3-модуль: Электромагнит нурланишнинг корпускуляр хусусиятлари

3-модуль: Электромагнит нурланишнинг корпускуляр хусусиятлари.

Квант тасаввурларига кўра ёруғлик-бу махсус зарралар-“фотон”лар оқимидир. Фотонлар ёруғлик тезлигига тенг тезлик билан

тарқалади, энергия ва импулсга эга бўлади. Фотон энергияси
(3.1)
ифода орқали, импулси эса
(3.2)
ифодада аниқланади. Ҳар бир фотон тинчликдаги массага эга эмас ва ёруғлик тезлигида

массага эга бўлади. Ушбу мулоҳазалардан шундай хулоса қилиш мумкин: тинчликда фотон мавжуд эмас.
Монохроматик ёруғликда барча фотонлан бир хил энергия, импулс ва массага эга бўлади. Фотонлар барча муҳитларда бир хил с=3·10⁸ m/s тезлик билан тарқалади ва модданинг (муҳитнинг) абсолют синдириш кўрсаткичига боғлиқ бўлмайди.
Фотонлар атом, молекула ва ионларнинг бирор “ғалаёнлашган” энергетик ҳолатидан “турғун” (статсионар) ҳолатга ўтиш жараёнида ҳосил бўлади. Шунингдек, тезланиши ёки тормозланишида ҳам фотонлар вужудга келади ва улар зарядга эга бўлмайди.
Нисбийлик назариясига асосан, ҳар қандай зарранинг массаси унинг тезлиги билан қуйидаги
(3.3)
муносабат орқали боғланган. Бу ифодадан кўриниб турибдики, зарра ҳаракатланмаётган (яъни V=0) ҳолда унинг массаси m₀ га тенг. Одатда, ана шу “тинчликдаги масса” тажрибаларда ўлчанади, чунки, аксарият ҳолларда V<У ҳолда ёруғлик фотони учун (3.3) ни қандай тушунтириш мумкин?
(3.3) ни
(3.4)
кўринишда ёзиб олсак, ёруғлик учун нинг қиймати чекли бўлади. Шунинг учун, (3.4) ифода асосида ёруғлик фотонининг тинчликдаги массаси m₀ нинг қиймати нолга тенг бўлиши керак. Бошқача айтганда, ёруғлик фотони “тўхтаб қолса”, унинг барча хусусиятлари ҳам йўқолади: массаси ҳам, энергияси ҳам нолга тенг бўлади. Умуман, фотоннинг “тўхташи” дегани уни бирор жисм томонидан ютилиши тушунилади. Тўхташ жараёнида фотоннинг энергияси(ва унга эквивалент бўлган массаси) ютувчи жисмга ўтади. Натижада ютувчи жисмнинг энергияси (массаси) мос равишда ортади.
Демак, ёруғлик фотоннинг бошқа зарралар (масалан, электрон, атом, молекула ва ҳоказо) дан фарқланувчи махсус хусусияти шундан иборатки, фотон тинчликдаги массага эга эмас. Фотон фақат ҳаракатланиш жараёнидагина мавжуд бўлиб, унинг тезлиги ёруғлик тезлигига тенг.
Шундай қилиб, барча зарралар каби фотон ҳам энергия , масса ва импулс билан характерланади.
Оптикага оид ҳодисаларни ўрганиш натижасида қуйидаги хулосалар келиб чиқади:

1. 
   абсолют қора жисм нурланиш спектридаги энергия тақсимоти, фотоэффект, Комптон эффекти ёруғликнинг квант хусусиятларидан далолат беради;
   
2. 
   ёруғлик интерферентцияси, дифракцияси, дисперцияси, қутбланиши каби ҳодисаларда ёруғликнинг тўлқин хусусиятлари намоён бўлади.
   

Бу икки гуруҳ ҳодисаларни тушунтиришда ёруғлик табиатини акс эттирувчи икки назариядан, яъни ёруғликнинг тўлқин (электромагнит) ва корпускуляр (квант) назарияларидан фойдаланилади.