Andijon davlat universiteti Fizika-matematika fakulteti 3f2-gurux talabasi Jabborov Shuxratbekning Atom fizikasi fanidan (Fizpraktikum) Mustaqil ishi

19.4-rasm. Kompton effekti modeli
Mikrozarralarning to‘lqin xususiyatlari. Elektron difraksiyasi
1923 yilda ajoyib voqea yuz berdi. Bu esa kvant fizikasining yuqori darajada rivojlanishiga sabab bo‘ldi. Fransuz fizigi Lui de-Broyl korpuskulyar–to‘lqin dualizm universalligi haqidagi gipotezani ilgari surdi. Nafaqat fotonlar, balki barcha moddiy zarralar ham to‘lqin xususiyatlariga ega degan fikrga keldi.
De-Broyl har bir mikro zarra, bir tomondan korpuskulyar xususiyatlar – energiya E va impuls r, boshqa tomondan esa, to‘lqin xususiyatlari – zarra chastotasi ( va to‘lqin uzunligi ( bilan bog‘langan - dedi. Mikroobektlarning korpuskulyar va to‘lqin xususiyatlari fotonlardagi xuddi shunday miqdoriy munosabatlar bilan bog‘liq:
De-Broyl gipotezasi bu munosabatlarni m massaga ega bo‘lgan hamma mikrozarralarga tegishli ekanligini aytib o‘tdi. Impulsga ega bo‘lgan har qanday zarraga
to‘lqin uzunlikli to‘lqin mos keladi. m massaga ega bo‘lgan zarralar uchun esa
Norelyativistik yaqinlashuvida
De-Broyl gipotezasi materiyaning simmetrik xususiyatlari fikriga asoslangan bo‘lib, o‘sha vaqtlarda tajribada tasdiqlanmagan edi. Lekin, material obektlar haqidagi yangi tasavvurlarni rivojlanishida kuchli inqilobiy turtgi bo‘ldi. Bir necha yillar davomida XX asrning bir qator kuchli fiziklari – V.Geyzenberg, E.Shredinger, P.Dirak, N.Bor va boshqalar kvant mexanikasi deb nomlanuvchi yangi fanning nazariy asoslarini ishlab chiqishdi. De-Broyl gipotezasi 1927 yilda amerikalik fiziklar K.Devisson va L.Jermer tomonidan birinchi marta eksperimental tasdiqlandi.
Ular nikel kristallida sochiluvchi elektronlar oqimi qisqa to‘lqinli rentgen nurlanishining kristallarda sochilishida paydo bo‘ladiganga o‘xshash aniq difraksion manzara hosil qilinishini aniqladi. Bu eksperimentlarda kristall tabiiy difraksion panjara rolini o‘ynadi. Difraksion maksimumlar qonuniga binoan de-Broyl formulasiga to‘liq mos tushadigan elektron oqimining to‘lqin uzunligi aniqlandi.
1928 yilda ingliz fizigi Dj.Tomson (bundan 30 yil oldin elektronni kashf etgan Dj.Tomsonning o‘g‘li) De-Broyl gipotezasining yangi tasdig‘ini oldi. Tomson oltindan yasalgan yupqa yarim kristall folga orqali elektronlar oqimi o‘tishida hosil bo‘ladigan difraksion manzarani tajribada kuzatdi.
19.5-rasm. Elektronlar difraksiyasi bo‘yicha Dj.Tomson tajribalarini soddalashtirilgan chizmasi K – qizidiriladigan katod, A – anod, F – oltin folga
Folga orqasiga o‘rnatilgan fotoplastinkada radiuslari elektron tezligi o‘zgarishi bilan o‘zgaradigan, ya’ni to‘lqin uzunliklari de-Broyl to‘lqin uzunligiga mos ravishda oq va qora konsentrik halqalar aniq kuzatildi.
19.6-rasm. Uzoq ekspozitsiya va qisqa ekspozitsiyada yarim kristalli namunada elektronlarning difraksiya manzarasi
Keyingi yillarda, Dj.Tomson tajribasi ko‘p marta takrorlangani bilan natijasi o‘zgarmadi. Shuningdek elektronlar oqimi ancha kuchsiz bo‘lgan hollarda ham, pribor orqali bir vaqtda faqat bitta zarracha o‘tishi mumkin bo‘lgan hollarda ham natija bir xil chiqdi (V.A.Fabrikant 1948 yil). Shunday qilib, to‘lqin xususiyatlari nafaqat ko‘p sonli elektronlar oqimiga balki, har bir elektronga alohida xos ekanligi eksperimentda o‘z isbotini topdi.
Keyinchalik difraksion hodisalar neytronlar, protonlar, atom va molekulalar oqimlari uchun ham kuzatildi. Mikrozarralarda to‘lqin xususiyatlar borligining eksperimental isboti tabiatning bunday universal holati materiyaning umumiy xususiyati haqidagi xulosaga olib keldi. Demak, to‘lqin xususiyatlari makroskopik jismlarga ham xos bo‘lishi kerak. Biroq makroskopik jismlarning massasi katta bo‘lganligi sababli ularning to‘lqin xususiyatlari tajribada aniqlanishi mumkin emas. Masalan 10-9 g massaga ega, 0, 5 m/s tezlik bilan xarakatlanayotgan chang zarrasiga 10-21 tartibli de-Broyl to‘lqini mos tushadi, ya’ni atom o‘lchamlaridan taxminan 11 tartibga kichikdir. To‘lqinning bunday uzunligini kuzatib bo‘lmaydi. Bu misol makroskopik jismlar faqat korpuskulyar xususiyatlarni namoyon etishini ko‘rsatadi.