O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus talim vazirligi urganch davlat universiteti fizika matematika fakulteti fizika kafedrasi

1.2 Tabiiy yorug’lik manbalari. Quyosh-eng katta tabiiy yorug’lik manbayi.
Tabiiy kelib chiqish nurini chiqaradigan barcha ob'ektlar tabiiy manbalardir. Bunday holda, yorug'lik emissiyasi asosiy va ikkilamchi mulk bo'lishi mumkin. Agar biz tabiiy va sun'iy yorug'lik manbalaridan taqqoslansak, biz ko'rib chiqqan misollar, ularning asosiy farqi shundaki, ikkinchisi bizning ko'zimizga, shaxsiyatimizga rahmat yoki ishlab chiqaradigan dunyoni aks ettiradi.
Birinchidan, hammaga qa nday fikrda ekanligi, tabiiy manba Quyosh, bu butun sayyoramizning engil va issiqlik manbai bo'lgan quyoshdir. Shuningdek, tabiiy manbalar - yulduzlar va kometetlar, elektr tushirilganlar (momaqaldiroq paytida chaqmoq), tirik organizmlar ham deyiladi. Tabiiy yorug'lik manbalari inson va boshqa tirik organizmlar uchun juda muhim rol o'ynaydi.
2.1 Mishelning tajribasi - yorug‘likning mutlaq tezligi
Fizika asosan Galileyning nisbiylik printsipiga asoslangan holda qurilgan, unga ko‘ra mexanika qonunlari har qanday tanlangan inersial yo‘nalishda bir xil ko‘rinishga ega. Shu bilan birga, tezliklar qo‘shilishiga ko‘ra - tarqalish tezligi manbaning tezligiga bog‘liq bo‘lishi kerak edi. Biroq, bu holda, elektromagnit to‘lqin Galiley nisbiylik printsipini bzadigan mos yozuvlar ramkasini tanlashga qarab boshqacha harakat qiladi. Shunday qilib, aftidan yaxshi tuzilgan Maksvell nazariyasi xavfli holatda edi. Tajribalar shuni ko‘rsatdiki, yorug‘lik tezligi haqiqatan ham manbaning tezligiga bog‘liq emas, ya'ni bunday g‘alati haqiqatni tushuntirib beradigan nazariya zarur. O‘sha davrdagi eng yaxshi nazariya "Eter" nazariyasi edi - yorug‘lik havoda tovush singari tarqaladigan bir xil muhit. Keyin yorug‘lik tezligi manba tezligiga emas, balki vositaning o‘zi - Eterning o‘ziga xos xususiyatlariga qarab belgilanadi. Eterni aniqlash uchun ko‘plab tajribalar o‘tkazildi, ularning eng mashhuri amerikalik fizik Albert Mishelsonning tajribasi. Qisqasi, Yerning kosmosda harakatlanishi ma'lum. Keyin u efir orqali ham harakat qiladi, deb taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri, chunki eterning Yerga to‘liq bog‘lanishi nafaqat xudbinlikning eng yuqori darajasi, balki biron bir narsadan kelib chiqishi mumkin emas. Agar Yer yorug‘lik tarqaladigan ma'lum bir muhit orqali harakat qilsa, unda tezliklar qo‘shilishi haqida taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri keladi. Ya'ni, yorug‘likning tarqalishi eter orqali uchadigan Yerning harakat yo‘nalishiga bog‘liq bo‘lishi kerak. O‘z tajribalari natijasida Mishelson Yerning ikki tomonida yorug‘lik tarqalish tezligi o‘rtasida farq topmadi.
1926-yilda olim yorug‘lik ikki tog‘ cho‘qqilari orasidagi masofani 35,4 km ga bosib o‘tgan vaqtni o‘lchadi va u (299,796,000 ± 4,000) m / s.Eng aniq o‘lchov 1975-yilda amalga oshirildi. O‘sha yili Og‘irliklar va O‘lchovlar bo‘yicha Bosh konferentsiya yorug‘lik tezligini 299 792 458 ± 1,2 m / s ga teng deb hisoblashni tavsiya qildi. Vakuumdagi yorug‘lik tezligi na mos yozuvlar doirasiga, na kuzatuvchining holatiga bog‘liq emas. 299 792 458 ± 1,2 m / s ga teng bo‘lgan doimiy qiymat bo‘lib qoladi. Ammo turli xil shaffof ommaviy axborot vositalarida bu tezlik vakuumdagi tezligidan past bo‘ladi. Har qanday shaffof muhit optik zichlikka ega. Va u qanchalik baland bo‘lsa, yorug‘lik shunchalik sekin tarqaladi. Masalan, havodagi yorug‘lik tezligi suvdagi tezligidan yuqori, toza optik oynada esa suvga qaraganda kamroq. Agar yorug‘lik kamroq zichroq muhitdan zichroqqa o‘tib ketsa, uning tezligi pasayadi. Va agar o‘tish zichroqdan kamroq zichroq muhitga o‘tadigan bo‘lsa, u holda tezlik, aksincha, oshadi. Bu nima uchun yorug‘lik nuri ikki muhit o‘rtasidagi chegarada og‘ishini tushuntiradi. Olamda hech narsa vakuumdagi yorug‘likdan ko‘ra tezroq harakat qila olmaydi. Sekundiga 299 792 458 metr.
Agar yorug‘lik suvdan, prizma yoki boshqa vositadan o‘tib ketsa, u turli xil ranglarga bo‘linadi. Qizil rang ko‘kning burchagida emas, shuning uchun kamalak kabi bir narsa paydo bo‘ladi. Buni ko‘rinadigan spektrdan tashqarida kuzatish mumkin; infraqizil va ultrabinafsha nurlar xuddi shunday harakat qilishadi. Agar muhitda yorug‘lik tezligi turli xil to‘lqin uzunliklari energiyalari uchun har xil bo‘lsa, bu mmkin.
Yorug‘likni ranglarga ajratish to‘lqin uzunligiga qarab yorug‘likning turli tezliklari tufayli, muhit orqali sodir bo‘ladi. Ular buni faqat XIX-asrning o‘rtalarida, fizik Jeyms Klerk Maksvell yorug‘likning haqiqatan nima ekanligini ko‘rsatganida: elektromagnit to‘lqinda. Maksvell dastlab elektrostatikaning mustaqil hodisalarini (statik zaryadlar), elektrodinamikani (harakatlanuvchi zaryadlar va toklarni), magnetostatikani (doimiy magnit maydonlarini) va magnitodinamikani (induktsiya qilingan toklar va o‘zgaruvchan magnit maydonlar) yagona platformaga qo‘ydi. Uni boshqaruvchi tenglamalar - Maksvellning tenglamalari bizga oddiy tuyulgan savolga javobni hisoblash imkonini beradi: elektr yoki magnit manbalaridan tashqarida bo‘sh joyda qanday elektr va magnit maydonlar mavjud bo‘lishi mumkin? Zaryadlarsiz va toklarsiz hech qanday qaror qabul qilish mumkin emas, ammo Maksvellning tenglamalari buning aksini isbotlaydi.
O‘zaro perpendikulyar elektr va magnit maydonlar bir fazada tebranadi. Ular ma'lum bir amplituda. Ular ikkita doimiy tomonidan aniqlanadigan ma'lum bir tezlikda harakatlanadilar: E0 va M0. Ushbu doimiyliklar bizning koinotimizdagi elektr va magnit shovqinlarning kattaligini aniqlaydi. Olingan tenglama to‘lqinni tasvirlaydi. Va har qanday to‘lqin singari, u tezlikka ega, 1/√ε0 mk , bu c ga, vakuumdagi yorug‘lik tezligiga teng.
Bir fazada tebranayotgan o‘zaro perpendikulyar elektr va magnit maydonlar yorug‘lik tezligida tarqaladi. Nazariy nuqtai nazardan, yorug‘lik massiv elektromagnit nurlanishdir. Elektromagnetizm qonunlariga ko‘ra, u boshqa xususiy holatlaridan (energiya, to‘lqin uzunligidan) qat'iy nazar, c ga teng bo‘lgan 1/√ε0 mk 0 tezlikda harakatlanishi kerak. ε0 kondensato’r yasash va o‘lchash orqali o‘lchanishi mumkin; mk 0 amperlardan aniqlanadi, elektr toki birliklari bizga beradi. 1865-yilda Maksvell tomonidan birinchi marta aniqlangan xuddi shu asosiy doimiy, keyinchalik boshqa ko‘plab joylarda paydo bo‘ldi. Bu har qanday massasiz zarracha yoki to‘lqinning tezligi, shu jumladan tortishish tezligi.
Romerning kuzatuvlari bizga geometriya yordamida olingan yorug‘lik tezligini birinchi marta o‘lchash va yorug‘lik Yer orbitasining diametriga teng masofani bosib o‘tish vaqtini o‘lchash imkonini berdi.
Ushbu miqdorning birinchi o‘lchovlari astronomik kuzatuvlar paytida o‘tkazilgan. Yupiterning oylari tutilish holatiga kirganda va chiqqanda, ular yorug‘lik tezligiga qarab, ma'lum bir ketma-ketlikda Yerdan ko‘rinadigan yoki ko‘rinmas bo‘lib ko‘rinadi. Bu XVII-asrda c ning birinchi miqdoriy o‘lchashiga olib keldi, u 2,2 × 108 m / s da aniqlandi. Yulduz yorug‘ligi - yulduz va teleskop o‘rnatilgan Yerning harakati tufayli ham ularni hisoblab chiqish mumkin. 1729-yilda bu o‘lchash usuli zamonaviy qiymatdan atigi 1,4% farq qiladigan qiymatni ko‘rsatdi. 70-yillarga kelib, 299 792 458 m / s tezlik bilan faqat 0,0000002% xato aniqlandi, ularning aksariyati hisoblagichni yoki soniyani aniq aniqlashning mumkin emasligi bilan bog‘liq. 1983 yilga kelib, ikkinchi va uchinchi hisoblagichlar c va atom nurlanishining universal xususiyatlari orqali aniqlandi. Endi yorug‘lik tezligi 299 792 458 m/s.
Yuqorida aytilganlardan ko‘rinib turibdiki, vakuumdagi yorug‘lik tezligi ko‘plab fundamental nazariyalarda paydo bo‘ladigan fundamental jismoniy doimiydir. Ushbu tezlik mutlaqdir, ya'ni u mos yozuvlar tizimini tanlashga bog‘liq emas va shuningdek, maksimal ma'lumot uzatish tezligiga teng. Ushbu tezlik bilan nafaqat elektromagnit to‘lqinlar (yorug‘lik), balki barcha massasiz zarralar ham harakatlanadi. Taxminan, gravitatsion to‘lqinlarning zarrasi. Boshqa narsalar qatori, relyativistik effektlar tufayli yorug‘lik uchun to‘g‘ri vaqt so‘zlab berishga arziydi.
Yorug‘likning o‘xshash xususiyatlari, ayniqsa unga tezlikni qo‘shish printsipining qo‘llanilmasligi boshga to‘g‘ri kelmaydi. Biroq, ko‘plab tajribalar yuqoridagi xususiyatlarni tasdiqlaydi va bir qator fundamental nazariyalar yorug‘likning tabiatiga asoslanadi.
Atom o‘tishlari tabiatdagi qurilish bloklarining fundamental kvant xususiyatlari tufayli sodir bo‘ladi. Atom yadrosining elektronlar va atomning boshqa qismlari tomonidan yaratilgan elektr va magnit maydonlar bilan o‘zaro ta'siri turli xil energiya sathlari bir-biriga juda yaqin bo‘lishiga olib keladi, ammo baribir bir oz farq qiladi: bu giperfine bo‘linish deb ataladi. Xususan, sezyum-133 giperfin tuzilishining o‘tish chastotasi juda o‘ziga xos chastotani chiqaradi. 9,192,631,770 bunday tsikl uchun olingan vaqt ikkinchi; bu vaqt ichida yorug‘lik masofasi 299 792 458 metrni tashkil qiladi, bu yorug‘lik tarqaladigan tezlikni c aniqlaydi.