirtida sochilishi.
Hajmda bo’ladigan hodisalarga o’xshash sochilish suyuqlik sirtida ham bo’lishi mumkin. Suyuqlikning tekis sirti molekulyar harakat tufayli muttasil ravishda "buzilib" turadi va u yorug’likni sochadi. Ikki suyuqlik chegarasida kapillyar kuchlar kichik bo’ladi va yorug’lik chegaradan Frenel qonuniga asosan qaytibgina qolmasdan, balki hamma tomonga intensiv ravishda sochiladi ham(L.I.Mandelshtam, 1913 y.).
3. Yorug’likning toza moddada molekulyar sochilishi.
Mandelshtam (1907 y.) toza suyuqlik yoki gazlarda optik jihatdan birjinslimaslikka olib keladigan fizik sabablar borligini tushuntirib berdi. Mandelshtam va Smoxulovskiy (1908 y.) larning fikricha, bunga sabab zichlik fluktuatsiyasidir. Bu fluktuatsiyalar modda molekulalarining tartibsiz harakati tufayli yuzaga keladi; shuning uchun molekulalar sababchi bo’lgan bunday sochilishga molekulyar sochilish deyiladi.
A.Eynshteyn (1910 y.) yorug’likning kritik nuqtadan uzoqda molekulyar sochilishining miqdoriy nazariyasini yaratdi. Oddiy elektrodinamik hisob intensivlikning quyidagicha bo’lishini ko’rsatadi:
(3)
Bu yerda V* - fluktuatsiya yuz bergan hajm,  - dielektrik singdiruvchanlik fluktuatsiyasi.
Eynshteyn optik bir jinslimaslikka erigan moddalar c konsentratsiyasi ham sabab bo’lishini ko’rsatdi:
(4)
Yorug’likning molekulyar sochilishida sochilgan yorug’likda chastotalari

bo’lgan ikkita satillet bo’lishi kerak. Bu yo’ldoshlar Mandelshtam-Brillyuen komponentalari deb ataladi va Reley chizig’ining nozik tuzilishini tashkil qiladi:
(5)
Bu Mandelshtam-Brillyuen formulasidir.