«fizikа» fаnidаn o’quv uslubiy majmua

Quyoshning aylanishi.Quyosh dog’larini uzluksiz kuzatish ularning Quyosh gardishi sharq tomondan chiqib, g’arb tomonga bir tekis siljibborishini ko’rsatadi. Quyoshning sharq va g’arb tomonlarida gardish chetlari spektridagi chiziqlari siljishini o’rganish, Quyosh o’z o’qi atrofida aylanayotganidan darak beradi.
Quyosh doimiysi deb bir minutda Quyoshdan Yergacha bo’lgan o’rtacha masofada (Yer atmosferasidan tashqarida) Quyoshdan kelayotgan nurlanish yo’nalishiga tik yotgan 1 sm² yuzasidan o’tayotgan Quyosh energiyasining to’la miqdoriga aytiladi.
Fotosfera qalinligi 300 kmga yaqin bo’lib, unda boshqa qatlamlarga nisbatan yaxshi o’rganilgan quyidagi obyektlarni kuzatish mumkin: granulyatsiya (donadorlik), mash’allar va Quyosh dog’lari.
Fotosfera, oddiy ko’z bilan kuzatilganda ko’rinadigandek bir tekis ravshanlikdagi sirtdan iborat bo’lmay, guruch donasini eslatuvchi donador strukturaga ega. Quyoshni va boshqa osmon jismlarini o’rganish maqsadida strotosferaga uchirilgan astronomic stansiyalar granulyatsiya donalarining kattaligi, fizik tabiati va ulardagi gaz massasi oqimining xarakteri bilan tanishtirdi. 1970 – yilda uchirilgan “Stratoskop-П” Quyosh stansiyasi yordamida olingan granulyatsiyaning spektriga ko’ra, granulyatsiyadagi donadorlik konvektiv yacheykalar bo’lib, ularning markaziy qismida gaz oqimining ko’tarilishi (υ=0,2 km/s) chegaralari bo’ylab esa uning qayta tushishi kuzatiladi. Yacheykaning kattaligi 300 km dan 1000 km gacha, ba’zan undan kattaroq bo’ladi.
Fotosferada kuzatiladigan mash’allar ravshanligi jihatdan ajralib turadigan zanjirsimon obyektlardir. Spektral analiz mash’allarning ravshanligi fotosferanikidan 10-20 foizga ortiq ekanligini ko’rsatadi. Mash’allarni faqat Quyosh Ko’rinma diskining chekkalari yaqinidagina kuzatish mumkin, disk markazi atrofida esa ular deyarli ko’rinmaydi. Buning sababi, Quyosh diski markazida nurlanish, uning chuqurroq sohalaridan chiqayotganligi tufayli chetlariga nisbatan intensivligidadir.Mash’allar magnit maydonga ega bo’lib, maydon kuchlanganligi 50-100 erstedni tashkil qiladi.
Quyosh dog’lari dastlab granulalar orasida kichik nuqta shaklida tug’iladi. Dog’larning tug;ilish bosqichi – pora deyiladi. Poralar asosan mash’alli sohada joylashgan granulalar orasida vujudga keladi. Quyosh dog’I ikki qismdan iborat bo’lib, uning markaziy timqora qismi yadro yoki soya deyiladi. Yadroni o’rovchi qismi esa yarim soya deb yuritiladi.
Quyosh dog’lari yakka holda kam uchraydigan obyektlar bo’lib, asosan guruh – guruh holda uchraydi. Dog’ guruhlarida bir yoki ikki yirik dog’ bo’lib, u yana bir necha tartibsiz joylashgan mayda dog’chalar va poralardan iborat bo’ladi. Qizig’I shundaki, guruhdagi ikki yirik dog’dan biri shimoliy magnit qutbiga, ikkinchisi esa janubiy magnit qutbiga ega bo’ladi. Guruhdagi bu ikki yirik dog’dan g’arbdagisi lider, sharqdagisi esa dumdagi dog’ deb yuritiladi. Guruh dog’lari strukturasiga ko’ra, sinflarga bo’linadi. Agar guruhda bir hil qutubga ega bo’lgan dog’lar yoki birgina dog’ bo’lsa unipolyar, qarama-qarshi qutublarga ikki dog’ yoki dog’lar guruhidan tashkil topganda esa bi polyar deyiladi. Guruhdagi dog’lar qutublanishi jihatidan aniq bir qonuniyatgq bo’ysunmaydi.
Dog’larning o’lchami hilma hil bo’lib, ularning maydonining diametri bir necha ming kilometrdan bir necha yuz ming kilometrgacha boradi. 1858-yilda kuzatilgan yirik do’g’ning maydonining diametri 230 ming kilometrni tashkil qilib, Yer diametridan 28 marta katta bo’lgan.
Quyosh do’g’larining yarim soya qismida gaz massasining uzluksiz tashqariga tomon oqib chiqishi kuzatiladi. Oqimning o’rtacha tezligi sekundiga 2 kilometrni tashkil qiladi. Yarim soyadagi bu hodisa Doppler effekti asosida asosida Kodaykanal (Hindiston) observatoriyasi astronomi J. Evershed tomonidan aniqlandi va bu hodisa olim sharafiga Evershed effekti deb yuritiladi. Yarim soya bo’ylab gaz oqimi qora tolalar bo’ylab kuzatilib, yorug’ tolalar bu harakatda ishtirok etmasligi spektral tahlil asosida ma’lum bo’ldi.
Quyosh dog’iarining yashash vaqti turlicha bo’ladi. Poralarni e’tiborga olmaganda, dog’lar bir necha oygacha yashaydi. Bir necha oy mavjud bo’ladigan dog’lar dog’lar juda kam uchraydi. Poralar esa bir necha soatdan bir necha sutkagacha “yashaydi” yoki bu davr ichida dog’ga aylanadi.
Quyoshda dog’larning soni vaqt o’tishi bilan o’zgarib turadi. Dog’lar sonining o’zgarib turishi, ma’lum davriylik asosida kechishi 1775-yili kopengagenlik P. Gorribov va keyinroq nemis astronomiya ishqibozi G. Shvabe tomonidan ko’p yillik kuzatishlar natijasida aniqlandi. Shvetsariyalik astronom R. Volf kundalik dog’lar sonini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalandi ( keyinchalik u Volf soni deb ataladigan bo’ldi):
 
bu o’rinda k-teleskop quvvatini ifodalovchi koeffisenti bo’lib, R. Volf foydalangan teleskop uchun k=1 f- Quyoshning dog’larini umumiy sonini, g- esa dog’ gurhlarining sonini ifodalaydi.
Volf o’z observatoriyasida bir necha yil davomida Quyosh dog’lari soning o’zgarishi va Galiley zamonasidan buyon kuzatilgan dog’lar soniga tayangan holda, Quyosh dog’lari soni 11,1 yillik davr bilan o’zgaradi degan hulosaga keldi. Bu davr Quyosh aktivligi davr deb yuritiladi.
(82- rasm).
Dog’lar asosan Quyosh ekvatori atrofida   li geliografik kenglik zonasida uchrab, undan katta kengliklarda deyarli kuzatilmaydi. Quyosh aktivligining minimumi davrida dog’lar   li geliografik kengliklarda vujudga kelib, keyin uning ko’payishi davomida ularning paydo bo’lish zonasi ekvator tomondan yaqinlashib keladi. Bu hodisa Kerington tomonidan aniqlanib, G. Shptorer qonuni yoki ba’zan ko’rinishiga ko’ra “Maunder kapalagi” ham deb yuritiladi.

Quyosh dog’larining kelib chiqishi haqidagi dastlabki nazariyalar nuriy muvozanat sohasida kuzatilayotgan gazning adiabatic sovushiga asoslangan. Bu nazariyalardan biri 1921- yilda Ressel tomonidan, boshqa biri esa 1926 yilda Rosseland va Berknis tomonidan ilgari surildi. Biroq Quyoshning sirtqi qatlamida vodorodli konvektiv zonaning aniqlanishi adiabatik sovush nazariyasi uchun hal qilish qiyin bo’lgan qiyinchiliklarni tug’dirdi.

Quyosh dog’larining sovushini magnit maydon ta’siri orqali tushuntiradigan gipoteza keyinroq 1941-yilda Birman tomonidan va Xeyl tomonidan taklif qilindi. Birman nazariyasiga ko’ra dog
larda magnit maydon konveksiyasi mavjud bo’lib, u dog’ o’rniga yo’nalgan energiya oqimini susaytiradi va natijada bu jarayon dog’ sohasida temperaturaning pasayishini vujudga keltiradi. Bu esa o’z navbatida dog’ni fotosfera fonida ko’ra bo’lib ko’rinishiga sabab bo’ladi. Biroq keyingi yillarda dog’larning soya qismida ham donodorlik yacheykalarining kuzatilishi, bu nazariya obro’siga biroz putur yetkazdi. Shuni aytish kerakki, kuzatilgan yadrodagi granulyatsiyon yacheykalar fotosfera granulalari bilan solishtirilganda, magnit maydonda konvektiv oqimga bevosita ta’siri borligi ma’lum bo’ldi. Natijada konveksiya dog’ sohasida butunlay bo’g’ilmasada harqalay tormozlanishiga shubha qolmadi.
Heyl nazariyasiga ko’ra, konveksiya tufayli Quyosh sirtiga ko’tarilgan issiqlik energiyasi uning katta sirt maydoni bo’ylab taqsimlanishi natijasida sovib, qora dog’ni hosil qiladi. Bu ilmiy gipoteza konveksiya oqimi faqat magnit maydon kuch chiziqlari bo’ylab ko’tarilishi va dog’larda magnit maydoni haqidagi klassik tassavvurga binoan uning kuch chiziqlari quyosh sirti bo’ylab yoyilishiga asoslanadi.
Garchi Birman va Xeyl gipotezalari hozirgi zamon kuzatishlari natijalariga ko’ra o’zini to’la oqlay olmasada, dog’larda plazmaning sovushi, Quyosh ichki energiyasini sirtga tashuvchi konveksiyaning magnit maydoni tomonidan qisman tormozlanishidan ekanligiga bugun etarlicha dalil mavjud.
Quyosh dog’larining spektri. Quyosh dog’larining spektri fotosfera spektri bir hil, ya’ni yutilish spektri bo’lib, unda uyg’onish potensiali kichik bo’lgan spektral chiziqlar fotosferanikiga nisbatan kuchaygani holda potensiali katta bo’lganlarinig intensivligi, aksincha, kamaygan holda bo’ladi. Quyosh dog’lari spektridagi dog’ga tegishli fizik parametrlarni ( harakat tezligi, magnit maydon kuchlanganligi va hakazo) aniqlash maqsadida, dog’ spektrini olishda, spektrograf tirqishining balandligi shunday tanlanadiki, bunda spektr dog’ning ikki tomonidan fotosferani ham o’z ichiga oladi.
Dog’ spektrida spectral chiziqlar sokin fotosferanikidan farqli o’laroq, uning yarimsoya qismida plazmaning harakati borlagidan darak berib, asosan dog’ning bu qismida spektrning qizil yoki binafsha tomoniga siljiydi.
Ma’lum λ to’lqin uznligining siljishi   λ ni tashkil qilsa, u holda nuriy tezlik ( tezlikning qarash chizig’i bo’yicha tashkil etuvchisi) Doppler effektiga ko’ra

 

formulalardan topidildi. Bu erda-c yorug’lik tezligini ifodalab, tezlikning musbat ishorasi spectral chiziqni beruvchi atomlar va erkin elektronlardan iborat plazma massasini kuzatuvchiga nisbatan υ tezlik bilan uzoqlashishidan, minus ishora esa aksincha shunday tezlik bilan yaqinlashishidan darak beradi.
Shuningdek, nurlanayotgan plazma atomlari dog’ning magnit maydonida dog’langanda spectral chiziqlarning bo’laklarga bo’linishi kuzatiladi (ayniqsa dog’ning yadroga tegishli qismida). Bu hodisa Zeeman effekti dзeb yuritiladi. Zeeman effektiga ko’ra, kuzatiladigan dog’ sohasida magnit maydon kuchlangaligi vektorining qarash chizig’i yonaliashiga nisbatan qanday joylashganligiga qarab, spectral chiziq ikkita yoki uchta tashkil etuvchiga bo’linadi. Agar maydon kuchlanganligi vektori (H) qarash chizig’i bilan har hil yo’nalgan bo’lsa, u holda spectral chiziq ikkita komponentaga (  ) ajralib, ular aylanma qutblangan bo’ladi. Agar H vektorning yo’nalishi, qarash chizig’i yo’nalishi bilan 90⁰ li burchakni tashkil qilsa, u holda spectral chiziq 3 ta komponenetaga ( ) bo’linib, ular chiziqli qutblangan bo’ladi. Komponentalarning intensivligi birinchi holda o’zaro   teng bo’lib, ikkinchi holda   nisbat ko’rinishida bo’ladi.
Magnit maydoni kuchlanganligining kattaligi H hosil bo’lgan komponentalar tolqin uzuliklarinig ayirmasiga proporsional bo’ladi, ya’ni
 
bu o’rinda