Lazer kogerent nurlanish chiqaruvchi elektr-optik qurilmadir


Download 37.15 Kb.
Sana18.06.2023
Hajmi37.15 Kb.
#1583458
Bog'liq
Документ Microsoft Word (11)


Lazer kogerent nurlanish chiqaruvchi elektr-optik qurilmadir.
Atama inglizcha "laser" qisqartmasidan kelib chiqib, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (majburiy nurlanish yordamida yorugʻlikni kuchaytirish),[1] deb yoyiladi. Tipik lazer divergensiyasi past va toʻlqin uzunligi qatʼiy cheklangan (yaʼni, monoxrom) yorugʻlik chiqaradi.
Lazer (ing. laser; Light Amplifi cation by Stimulated Emission of Radiation — majburiy nurlanish yordamida yorugʻglikning kuchayishi maʼnosini anglatadigan soʻz birikmalarining bosh harflaridan olingan), optik kvant generator — ultrabinafsha, infraqizil va koʻzga koʻrinadigan soha diapozondagi nurlanishlarni hosil qiluvchi qurilma; kvant elektronikadagi asosiy qurilmalardan biri. Birinchi L. 1960-yilda yoqutda amerikalik olim T. Meyman tomonidan yaratilgan. Ishi atom va molekulalarning majburiy nurlanishiga asoslangan. L. har xil energiya (elektr, yorugʻlik, kimyoviy, issiklik va h.k.)ni optik diapozondagi kogerent elektromagnit nur energiyasiga aylantirib beradi. U 3 element — energiya manbai, aktiv muhit (modda), teskari bogʻlanishdan iborat (agar L. kogerent nurni kuchaytirish uchun xizmat qilsa, teskari boglanish zarur emas). L. boshqa yorugʻlik manbalardan kogerentligi, monoxromatikligi, juda kichik burchak ostida yoʻnalganligi bilan, nur kuvvatining katta spektral zichlikka, juda yuqori tebranish chastotasiga egaligi bilan farqlanadi. Aktiv muhitga koʻra, L. quyidagi guruhlarga boʻlinadi: 1) qattiq jism va suyuqlikdan tayyorlangan L; 2) gazli L; 3) yarimoʻtkazgichli L. Bulardan tashqari, eksimer, kimyoviy va h.k. L. xillari ham bor. L.da teskari bogʻlanish optik rezonator (ikki koʻzgu) yordamida amalga oshiriladi. Koʻzgular orasiga aktiv modda joylashtiriladi. Nur toʻlqini koʻzgulardan qaytib, yana aktiv moddadan oʻtadi, unda majburiy oʻtishlarni yuzaga keltiradi. Koʻzgulardan biri qisman shaffof boʻlib, u cheksiz koʻp oʻtishlardan keyin kuchaygan nurni tashqariga chiqib ketishiga xizmat qiladi.
L.ning ishlash tamoyilida atom tuzil ishi muhimdir. Moddalarni tashkil qilgan atomlarni energetik holatlari (orbitasi) har xil. Pastki orbitada zarrasi boʻlgan atom turgʻun, yuqori orbitada zarrasi boʻlgan atom beqaror boʻladi. Yuqori orbitada zarra uzoq turmaydi. Maʼlum vaqt oʻtgach, zarra pastki orbitaga tushib, atom oʻzidan nur chiqaradi. Yuqori energetik holatlar (orbita) dagi oʻzoʻzidan pastga, yaʼni, energetik turgʻunroq holatga tushmasa, uni "turtib" tushirib yuborishi mumkin. Buni fanda majburiy nurlatish deyiladi. Togʻ ustidan pastga yumalatilgan bitta tosh bir necha toshni yumalatib tushirganidek, moddaning bitta zarrasi turtib yuborilsa, barcha orbitalardagi zarralar qoʻzgʻaladi. Atom chiqargan nur bilan yutilgan nur koʻshilib, ikkitasi toʻrtta, toʻrttasi sakkizta va h.k. L. nuriga aylanadi. Bu nurlarni kvant generator (elektr signal kuchaytirgichiga oʻxshab) kuchaytirib, gʻoyat toʻgʻri yoʻnalgan nur (energiya)ga aylantirib beradi. Energiya manbai (oʻzgarmas tok, yuqori yoki oʻta yuqori chastotali tok, optik yoki L. nuri, elektron nur dastasi) hisobiga aktiv moddadagi elektronlar yuqori (uygʻotilgan) sathlarga oʻtib, inversiya holati (elektronlar soni yuqori sath N2 da quyi sath N, dagiga nisbatan koʻp boʻladi) vujudga keladi. Ularga biror energiya manbai bilan taʼsir ettirilsa (mas, yorugʻlik nuri), aktiv modda ishga tushadi. Bunda elektronlarga berilgan energiya bir necha ming marta koʻpayadi va shu onda L. nuri shaklini oladi. Bundan tashqari, L. nurining qurilmadagi kuchaytirish koeffitsiyenti Kk unda sodir boʻladigan energiya yoʻqotishlar koeffitsiyenti Ky dan ancha katta (KkJ.) boʻlishi kerak. Shu shartlar bajarilganda L. nuri generatsiyasi (hosil boʻlishi)ga erishish mumkin.
L. 2 xil ish rejimiga ega. Agar unda uzluksiz energiya manbaidan foydalanilsa, uzluksiz ingichka nur hosil qilish mumkin. Agar manba impulyeli energiya bersa, L. nur impulslarini beradi.
Qattiq jismlardan tayyorlangan L.da (mas, yoqutli L.da) 0,05% gacha xrom (Sg3+) ionlari (aktivator) qoʻshilgan alyuminiy oksid (A12O3) dan tayyorlangan kizil kristall shisha tayoqcha ishlatiladi. Bunda yoqut silindr shaklida boʻlib, yoqut oʻqining ikki uchiga optik rezonator hosil qiluvchi koʻzgular joylashtirilgan. Impulsli lampadan chiqayotgan yorugʻlik tebrantirishni vujudga keltiradi. Lampaning yorugʻligi yoqutga tushganda, xrom ionlari lampadan chiqayotgan radiatsiya spektrining yashil va sarik, qismlarini yutib "uygʻongan" aktivlashgan holatga oʻtadi. Natijada nurlanishga tayyor aktiv muhit hosil boʻladi va yoqutning oʻqi boʻylab koʻzguga tik yoʻnalgan jala shaklida koʻpayib boruvchi yorugʻlik kvantlari paydo boʻladi. Yoqutli L.larda generatsiyalanayotgan yorugʻlikning quvvati 20 kVt gacha yetadi. Ularning f.i.k. 0,1% dan 10% gacha. L. nuri generatsiyasi aktivatorning energiya sathlari orasidan oʻtishiga bogʻliq. Unda hosil boʻlgan infraqizil nurning toʻlqin uzunligi >.=0,69 mkm. Qattiq jismli L.lardan neodim L.ida aktiv modda vazifasini neodim (Nd3+) ionlari qoʻshilgan shisha (CaWO4) tayoqchadan foydalaniladi. Bu L. L.=1,06 mkm li infraqizil nur chiqaradi.
Suyuq jismlardan tayyorlangan L.da aktiv modda oʻrnida "Rodamin-6J", piranin, tripaflavin va boshqa ishlati-ladi. Boʻyoqni erituvchi sifatida spirt, atseton, toluol va boshqalardan foydalanib, aktiv modda shisha kyuvetaga joylash-tiriladi (2rasm). Azot L. yordamida uygʻotiladigan boʻyoq L.ning sxematik tuzilishi koʻrsatilgan. Gazli L.da [bi-rinchi gazli L. (He-Ne) aralashmasida amerikalik olim A. Javan tomonidan yaratilgan] aktiv muhit gaz (yoki gaz aralashmasi)dan boʻladi. Masalan, geliy-neon (Ne—Ie)li aktiv muhit geliy va neon gazlar aralashmasidan iborat (3-rasm). Gaz aralashmasi elektr razryadi bilan aktivlashgan holatga keladi. Bun-day L.da generatsiya Ne ning sathlar orasidan oʻtishida sodir boʻladi. Bunda 3 ta toʻlqin uzunlikdagi nur chiqadi: ^.=0,63 mkm (qizil nur), L2=1,15 mkm va X3=3,39 mkm (infraqizil nurlar). Gazli L.dan (CO2+N2) da X=10,6 mkm uzunlikdagi nur chiqadi. Ionli va kimyoviy L.lar ham gazli L. hisoblanadi. Ionli L.da aktiv muhit — ionlashgan atomlar, kimyoviy L.da esa kimyoviy reak-siyalarda "uygʻongan" holatga oʻtgan atomlar boʻladi (ion sathlarda ishlovchi argon L.i koʻk nur chiqaradi). Oʻzbekiston milliy universiteti (Oʻzbekiston milliy universiteti)ning kvant radiofizika kafedrasida oʻta yuqori chastota sohasiga oid tranzistorli avtogeneratorlarda ishlovchi ixcham yengil SO2 L.i yaratilgan.
Yarimoʻtkazgichli mas, GaAs L.larda aktiv muhit yarimoʻtkazgichlardan boʻladi. Bunday L.da muhit optik va elekt-ronlar oqimi yordamida aktiv holatga keltiriladi. Bu turdagi L.larda lazer oʻtishlari oʻtkazuvchanlik-valent zonalari va donorakseptor sathlari orasida boʻladi. Bular L. diodlari deyiladi. Yarimoʻtkazgichli diod qalinligi 0,1 mm va yuzasi bir necha mm2 boʻlgan kristall plastinkadan iborat (4-rasm). Bu diodlar orqali toʻgʻri tok oʻtkazilganda elektronlar yuqori zona yoki sathlarga oʻtib, inversiya holati roʻy beradi. Elektronlar quyi zona (yoki sathlar)ga oʻtganida elektron-kovaklar rekombinatsiyasi natijasida ajralgan energiya hisobiga L. nuri generatsiyasi kuzatiladi. GaAs L.idan chiquvchi in-fraqizil nurning toʻlqin uzunligi ^.=0,84 mkm. Yarimoʻtkazgichli L.lardan aktiv moddasi CdS (koʻk nur), CdTe (qizil, toʻq qizil nur — qirmizi), CaSb (qizil; infraqizil nur) boʻlgan L.lar mavjud. Yarimoʻtkazgichli L.larning tuzilishi sodda, oʻlchami kichik va ular uzoq ishlay oladi.
L.lardagi nur quvvati qattiq jismli L., suyuq jismli L., gazli L. va yarimoʻtkazgichli L. tartibida, f.i.k. esa yarimoʻtkazgichli L., suyuq jismli L., gazli L. va qattiqjismli L. tartibida kamayib boradi. Nurning ingichkali-gi (tor burchak ostida yoʻnalgashgagi) gazli L.larda eng yaxshi, yarimoʻtkazgichli L.larda esa eng yomon. Kurilmaning oʻlchamlari, ogʻirligi qattiq jismli L.larda eng katta, gazli va suyuk, jismli L.larda oʻrtacha, yarimoʻtkazgichli L.larda esa eng kichik. Turli L.lar nuri ultrabinafshadan tortib, koʻzga koʻrinadigan soha va infraqizil diapazonlarni qamrab oladi.
L. turli sohalarda keng qoʻllaniladi. Qattiq jismli L.lar lazer spektroskopiyasida, L. texnologiyasi (qattik, jismlarni qirqish, payvandlash, teshish) da, nochizigʻiy optikada, gazli L.lar esa chastota va uzunlikni standartlashda, optik sistemalarni sopash, marksheyder ishlarida, L.lar kimyosida, tibbiyotda; yarimoʻtkazgichli L.lar ixcham, yengil boʻlib, optik aloqa sistemalarida, audio va video sistemalarida, tunda koʻrish qurilmalarida, maʼlu-motni optik qayta ishlash va proyeksion L. televideniyesida keng qoʻllanilmoqda. Kimyoviy L.lar atmosfera tarkibini nazorat qilish sistemalarida ishlatiladi. L.lar kriminalistika, Yer ustidagi uzok, masofalarda va suv osti optik aloqasida, nur tolali telefon aloqa sistemalarida, L. kompakt-diski yasashda, xirurgik operatsiyalarda, oftalmologiyada, boshqariluvchi termoyadro sintezida va h.k. k.da ishlatiladi.
Lazer — ingichka, koʻzni qamashtiradigan darajada oʻtkir yorugʻ nur tarqatuvchi uskunadir.
Uning manbayi uncha katta boʻlmagan kristall yoki gaz toʻldirilgan ampuladir. Magnit maydoni taʼsirida u toʻq qizil yoki zangori nur tarqatadi.
Bu hodisa asrimizning 60 — yillarida rus fizik olimlari Basov va Proxorov hamda amerikalik alloma Mayman tomonidan kashf etilgan. Bu kashfiyot uchun ular Nobel mukofotiga sazovor boʻldilar.
Maʼlum boʻlishicha, lazer nuri oʻta noyob xususiyatlarga ega ekan. Uning yordamida kasalliklarni davolash, qiyin eriydigan metallarni kesish, olis masofalarga axborot va maʼlumotlarni uzatib berish mumkin.
Siz, albatta, musiqa yozilgan kumushrang diskalarni koʻrgansiz. Ularni jaranglatadigan kuch ham lazer nuridir. Estrada maydonlaridagi nur oʻyinlari ham lazer koʻmagida yaratiladi.
Xoʻsh, lazer nurining siri nimada? Lazer tarqatadigan nur muayyan oʻlchovdagi toʻlqin uzunliklariga ega. Tabiatda sof holda bunday nur uchramaydi.
Lazer nuri uzluksiz toʻlqin uzunliklariga ega, u odatda qildan ham ingichka va taram — taram boʻlib tarqaladi.
Lazerlarning har xil turlarining xususiyatlari va qo'llanilishi
Laser texnologiyasi c ega bo'lgan talabnoma dalalar farq qiladi, shuning uchun, meni barcha jihatlari Xalq hayotga, lekin turli to'lqin uzunliklarining va turli xususiyatlarga ega bo'lgan lazer ko'p turlari bor. Men ishonamanki, ko'pchilik murakkab lazer turlari oldida ozgina bosh og'rig'iga ega. Shuning uchun, ushbu maqola turli xil lazerlarni umumlashtiradi va har bir lazer turining xususiyatlari va amaliy qo'llanmalarini birma-bir tushuntirib beradi.

Turli xil ishlaydigan ommaviy axborot vositalariga ko'ra, lazerlar qattiq lazerlar, gaz lazerlari, bo'yoq lazerlari, yarimo'tkazgich lazerlar, tolali lazerlar va bo'sh elektron lazerlarga bo'linadi. Ular orasida qattiq davlat lazerlari va gaz lazerlarining bo'linadigan turlari ko'p. Erkin elektron lazerlardan tashqari, barcha turdagi lazerlarning asosiy ish printsiplari bir xil, shu jumladan nasos manbai, optik rezonator va ortish vositasi.
Qattiq holatda lazerlarda yorug'lik odatda nasos manbai sifatida ishlatiladi va lazer nurini yaratishga qodir kristallar yoki ko'zoynaklar lazer ishlaydigan moddalar deb ataladi. Lazer ishlaydigan modda matritsa va faollashtiruvchi iondan iborat. Matritsali material faollashtiruvchi ion uchun munosib mavjudlikni va ish muhitini ta'minlaydi va lazer hosil qilish jarayoni faollashtiruvchi ion bilan yakunlanadi. Odatda ishlatiladigan faollashtiruvchi ionlar, asosan, xrom, olmos, nikel va neodimiy ionlari kabi nodir tuproq metall ionlari kabi o'tish metall ionlari. Sirtda dielektrik plyonka bilan qoplangan reflektor rezonansli bo'shliq linzalari bo'lib xizmat qiladi, ulardan biri to'liq oyna, ikkinchisi esa yarim oyna. Turli xil faollashtiruvchi ionlar, qo'zg'alish uchun turli xil matritsa materiallari va turli xil to'lqin uzunliklari ishlatiladi, turli xil to'lqin uzunliklarida lazer nuri chiqariladi. Har xil turdagi qattiq lazerlar va ularning qo'llanilishi.
Yoqut lazer
Chiqish lazerining to'lqin uzunligi 694.3 nm, fotoelektrik konversiya tezligi past, atigi 0,1%. Shu bilan birga, uning uzoq floresan ishlashi energiya saqlanishiga yordam beradi va yuqori puls pulsatsiyasini keltirib chiqarishi mumkin. Qalam yadrosi va uzun barmoqlarning qalinligi bilan yoqutli novda tomonidan yaratilgan lazer temir qatlamga osongina kirishi mumkin. Keyinchalik samarali YAG lazerlari paydo bo'lishidan oldin, yoqut lazerlar lazerli kesish va burg'ulashda keng qo'llanilgan. Bundan tashqari, 694 nm yorug'lik melanin tomonidan osongina so'riladi, shuning uchun yoqut lazer ham pigmentli lezyonlarni (terida dog'lar) davolashda ishlatiladi.
Titan safir lazer
Kristal xususiyatlari tufayli u keng sozlanadigan diapazonga ega (ya'ni to'lqin uzunligi diapazoni) va ehtiyojlarga muvofiq 660 nm-1200nm to'lqin uzunligi bilan yorug'lik chiqarishi mumkin. Chastotani ikki baravar oshirish texnologiyasi bilan birlashtirilgan (yorug'lik chastotasini ikki baravar oshirishi, ya'ni to'lqin uzunligini ikki baravar oshirishi mumkin) to'lqin uzunligi oralig'ini 330nm-600nm gacha uzaytirishi mumkin. Titan safir lazerlari femtosekundli spektrometriyada, chiziqli bo'lmagan optikani tadqiq qilishda, oq yorug'lik hosil qilishda, teraherts to'lqinlarini ishlab chiqarishda va hokazolarda qo'llaniladi va tibbiy go'zallikda qo'llaniladi.
Bu yttrium alyuminiy granatasining qisqartmasi. Hozirgi vaqtda ushbu modda keng qamrovli xususiyatlarga ega eng yaxshi lazerli kristalli matritsadir. Neodimiy (Nd) bilan ishlov berilgandan keyin u 1064 nm yorug'lik chiqarishi mumkin va maksimal doimiy chiqish quvvati 1000w ga yetishi mumkin. Dastlabki kunlarda lazerning nasos manbai sifatida inert gaz chirog'i ishlatilgan. Shu bilan birga, flesh pompa usuli keng spektral diapazonga ega, lazer yutish vositasining yutilish spektri bilan mos kelmasligi va katta fotoelektrik konversiya tezligiga olib keladi. Shuning uchun LD (lazerli diod) nasoslardan foydalanish yuqori samaradorlik, yuqori quvvat va lazerning uzoq umriga erishishi mumkin. Nd: YAG lazeri gemangioma davolashda o'smaning o'sishini inhibe qilish uchun ishlatilishi mumkin. Shu bilan birga, ushbu lazerning to'qimalarga termal shikastlanishi tanlanmaydi. Shish qon tomirlarini ivitib turganda ortiqcha energiya normal atrofdagi to'qimalarga zarar etkazadi va operatsiyadan keyin izlar qoladi. Shuning uchun Nd: YAG lazerlari asosan jarrohlik, ginekologiya, yuz xususiyatlari va kamroq dermatologiyada qo'llaniladi.
Yb: YAG (Yb) bilan YAG doplangan YAG 1030 nm yorug'lik chiqarishi mumkin. Yb: YAG nasosining to'lqin uzunligi 941 nm, chiqish to'lqin uzunligiga juda yaqin, bu nasosning kvant samaradorligini 91,4% ga etkazishi mumkin va nasos bilan ishlab chiqarilgan issiqlik 10% atrofida bostiriladi (kirish energiyasining ko'p qismi aylantiriladi) chiqish Lazer energiyasining kichik bir qismi issiqlikka aylanadi, bu konversiya samaradorligi juda yuqori), bu Nd 25% dan 30% gacha: YAG. Yb: YAG eng ko'zga ko'ringan qattiq holatdagi lazer vositalaridan biriga aylandi. LD bilan ishlaydigan yuqori quvvatli Yb: YAG qattiq holati lazerlari yangi tadqiqot mavzusiga aylandi va yuqori samarali, yuqori quvvatli qattiq holati lazerlarini rivojlantirishning asosiy yo'nalishi sifatida qabul qilindi.
Yuqoridagi ikki turga qo'shimcha ravishda, YAG, shuningdek, erbium (Ho), erbium (Er) va shunga o'xshashlar bilan aralashtirilishi mumkin. I: YAG inson ko'zlari uchun xavfsiz 2097nm va 2091nm lazerlarni yaratishi mumkin. Asosan optik aloqa, radar va tibbiy qo'llanmalar uchun javob beradi. Er: YAG 2,9 mkm yorug'lik chiqaradi. Inson tanasi ushbu to'lqin uzunligida yuqori assimilyatsiya tezligiga ega va lazer va qon tomir jarrohlik uchun juda katta amaliy imkoniyatlarga ega.
Bo'yoq lazeri
Organik bo'yoqni lazer vositasi sifatida ishlatadigan lazer, odatda suyuq eritma. Gazsimon va qattiq holatdagi lazer muhitiga qaraganda bo'yoq lazerlari ko'proq keng to'lqin uzunliklarida ishlatilishi mumkin. Keng tarmoqli kengligi ularni ayniqsa sozlanadigan va impulsli lazerlar uchun juda mos qiladi. Biroq, uning qisqa umr ko'rish muddati va chiqish quvvati cheklanganligi sababli, u asosan titan safir kabi sozlanishi to'lqin uzunligi bilan qattiq holatdagi lazer bilan almashtirildi.
S- o'tkazuvchan lazer
Bu ishlaydigan modda sifatida yarimo'tkazgich materialidan foydalanadigan lazerdir. Uchta qo'zg'alish usullari mavjud: elektr in'ektsiyasi, elektron nurni qo'zg'atish va optik nasos. Kichik o'lcham, past narx, yuqori samaradorlik, uzoq xizmat muddati, kam quvvat iste'moli elektron ma'lumot, lazer bosib chiqarish, lazer ko'rsatkichi, optik aloqa, lazerli televizor, kichik lazer projektori, elektron ma'lumot, integratsiyalashgan optika sohalarida qo'llanilishi mumkin. lazerning muhim turi.
Optik tolali lazer
Bu lazer tolali aloqa, lazer kosmik masofaviy aloqa, sanoat kemasozlik, avtomobilsozlik, lazerli o'yma, lazer markirovkasi, lazerni kesish kabi keng qamrovli dasturlarga ega bo'lgan noyob tuproqli elementli shisha tolalar yordamida lazerga taalluqlidir. , bosma rulolar, metall Metall burg'ulash / kesish / payvandlash (brazing, söndürme, qoplama va chuqur payvandlash), harbiy mudofaa xavfsizligi, tibbiy asbob-uskunalar va jihozlar, keng ko'lamli infratuzilma, boshqa lazerlar uchun nasos manbai sifatida va boshqalar.
Bepul elektron lazer
Bu an'anaviy lazerlardan farq qiladigan yuqori quvvatli kogerent nurlanish manbaini yangi turidir. Bu ishlaydigan material sifatida gaz, suyuq yoki qattiq narsani talab qilmaydi, lekin yuqori energiyali elektron nurlarning kinetik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri kogerent nurlanish energiyasiga aylantiradi. Shuning uchun bo'sh elektron lazerning ishchi moddasi ham erkin elektron deb qaralishi mumkin. Bu yuqori quvvat, yuqori samaradorlik, to'lqin uzunliklarini keng sozlash va ultra qisqa impulslarning vaqt tuzilishi kabi bir qator ajoyib xususiyatlarga ega. Undan tashqari, hech qanday lazer bir vaqtning o'zida bunday xususiyatlarga ega bo'lolmaydi. Fizikani tadqiq qilish, lazer quroli, lazer termoyadrovati, fotokimyo va optik aloqalarda juda istiqbolli istiqbollarga ega.
NURLANISH QONUNIYATLARI YA ULARNING TURLARI Ushbu bobda lazer nurlanishlarining fizik qonuniyatlarini bayon qilishdan oldin elektromagnit to‘lqin nurlanishi (yorug‘lik nuri) ta’sirida atom va molekulalami nurlanishi bilan bog‘liq fizik hodisalar to‘g‘risida ma’lumotga ega bo‘lishni lozim topdik. Jumladan, nurlanishning fizik qonuniyatlari, spontan va majburiy nurlanishlar hamda ulaming asosiy xarakteristikalari, energetik sathlar va ularni hosil qilish kabi muhim, ayniqsa, keyingi boblardagi mavzulami tushunish oson bo‘lishni ta’minlashni nazarda tutuvchi ma’lumotlar bayon qilingan. 1.1. Nurlanishning fizik qonuniyatlari a) Issiqlik nurlanishi va Kirxgof qonuni Agar jismlar ma’lum darajada musbat haroratga ega bo‘lsa, ular tashqi muhitga nurlanish tarqatadi. Bu nurlanish ham yorug‘lik nuri kabi elektromagnit hodisalariga kiradi. Issiqlik nurlanishi intensivligi numi chiqaruvchi jism haroratiga bog‘liq. To‘lqin uzunligi har qanday qiymatga ega bo‘lgan elektromagnit nurlanish modda tarkibidagi elektr zaryadlarining, ya’ni elektron va ionlaming tebranishlari oqibatida vujudga keladi. Moddani tashkil etgan ionlaming tebranishlaridan past chastotali nurlanish paydo bo‘ladi, chunki ionlaming massalari katta bo‘lib, tebranish chastotasi elektronlamikidan kichik bo‘ladi. Elektronlar tebranishidan hosil bo‘lgan nurlanish yuqori chastotali bo‘ladi. Infraqizil va ultrabinafsha nurlanishlami hosil qilish xuddi shu asosda tushuntiriladi. Tabiatda eng ko‘p uchraydigan nurlanish - bu issiqlik nurlanshidir. Jismning faqat haroratiga bog‘liq bo‘lgan nurlanishni issiqlik nurlanishi deyiladi.

Agar bir necha jism issiqlikdan himoya qilingan sistema ichida joylashgan bo‘lsa, ular issiqlik energiyasi nurlanishi va issiqlik energiyasi yutish natijasida o‘zaro termodinamik muvozanatda bo‘ladi. Bu hoi uchun P.Prevo (shvetsariyalik olim) qoidasi o‘rinli bo'ladi. Bu qoida quyidagicha ta’riflanadi: termodinamik muvozanatda bo ‘Igan ikki jism harxil miqdorga ega bo ‘Igan energiyaniyutsa, ulartti issiqlik nurlanishi intensivligi ham har xil bo ‘ladi. Har qanday jismlar nur chiqara olish qobiliyatiga ega bo‘ladi. Jismlaming nur chiqara olish qobiliyati, ya’ni nurlanish qobiliyati deb yuza birligidan atrofga chiqaradigan yorug‘lik oqimiga aytiladi va EVJ = 7 (1.1) formula bilan aniqlanadi. Bu formulada: EvT - nur chiqarish qobiliyatini ifodalab, nurlanish chastotasi va muhit haroratiga bog'liq bo‘ladi, F - nurlanish oqimi, S - yuza. Nurlanish qobiliyati nurlaninshning spektral zichligi bilan quyidagicha bog‘langan: YET = XT YEv.t • dv. SI sistemasida nur chiqara olish qobiliyatining birligi - Vt/m2. Jismlaming yorug‘likni yutish qobiliyati (Av) yoki jismlaming monoxromatik yutish koeffitsiyenti deb, yutilgan yorug‘lik oqimi (dF'v) ni tushayotgan yorug‘lik oqimi (dFv) ga nisbatiga aytiladi va quyidagi formula bilan ifodalanadi: Av - o‘lchamsiz kattalik. Bu kattalik nurlanish chastotasi va jismning haroratidan tashqari, jismning irmterialiga, shakliga va yuzining silliqligiga bog‘liq. Agar jism tushayotgan yorug'lik oqimini to‘la yutsa, bunday jismga absolyut qora jism deyiladi. Turli toMqin uzunlikdagi nurlanishlar chiqaruvchi Quyoshni amalda absolyut qora jism deb qarash mumkin. Bundan ayon bo‘ladiki, jismlar harorati birday yuqori bo‘lganda, qora jism boshqa jismlarga qaraganda ravshanroq ko‘rinadi. Absolyut qora jism uchun Av = 1. Real jismlar absolyut qora emasdir, lekin optik xossalariga qarab ularning ayrimlari absolyut qora jismga yaqinligini ko‘rsatish mumkin (masalan, qora kuya, qora baxmal va hokazo). Jismning nur chiqarish qobiliyatining (EvT) spektral zichligi va numi yutish qobiliyati (AvT) orasida ma’lum nisbat bo‘lib, bu nisbat quyidagicha ifodalanadi va Kirxgof qonunini ifodalaydi. Bu qonunga asosan, ixtiyoriy to'lqin uzunligi va harorat uchun jimslaming nur chiqarish qobiliyatini, nur yutish qobiliyatiga nisbati hamma jismlar uchun bir xil boMib, absolyut qora jismni nur chiqarish qobiliyati ev T gateng. Ko‘p hollarda ev T ni Kirxgof funksiyasi deb ham ataladi. Shunday qilib, Kirxgof funksiyasi absolyut qora jismning nurlanish qobiliyatidir. b) Absolyut qora jismning nurlanish qonuni Stefan - Bolsman qonuni (avstriyalik olimlar). Bu qonunga asosan absolyut qora jismning integral nur chiqarish qobiliyati £T absolyut haroratga quyidagicha darajasiga bog‘liq deb qaralib, nurlanish chastotasi e’tiborga olinmaydi. Ya’ni muhitning nurlanishi qanday chastota oralig‘iga to‘g‘ri kelishi bo‘yicha ma’lumot berilmaydi. Vin qonuni (nemis olimi). Absolyut qora jismning nur chiqarish qobiliyati £v,r = sv 3/(^ ) (1.5) • » V * ko‘rimshida ifodalanadi. Bu formulada: / ( - ) - universal fimksiya, s-yorugiikning vaakuumdagi tezligi, v -yorug‘lik chastotasi. Vin emperik ravishda £vT fimksiyaning grafigini aniqladi. svT maksimumiga to‘g‘ri kelgan nurlanish to'lqin uzunligi Amax yoki chastotasi vmax harorat bilan quyidagicha bog‘liq: Vmax = T /a (1-6) Bu formula Vinning siljish qonunini ifodalaydi, bu yerda, a — muhit haroratiga bog‘liq emas, oMchash natijalariga asosan a = 0,5100 smgrad ga teng. Bu qonunga asosan absolyut qora jismning maksimal nur chiqarish qobiliyati chastotasi bu jismning absolyut haroratiga to‘g‘ri proporsional. Chastota o'rniga toMqin uzunligini kiritib, Vin qonunini quyidagicha yozish mumkin: * « ■ = £ / ( £ 0.7) U holda absolyut qora jism nur chiqarish qobiliyatini maksimal qiymatiga to‘g‘ri keluvchi toMqin uzunligi bo‘lib: Ятпах = b/T , bunda b - Vin doimiysi b = 0,2898 sm -grad ga teng. Vin qonuniga asosan absolyut qora jism maksimal nur chiqarish qobiliyatini jismning haroratiga va nurlanayotgan yorug‘lik toMqin uzunligiga bogMiqligini ifodalaydi
Download 37.15 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling