Magnit maydanindagi jaqtiliq spektrinin quramalasiwi. Zeeman effekti temasinda jaz

2.4.Zeemanning teris effekti. Bul effekt penen Faradey hádiysesi

ortasındaǵı munasábeti................................................................................. 25

Juwmaqlaw………………………………………………………………. 28

Paydalanılǵan ádebiyatlar………………………………………………. 30

Kirisiw
Optika – optikalıq nurlanıw (jaqtılıq) tábiyatın onıń tarqalıwı hám jaqtılıq hám zattıń óz ara tásirinde gúzetiletuǵın hádiyselerdi úyrenetuǵın fizikanıń bir bólimi esaplanadı. Optikalıq nurlanıw elektromagnit tolqınlar bolıp tabıladı, sol sebepli optikalıq elektromagnit maydannıń ulıwma teoriyasınıń bir bólegi bolıp tabıladı [1].
Optikalıq qısqa elektromagnit tolqınlardıń tarqalıwı menen baylanıslı bolǵan fizikalıq qubılıslardı úyrenedi, olardıń uzınlıǵı shama menen - m. 760nm, insan kózi tárepinen tikkeley aqıl etiletuǵın kórinetuǵın jaqtılıq regioni jatadı. Ol bir tárepten rentgen nurları menen, basqa tárepten radio emissiyasınıń mikrotolqınlı diapazonı menen sheklengen. Dawam etip atırǵan processler fizikası kózqarasınan, elektromagnit tolqınlardıń (kórinetuǵın jaqtılıq ) bunday tar spektrin tańlaw júdá logikalıq emes, sol sebepli "optikalıq diapazon" túsinigi ádette infraqızıl hám ultrafiyolet nurlanıwdı da óz ishine aladı [3].
Optikalıq diapazonnıń shekleniwi óz basımshalıq penen hám tiykarınan kórsetilgen diapazondaǵı hádiyselerdi úyreniw ushın texnikalıq qurallar hám usıllardıń ulıwmalıǵı menen belgilenedi. Bul qurallar hám usıllar sızıqlı ólshemleri nurlanıw uzınlıǵı l den ádewir ulken bolǵan ásbaplar járdeminde nurlanıwdıń tolqın qásiyetlerine tiykarlanǵan optikalıq obyektlerdiń súwretlerin qáliplestiriw, sonıń menen birge, jaqtılıq qabıl etiwshilerden paydalanıw menen xarakterlenedi. Onıń kvant ózgesheliklerine tiykarlanadı. Dástúrge kóre, optikalıq ádette geometriyalıq, fizikalıq hám fiziologiyalıq bólinedi. Geometriyalıq optika jaqtılıqtıń tábiyaatı haqqındaǵı sorawdı qaldırıp, onıń tarqalıwınıń empirik nizamlıqlarınan kelip shıǵadı hám optikalıq tárepten bir qiyli ortalıqta hár qıylı optikalıq ayrıqshalıqlarǵa iye hám tuwrı sızıqlı ortalıq shegaralarında sınıwı hám sáwlelenetuǵın jaqtılıq nurlarınıń ideyasınan paydalanadı. Onıń wazıypası jaqtılıq nurlarınıń n nıń koordinatalarǵa baylanıslılıǵı málim bolǵan ortalıqta jaqtılıq nurlarınıń barıwın matematikalıq tárizde tekseriw yamasa kerisinshe, nurlar júz bergen ashıq hám sáwlelendiriwshi ortalıqtıń optikalıq qásiyetleri hám formasın tabıw bolıp tabıladı. Geometriyalıq optika kóz áynek linzalarınan tartıp quramalı linzalar hám úlken astronomiyalıq ásbaplarǵa shekem bolǵan optikalıq ásbaplardı esaplaw hám proektlestiriw ushın eń úlken áhmiyetke iye. Fizikalıq optika jaqtılıq hám jaqtılıq hádiyseleriniń tábiyaatı menen baylanıslı máseleler menen shuǵıllanadı. Jaqtılıqtıń kese elektromagnit tolqınlar ekenligi haqqındaǵı bayanat jaqtılıqtıń diffrakciyası, interferenciyası, jaqtılıq polyuslanıwı hám anizotrop ortalıqta tarqalıwınıń kóplegen eksperimental izertlewleri nátiyjelerine tiykarlanǵan [2].
Optikanıń eń zárúrli dástúriy wazıypalarınan biri - geometriyalıq formada da, jaqtılıǵın bólistiriwde de túp nusqalarǵa sáykes keletuǵın suwretlerdi alıw, tiykarınan, fizikalıq optikanı tartqan halda geometriyalıq optika menen sheshiledi. Geometriyalıq optika optikalıq sistemanı qanday qurıw kerekligi haqqındaǵı sorawǵa juwap beredi, sonda obyekttiń hár bir noqatı da suwrettiń obyektke geometriyalıq uqsaslıǵın saqlaǵan halda noqat retinde suwretlenedi. Ol haqıyqıy optikalıq sistemalarda suwret buzılıwlarınıń dáreklerin hám olardıń dárejesin kórsetedi. Optikalıq sistemalardı qurıw ushın zárúr ayrıqshalıqlarǵa iye bolǵan optikalıq materiallardı islep shıǵarıw texnologiyası, sonıń menen birge, optikalıq elementlerdi qayta islew texnologiyası zárúrli áhmiyetke iye. Texnologiyalıq sebeplerge kóre, sferaliq sırtlı linzalar hám metal emes linzalar kóbinese isletiledi, lekin optikalıq elementler optikalıq sistemalardı ápiwayılastırıw hám joqarı ayqınlıqta súwret sapasın jaqsılaw ushın isletiledi [4].
Jaqtılıqtıń tuwrı sızıq boylap tarqalıwı áyyemgi Mesopotamiya hám Egipette málim bolǵan hám de odan qurılıs jumıslarında paydalanılǵan. Suwrettiń aynada payda bolıwı menen eramızǵa shekemgi 3-asirde Aristotel, Platon, Evklidler shuǵıllanıwǵan. Optikanıń rawajlanıwı I. Nyuton, R. Guk, F. Grimaldi, X. Gyuygens hám basqalardıń jumısları menen baylanıslı. 11-asirde arab alımı Ibn al-Xaysam (Algazen) Optika tuwrısında qollanba jazǵan bolsada, jaqtılıqtıń sınıwı nızamın ańlatpalay almaǵan. Tek 1620 -jıllarda bul nızamdı tájiriybe jolı menen golland alımı V. Snellius hám R. Dekart tastıyıqladı. 17-ásirden jaqtılıq haqqında korpuskulyar hám tolqın teoriyalar payda bóla basladı. Jaqtılıq korpuskulyar (bólek) teoriyasınıń úgitshisi X. Gyuygens edi [2].
Jaqtılıqnıń tolqın tábiyaatı haqqındaǵı qıyallar M. Lomonosov hám L. Eyler tárepinen rawajlantırıldı. 19 -ásir baslarında ingliz alımı T. Yung hám O. Frenel jumısları jaqtılıq tolqın teoriyasınıń úzil-kesil jeńisine alıp keldi. O. Frenel kristallooptika hádiyselerine tolqın teoriyasın qolladı. T.Yung jaqtılıq interferensiyasi hádiysesin kuzatdi. Bul hádiyse jaqtılıq tolqın tábiyaatına iye ekenligin kórsetdi. O. Frenel jaqtılıq interferensiyasi tiykarında jaqtılıqnıń tuwrı sızıq boylap tarqalıwın, túrli difraksiya xrdisalarini hám basqalardı túsintirdi. Jaqtılıqnıń sınıwı hám qaytıwında jaqtılıqnıń qutplanıwın fransuz alımı E. Malyus kuzatdi (1808) hám pánge " jaqtılıqnıń qutplanıwı" terminin kirgizdi. M. Faradey jaqtılıq qutblanish tegisliginiń magnit maydanda búklemin jańalıq ashdı (1846 ) hám elektromagnetizm menen optika arasındaǵı baylanısıwdı, tok kúshi elektromagnit birliginiń elektro-statikalıq birligine qatnası jaqtılıq tezligine teńligin (3-10°sm/s) taptı [5].
J. K. Maksvell elektromagnit maydan túsinigin rawajlantirdi, jaqtılıq da elektromagnit tolqınnan ibarat, degen teoriyanı jarattı. Ol jaqtılıqnıń elektromagnit teoriyasına tıykarlanıp, jaqtılıqnıń hátte basımı bolıwın ayttı jáne onıń san muǵdarın teoriyalıq anıqladi (1873). Onıń teoriyalıq tekseriwleri elektromagnit maydandıń jaqtılıq tezligine teń tezlik menen tarqalıwın kórsetdi. Italyan alımı A. Bartoli bolsa 1876 -jılda jaqtılıq basımınıń termodinamik tiykarın jarattı. 1899 -jılda P. N. Lebedev birinshi bolıp tájiriybe jolı menen jaqtılıq basımın anıqladi. 1888-jılda G. Gers vakuumda tarqalıp atırǵan elektromagnit maydandıń tezligi jaqtılıq tezligine teń ekenligin anıqladi hám J. Maksvell teoriyasın tájiriybe jolı menen tasdiqlaydi [1].
Jaqtılıqnıń zatlar menen tásirlesiwin 19 - ásir 90 - jıllarında júdá kóp ilimpazlar, atap aytqanda, nemis alımı E. Drude, G. Gelmgols hám G. A. Lorents tekserdiler. Lorents element hám jaqtılıqnıń elektromagnit teoriyasın jarattı. Sol teoriya tiykarında optikadaǵı qatar hádiyselerdi, mas, jaqtılıqnıń dispersiya hádiysesi, dielektrik sińiriwshilik ye dıń elektromagnit tolqın uzınlıǵı X ga baylanıslı bolıwı hám t.b. ni tekseriw hám túsindiriw múmkin boldı [4] .
Klassik elektron teoriya ayırım optika hádiyselerdi túsintirip bere almadı hám teoriya nátiyjeleri tájiriybe nátiyjelerine, mas, tolıq qara denenıń jıllılıq nurlanıwı spektrinda energiya bólistiriwi hám basqalarǵa uyqas kelmey qaldı. Bunday qıyınshılıqtı jónge salıw qılıw ushın M. Plank jaqtılıqnıń kvant teoriyasın jarattı (1900). Optikanıń keyingi rawajlanıwı kvant mexanika teoriyaleri menen baylanıslı. Fotoeffekt hádiysesi ushın Plank teoriyasın A. Eynshteyn rawajlantirib, jaqtılıq kvantı — foton túsinigin pánge kirgizdi (1905). Jaqtılıqnıń elektromagnit teoriyası salıstırmalıq teoriyasınıń jaratılıwına uyqas boldı [8].
Optika shártli túrde geometriyalıq optika hám tolqın optikasına, fiziologikalıq optika., sızıqlı emes optika hám basqa hár qıylılarǵa bólinedi. Geometriyalıq optika da jaqtılıqnıń qaytıwı hám sınıwı nızamları tiykarında, yaǵnıy eki ortalıq shegarasında jaqtılıqnıń sınıwı hám qaytıwı nátiyjesinde obyektlerdıń suwreti payda bolishini túsindiriw múmkin [6].
Ol jaǵdayda fotometriya, jaqtılıq aǵımı, jaqtılıq kúshi, kórsetilgenlik hám jaqtılıqnı miqsoriy ańlatiwshı basqa shamalar qaraladı. Geometriyalıq O. fotometriya menen birge optika texnikası, yaǵnıy optikalıq ásbaplar teoriyası hám ratsional jaqtılandıriw, jaqtılıq dástesin bólistiriw hám báǵdarlaw táliymatınıń ilimiy tiykarları menen de shuǵıllanadı [10].
Tolqın optikasında interferensiya, difraksiya hám jaqtılıqnıń qutplanıwı sıyaqlı yorutlik tábiyaatı menen baylanıslı bolǵan hádiyseler uyreniledi. Bul hádiyseler teoriyalarinıń rawajlanıwı jaqtılıq tábiyatın tolıq ashıp beriw menen birge, jaqtılıqnıń qaytıwı hám sınıwı nızamların da túsintirip bere aldı. Jaqtılıqnıń element menen tásiri sebepli hár túrlı effektler — mexanikalıq (jaqtılıq basımı, Kompton effekti), jeke optikalıq (jaqtılıqnıń shashılıwı, fotolyuminessensiya), elektr (fotoelektr hádiyse), ximiyalıq (foto -ximiya hám fotografiya effektleri), sonıń menen birge, jaqtılıqnıń jutılıwı hám shashılıwı, jıllılıq nurlanıwı hám basqa kúzetiledi [7].
Jaqtılıqnıń jutılıwı hám shashılıwı reń haqqındaǵı táliymat tiykarın shólkemlestirip, súwretshilik kórkem ónerinde keń isletiledi. Mas, tınıq bolmaǵan ortalıqta jaqtılıqnıń shashılıwı fotolyuminessensiya ushın tiykar bolıp xızmet etedi.
Lyuminessensiya hádiysesi házirgi zaman gaz razryad hám lyuminessensiya jaqtılıq dáreklerin jara -tıs maqsetinde qollanıladı. Bul jaqtılıq derekleri elektr energiyanı talay tejeydi. Olardan lyuminissensiyalanıwshı ekranlar tayarlawda paydalanıladı. Bul ekranlar rentgenologiya, televidenie, ólshew ásbapları hám áskeriy texnikada isletiledi [9].
Fotoelektr hádiysege tiykarınan ólshew ásbapları, hár túrlı jaqtılıq relelari oylap tabıw etildi. Optika texnikası hám mashinasozlikda metall yamasa ob'yektni baqlaw jaqtılıq intenferensiyasi hádiysesine tiykarlanǵan. Jaqtılıq difraksiyasi hádiysesi arxitektura akustikasida ultraakustik tolqınlardı optikalıq dizimnen ótkeriwge múmkinshilik beredi. Rentgen nurlarınıń molekulalar, ásirese, kristallardaǵı difraksiyasi elementlar strukturasın analiz qılıwda zárúrli ilimiy hám ámeliy áhmiyetke iye [15].
Fiziologikalıq Optika da adam kóziniń optikalıq qásiyetleri, kóz kemshiliklerin optikalıq qurallar (kóz áynekler, linzalar hám basqalar ) járdeminde tuwrılaw, kóz kesellikleriniń kelip shıǵıwına kóz optikalıq qásiyetleri aynıwınıń tásiri hám basqa máseleler uyreniledi [11].
Optikanıń ámeliy qollanıw tarawı keń, mas, spektral analiz salasında atom hám molekulalardıń spektrini tekseriw nátiyjesinde elementlardıń dúzilisin aniklash múmkin. Spektral analiz astronomiya, geol., biol., medicina, topıraqshunoslik, kórkem ónershunoslik hám kriminalistika jumıslarında ; metallurgiya, mashinasozlikda, neft, ximiya sanaatı, jeńil sanaat, geologiya-qıdırıw jumısları hám basqa de qollanıladı [14].
Ózbekstan Pánler akademiyası quramında akademikalıq P. Q. Dosullayev baslıqlıǵında " Issiklik fizikasi" bóliminiń tashkil kilinishi (1977) respublikada optikanıń zamanagóy fundamental baǵdarları boyınsha i. t. dıń keń rawajlanıwına tiykar jarattı. Atap aytqanda, lazer optikasi, molekulyar sistemalar fizikasi, kondensatlangan ortalıqlar optikası, spektroskopiya, tolqın processler fizikasi hám basqalarǵa tiyisli jumıslar atqarıldı [12].