Fizika texnika fakulteti

II.BOB.YORUG’LIKNING BOSIMI.
2.1. Yorug’lik bosimining tajribada o’rganilishi.
Yorug’likning modda ko’rsatadigan turli ta’sirlari orasida uning bosimi juda katta ahamiyatga ega. Yorug’likning bosimi yorug’lik elektromagnitek nazariyasining rivojlanishi uchun katta ahamyatga ega bo’ladi, bundan tashqari, yorug’likning tabiatga bo’lgan umumfilosofik nuqtai nazar ancha qiziqarli bo’lib, kosmik sohada ham keng qo’llaniladi.
Yorug’lik o’zini yoritayotgan jisimlarga bosim berishi kerak degan g’oyani Kopler aytgan bo’lib, u kometalar quyruqlari shakliga o’sha bosim sabab bo’ladi. Yorug’lik bosimi haqidagi g’oya nyutonning zarralar oqib chiqishi (ya’ni korpuskulyar) nazariyasidan ham kelib chiqadi: bu nazriyaga muvofiq, yorug’lik zarralari qaytarayotgan yoki yutayotgan jismlarga urilganda impluslarning bir qismini ularga berish, ya’ni bosim hosil qilish kerak.
Bu masalaning nazariyasi va tajribasi juda uzun tarixga eag. Tajriba hususida juda soda urinishlar bilan birga ancha juddiy tajribalar ham o’tkazib, bu tajribalarning ba’zilari, masalan, Kruks tajribalari siyraklashtirilgan gazlarning kinetikasi bilan bog’liq bo’lgan maxsus radiometric hodisalarning kash etilishiga olib keldi. Franklin o’zidan oldin yorug’lik bosimini aniqlashga bag’ishlangan barcha urunishlarining muvaffaqiytsizlikka uchraganligini korpuskilyar nazariyaga qarshi qo’yiladigan dalillardan biri sifatida ko’rsatilgan. Keyinchalik Yung ham shu dalillardan foydalangan, biroq na Fraklin, na Yung bu bosimning eng kam qiymati haqida mumkin emas edi, demak, o’sha vaqtda tajribada qo’llanilgan burama tarozining sezgirligi yetarli yoki yetarli emasligi haqida hech narsa deyish mumkin emas edi.
Masvell yorug’likning elektromagnitik nazariyasi asosida yorug’lik bosimining bo’lishi zaryrligini keltirib chiqarganida va hatto bu bosimning kattaligini hisoblab bergandan so’ng Franklinning yorug’likning to’lqin nazariyasi elastiklik nazariyasi sifatida rivojlanayotgani uchun muhum ahamiyatga ega bo’lgan e’tirozlari korpuskulyar tasavvurlarga qarshi qo’yiladigan dalil sifatida o’z kuchini yo’qotadi.
Yorug’lik ko’ngdalang elektromagnitik to’lqin bo’lgani uchun o’tkazgich (ko’zgu yoki yutuvchi jism) sirtiga tushganda bunday ta’sirlar ko’rsatishi kerak; yoritilgan sirt tekisligida yotgan elektor vektori o’sha vector yo’nalishi bo’yicha tok hosil qiladi:yorug’lik to’lqining magnit maydoni paydo bo’lgan bu tokka Amper qonuniga asosan shunday kuch bilan ta’sir qiladiki, bu kuchning yo’nalishi yorug’likning tarqalish yo’nalishi bilan bir hil bo’ladi.Shunday qilib, yorug’lik bilan qaytuvchi yoki yutuvchi jism o’rtasidagi ponderomotor o’zaro ta’sir jismga bo’layotgan bosimni vujudaga keltiradi. Bosim kuchi yorug’likning intensivligiga bog’liq bo’ladi. Yorug’lik nurlari parallel dasta tashkil qilgan holda Maksvellning hisobi bo’yicha p bosim yorug’lik energiyasining u zichligiga, ya’ni hajm birligidagi zichligiga teng bo’ladi. Bunda yorug’lik tushayotgan jism absolyut qora, ya’ni o’ziga tushayotgan yorug’lik energiyasini to’liq yutadigan jism deb faraz qilinadi. Agar jismning qaytarish koeffitsientini nolga teng bo’lmay, biror R qiymatga teng bo’lsa, u holda bosim bo’ladi, ideal ko’zgu uchun xususiy holda (R=1) bosim p=2u bo’ladi. Agar 1 yuzaga 1 s ichida normal tushayotgan energiyani (yoritilganlikni) E bilan belgilasak, u holda nur energiyasining zichligi E/c ga teng bo’ladi, bu yerda c-yorug’likning tezligi. Shunday qilib, yorug’likning bosimini quyidagicha ifodalash mumkin:
(185.1)
Maksvell yorug’ kunda quyosh nurlari 1 qora sirtga 0,4 Mg kuch bilan bosim beradi deb topdi. Agar yorug’lik devorga bo’shliq ichidagi barcha yo’nalishlari bo’yicha tushayotgan bo’lsa nurlanishning zichligi u ga teng bo’lganda qora sirtga p=u/3 bosim berilaldi.
Yorug’lik bosimini birinchi bo’lib P.N. Lebedev Maskovada o’z davridagi eksperemental san’atning namunasi bo’lgan tajribalarida aniqlanadi va o’lchadi. Lebedov tajribasidagi asbob ingichka ipga bog’langan yengil osmadan iborat bo’lib, bu osmaning chekkalariga yupqa yengil qanotchalar ulangan: bu qantochalarning biri qoraytirilgan, ikkinchisi esa yaltiroq holda qoldirilgan. Havosi so’rib olingan G idish ichiga joylashtirilgan R osma (34.1-rasm) juda sezgir Burma tarozi tashkil qiladi. V yoy lampaning yorug’lik zarralar va ko’’zgular sistemasi yordamida qanotchalarning biriga to’plab yuboriladiva R osmaning burilishiga sabab bo’ladi. Osmaning burilishi ipga biriktirilgan ko’zgucha va turuba yordamida kuzatiladi (bular rasmda ko’rsatilmagan). S_1, S₄ qo’sh ko’zguni siljitib V yoyning yorug’ligini qanotchaning betiga yoki orqasiga yuborish va shu bilan asmaning buralish yo’nalishini o’zgartirish mumkin. P₁ plastinka yorug’lik dastasining ma’lum qismini T termoelementga yuboradi, termoelement esa tushayotgan energiya kattaligini o’lchashga imkon beradi. Tajribalar turli shakldagi osmalar yordamida o’tkazilgan edi. (34.2-rasm)
Lebedevning tajribasida asosiy qiyinchiliklar gazning konveksion oqimlari borligi va radiometrik ta’sirning mavjudligida edi. Bu ta’sir tushayotgan yorug’lik yo’nalishining oqimiga ta’sirini o’rganish va bartarf qilishda yoritish yo’nalishini o’zgartirishdan foydalangan.
Radiometrik ta’sirlar siyraklashgan gazda qanotchaning yoritilgan va yoritilmagan tomoni temperaturalari farqi natijasida paydo bo’ladi. Agar temperaturalar farqini kamaytirish uchun juda yupqa metall qanotchalarni qo’llab, balondagi gazni bosimi kamaytirilsa, radiometrik ta’sir kamayadi. Agar yorug’lik yaltiroq qanotchaga tushgan bo’lsa, yorug’likning bosimi yorug’lik qoraytirilgan qanotchaga tushgandagiga qarganda taxminan ikki marta ko’p bo’lishi kerak. Aksinch, qoraytirilgan qanotcha yoritilganda radiometrik ta’sir ko’proq bo’ladi, chunki qoraytirilgan qanotcha kuchliroq qiziydi. Lebedevning tajribasida yorug’liknini yaltiroq qanotchaga qaraganda taxminan ikki barobar ko’p ta’sir qilishi haqiqatdan ham kuzatilgan bo’lib, radiometrik ta’sirning to’liq bartaraf qilinganligini isbot qiladi.
Lebedev o’lchashlari yorug’lik bosimining Maksvekll hisoblab topgan qiymatiga (20% aniqlik bilan) to’g’ri keladiga natijalar berdi. Ko’p yillardan so’ng Gerlax (1923 yil) vakuum olishning murakkabroq usullarida foydalanib Lebedevning tajribalarini takrorladi. Natijada tajriba o’tkazish yengillabgina qolmay, balki natijalar nazariyasiga yaxshiroq (2%gacha) to’g’ri keladigan bo’lib chiqdi.
Lebedev yorug’likning gazlarga ko’rsatadigan bosimini topish va o’lchash kabi yana boshqa, juda qiyin masalani hal qildi.

34.1-rasm. P.N.L. ning yorug’lik bosimini o’lchash bo’yicha o’tkazgan tajribalarining sxemasi.	34.2-rasm P.N.L qurilmasidagi qanotchalarni Biriktirishning turli sistemalari.

Lebedev o’lchashlari yorug’lik bosimining Maksvekll hisoblab topgan qiymatiga (20% aniqlik bilan) to’g’ri keladiga natijalar berdi. Ko’p yillardan so’ng Gerlax (1923 yil) vakuum olishning murakkabroq usullarida foydalanib Lebedevning tajribalarini takrorladi. Natijada tajriba o’tkazish yengillabgina qolmay, balki natijalar nazariyasiga yaxshiroq (2%gacha) to’g’ri keladigan bo’lib chiqdi.
Lebedev yorug’likning gazlarga ko’rsatadigan bosimini topish va o’lchash kabi yana boshqa, juda qiyin masalani hal qildi.