R. G. Isyanov pedagogika fanlari nomzodi
Download 3.01 Kb. Pdf ko'rish
|
8. Yoruglikning muhitda yutilishining fizik mohiyatini tushuntiring.
9. BugerLambert qonunini yozing va izohlang. 10. Nima uchun tabiatda rang-barang jismlar mavjud? Òanlab yutish nima? Qanday jism oq jism deyiladi? Qora jism deb-chi? 11. Yoruglik dispersiyasi deb nimaga aytiladi? 12. Spektr qanday hosil boladi? Dispersion spektr nima? Spektrda ranglarning qanday tartibda joylashganligini ayting. www.ziyouz.com kutubxonasi 175 13. Spektroskop qanday asbob? Òuzilishini va unda nurning yolini tushuntiring. 14. Infraqizil nurlarni tushuntiring. Ularning qanday xossalarini bilasiz? 15. Ultrabinafsha nurlarni tushuntiring. Ularning qanday xossalarini bilasiz? 16. Rentgen trubkasining tuzilishini va unda rentgen nurlari qanday hosil bolishini tushuntiring. 17. Rentgen nurlari qanday xossalarga ega? Ulardan qanday maqsad- larda foydalaniladi? 18. Gamma nurlanish haqida nimani bilasiz? 19. Elektromagnit tolqinlar shkalasini tushuntiring. Masala yechish namunalari 1- masala. Agar polyarizator va analizator orqali otgan tabiiy yoruglikning intensivligi 4 marta kamaygan bolsa, polyarizator bilan analizator bosh kesimlari orasidagi burchak nimaga teng? Yoruglikning yutilishini hisobga olmang. Berilgan: I tab /I = 4. Òopish kerak: α ? Yechilishi. Yassi qutblangan yoruglik analizatordan otganda intensivligi Malyus qonuniga muvofiq kamayadi, yani I = I 0 · cos 2 α, bunda: I analizatordan otgan yoruglikning intensivligi; I 0 polyarizator orqali otib analizatorga tushayotgan yassi qutblangan yoruglikning intensivligi (156- rasm); α polyarizator bilan analizator bosh kesimlari orasidagi burchak. Bu ifodadan 0 cos I I α = (a) boladi. Òajribalarda aniqlanishicha, tabiiy yoruglikni ozaro per- pendikulyar tekisliklarda yassi qutblangan ikkita yoruglikning yigindisidan iborat deb hisoblash mumkin ekan. Binobarin, tabiiy yoruglik polyarizatordan otganda uning intensivligi ikki marta kamayadi. Shuning uchun: 0 2, tab I I = bundan: 0 2 tab I I = (b) deb yoza olamiz, bunda: I tab polyarizatorga tushayotgan tabiiy yoruglikning intensivligi (148- rasmga qarang). (b) ifodadan I 0 156- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 176 ning qiymatini (a) ifodaga keltirib qoysak va masalaning shartini etiborga olsak, u holda: 2 1 1 2 cos 2 , 4 2 2 tab I I α = ⋅ = ⋅ = = yoki α =45°. 2- masala. Shaffof plastinka unga tushayotgan yoruglikning yarmini otkazadi. Agar plastinkaning qalinligi 4,2 sm bolsa, yu- tish koeffitsiyentini toping. Òushayotgan yoruglik oqimining 10% i plastinka sirtidan qaytadi, deb hisoblang. Berilgan: 1 2 0 4,2sm; 10% 0,1; 0,5. I l k k I = = = = = Òopish kerak: α ? Yechilishi. Plastinkaga tushayotgan yoruglikning intensivligini I 0 bilan, plastinka sirtidan qaytayotgan yoruglik intensivligini I 0 ′ bilan va plastinkadan otgan yoruglikning intensivligini I bilan belgilaylik (157- rasm). U holda plastinkaning sirtidan unga kirayotgan yoruglikning intensivligi (I 0 I 0 ′) boladi. Plastinkadan otgan yoruglikning I in- tensivligi Buger-Lambert qonuniga kora quyidagi ifodadan aniqla- nadi: 0 0 ( ) , l I I I e α − ′ = − bunda: α yutilish koeffitsiyenti; l plastinkaning qalinligi. Ma- salaning shartiga kora: 0 1 0 I k I ′ = va 2 0 I k I = ekanligini etiborga olsak, u holda: 2 0 0 1 0 ( ) , l k I I k I e α − = − bundan 1 2 1 l k e k α − = boladi. 157- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 177 Logarifmlash usulidan foydalanib, oxirgi ifodadan α yutilish koeffitsiyenti ifodasini topamiz: 1 2 1 lg lg , k l e k α − ⋅ = bundan 1 2 1 lg lg k k l e α − = ⋅ boladi. Hisoblash: 1 1 0,1 lg lg1,8 0,2553 0,5 0,14sm . 4,2sm lg 4,2 0,4343sm 1,824sm e α − − = = = = ⋅ ⋅ 3- masala. Natriy sariq nurlarining havodagi tolqin uzunligi 589 mmk. Shu nurning shishadagi tolqin uzunligini toping. Shi- shaning sindirish korsatkichi 1,56 ga teng. Berilgan: λ 1 = 5,89 mmk = 5,89 · 10 7 m; n = 1,56. Òopish kerak: λ 2 ? Yechilishi. Moddaning sindirish korsatkichi yoruglikning vaku- umda tarqalish tezligining shu moddada tarqalish tezligiga nisbati bilan olchanadi, yani: . c n υ = Yoruglikning havodagi tezligini vakuumdagi tezligiga teng deb olish mumkin. Yoruglik bir muhitdan ikkinchi muhitga otganda uning tolqin uzunligi va tezligi ozgaradi, chastotasi esa ozgarishsiz qoladi. Shu- ning uchun: 1 c λ ν = va 2 υ λ ν = deb yozish mumkin, bunda ν yoruglikning chastotasi. U holda sindirish korsatkichi: 1 2 c n λ υ λ = = boladi, bundan: 1 2 . n λ λ = Hisoblash: 7 7 2 5,89 10 m 3,78 10 m. 1,56 λ − − ⋅ = = ⋅ 12 Olmasova M.H. www.ziyouz.com kutubxonasi 178 4- masala. Quyosh nuri bilan yoritilgan, derazasi berk bolgan xonada quyoshdan qorayish mumkinmi? Yechilishi. Quyoshdan qorayish ultrabinafsha nurlar tasirida boladi, odatdagi deraza oynasi shishadan tayyorlangani uchun ultrabinaf- sha nurlarni otkazmaydi. 5- masala. Rentgen trubkasida anodga yetgan elektronlarning tezligi 1·10 8 m/s. Òrubka qanday kuchlanish bilan ishlaydi? Berilgan: υ = 1·10 8 m/s; m = 9,1·10 31 kg; e = 1,6·10 19 C. Òopish kerak: U ? Yechilishi. Energiyaning saqlanish qonuniga asosan anodga yetib kelgan elektronning kinetik energiyasi son jihatidan elektronni ka- toddan anodga kochirishda elektr maydonning bajargan ishiga teng boladi: 2 2 m eU υ = , bundan U ni topsak: 2 . 2 m U e υ = Hisoblash: 31 16 2 2 4 19 9,1 10 kg 1 10 m / s 2,84 10 V 28,4kV. 2 1,6 10 C U − − ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ = ⋅ ⋅ Mustaqil yechish uchun masalalar 95. Analizator oziga tushayotgan qutblangan yoruglik inten- sivligini ikki marta susaytiradi. Polyarizator va analizatorlar bosh tekisliklari orasidagi burchak qanday? 96. Òabiiy yoruglik nuri ketma-ket ravishda bosh tekisliklari orasidagi burchak 60° bolgan polyarizator va analizatordan otadi. Analizatordan boshlangich yoruglik oqimining qancha qismi chiqa- di? 97. Polyarizator va analizatorning bosh tekisliklari orasidagi burchak 45°. Bu burchakni 60° gacha orttirilganda analizatordan chiqayotgan yoruglikning intensivligi necha marta kamayadi? 98. Issiqxona oynasining qalinligi 2 mm. Spektrning infraqizil nurlar sohasi uchun shishaning yutish koeffitsiyenti 0,62 sm 1 . Energiyaning qancha qismi osimliklarga yetib boradi? 99. Yashil rangli shisha butilkaga qizil siyoh quyilgan. Siyoh qanday rangda korinadi? www.ziyouz.com kutubxonasi 179 100. Natriy sariq nurlarining vakuumda tolqin uzunligi 589 mkm, suvda esa 442 mkm. Bu nurlar uchun suvning sindirish korsatkichi qanday? 101. Elektr yoy alangasi suv ichida yondirilsa, u kozga zarar qilmaydi. Nima uchun? 102. Nima uchun rentgen plyonkasi qorgoshin qutichada saqla- nadi va rasmga olishda alyuminiy kassetaga joylashtiriladi? 103. 60 kV kuchlanishda ishlayotgan rentgen trubkasi anodiga yetgan elektronning kinetik energiyasini aniqlang. 104. Nima uchun simobli lampalarning kolbalari kvars shishadan yasaladi? www.ziyouz.com kutubxonasi 180 V bob. NISBIYLIK NAZARIYASI ELEMENTLARI 58- §. Elektrodinamika qonunlari va nisbiylik prinsiði Maksvell ozining elektromagnit maydon nazariyasini elektrodi- namika qonunlarini, yani elektr zaryadlarning saqlanish qonuni, Kulon qonuni, Faradeyning elektromagnit induksiya qonuni, tokli otkazgichlarning ozaro tasiri qonuni, tabiatda magnit zaryadlarning yoqligi haqidagi qonunlarni ifodalovchi formulalar asosida chiqa- rilgan tenglamalar sistemasi korinishida yaratdi (3- § ga qarang). Bu nazariyadan kelib chiqadigan muhim xulosalardan biri vaku- umda c yoruglik tezligi bilan tarqaladigan elektromagnit tolqinlarning mavjudligini bashorat qilinganligi edi. Shuningdek, elektromagnit tolqinlar va yoruglik tezliklarining ozaro tengligiga asoslanib, Maksvell yoruglikning elektromagnit tabiatga ega ekan- ligi haqidagi goyasini ilgari surdi. Bu nazariya yaratilgandan song mexanik hodisalar uchun orinli bolgan Galiley nisbiylik prinsiðini elektromagnit hodisalarga tatbiq etish togri bolarmikan, elektrodinamikaning asosiy qonunlari bir inersial sanoq sistemadan ikkinchisiga otilganda ozgaradimi yoki Nyuton qonunlari kabi ozgarmay qoladimi, degan savollar tugiladi. Elektrodinamikaning asosiy qonunlari bir inersial sistemadan ik- kinchi inersial sistemaga otganda ozgarmay qolgandagina nisbiylik prinsiðining elektromagnit jarayonlarga nisbatan togri ekanligiga shubha qolmaydi va bu prinsiðni tabiatning umumiy qonuni deb qarash mumkin. Klassik mexanikada tezliklarni qoshish qonuniga muvofiq, faqat bitta tanlangan inersial sanoq sistemasida yoruglik tezligi ñ r ga teng bolishi mumkin. Bu sistemaga nisbatan υ r tezlik bilan harakatla- nayotgan istalgan boshqa inersial sanoq sistemada yoruglik tezligi ñ υ + r r ga teng bolishi kerak. Kopgina eksperimentlar va astronomik kuzatishlar yoruglikning tezligi tezliklarni qoshishning klassik qonunlariga boysunmasligini, hamma hollar uchun bu tezlik universal va birgina qiymatga ega ekanligini korsatadi. Masalan, osmonda umumiy massa markazi atrofida aylanayotgan juda kop qoshaloq yulduzlarni kuzatish mumkin. Agar ulardan biri ikkinchisi atrofida katta tezlik bilan www.ziyouz.com kutubxonasi 181 aylanayotgan bolsa, u holda avval qosha- loq yulduz bolib, songra biri ikkinchisini orqasiga otganda bitta yulduz bolib va yana qoshaloq yulduz bolib korinishi mumkin (158- rasm). Agar yoruglikning tezligi te- zliklarni qoshishning klassik qonunlariga boysunganda edi, paradoksial holat yuz bergan bolar edi. Bizdan uzoqlashayotgan yulduzdan chiqayotgan yoruglik sekinroq tarqalayot- gan bolar edi, u holda bu yulduzning oldi- dagi yulduz bilan tutilishi (pana bolishi) ni kechikibroq kuzatgan bolar edik. Agar biz tomonga kelayotgan yulduzdan chiqayotgan yoruglik tezroq tar- qalayotgan bolsa, u holda yulduzlarning harakati buzilgandek tuy- ulishi, soxta yulduzlar paydo bolishi, bazan qoshaloq yulduzlar uchta yulduz bolib korinishi mumkin bolar edi va hokazo. Ammo qoshaloq yulduzlar ustidan otkazilgan astronomik kuzatishlar ul- arning harakatidagi davriylikda hech qanday nuqson yuz bermas- ligini korsatdi. Shunday qilib, qoshaloq yulduzlarni kuzatishlar yoruglik tezl- igi manbaning tezligiga bogliq emasligini tasdiqladi. Yoruglik tezli- gining tezliklarni qoshishning klassik qonuniga boysunmasligini boshqa kopgina tajribalar ham tasdiqlaydi. Shunday qilib, Maksvellning elektromagnit maydon nazariyasi va qonunlari hamda Galileyning nisbiylik prinsiði bilan mos tushadigan Nyuton mexanikasi orasida malum qarama-qarshiliklar mavjudligi oshkor bolib qoldi. 59- §. Olam efiri muammosi. Maykelson Morli tajribasi Yoruglikning tolqin nazariyasi yoruglikni dastavval dunyo efiri deb atalgan biror muhitda tarqaluvchi elastik tolqin deb qaradi (37- § ga qarang). Maksvellning elektromagnit nazariyasi yaratil- gandan song elastik efir ornini elektromagnit tolqinlarni va may- donlarni eltuvchi efir egalladi. Bu efir ozidan avvalgi efir kabi butun koinotni egallagan va hamma jismlardan ota oladigan qan- daydir bir muhit deb faraz qilingan. Uni massaga ega bolmagan «fizik» muhit deb tasavvur qilingan. Efir muhit bolgani sababli 158- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 182 jismlarning efirga nisbatan harakatini bilish absolyut sanoq siste- maning paydo bolishiga olib kelar va hamma boshqa sistemalarning harakatini esa shu sistemaga nisbatan qarash mumkin bolar edi. Efirning mavjudligini aniqlash va uning xossalarini organish sohasida juda kop urinishlar boldi. Agar efirni mavjud deb qabul qilinsa, u holda har bir harakatlanuvchi jism efir bilan qandaydir ozaro tasirda bolishi kerak edi: 1) jism oz harakatida efirni bu- tunlay ergashtirib ketishi yoki 2) qisman ergashtirishi yoki 3) umu- man ergashtirmasligi kerak edi. 1851- yilda fransuz fizigi A.Fizo tomonidan amalga oshirilgan interferension tajribalar harakatlanayotgan jismlar ozlari bilan efirni butunlay ergashtirishi haqidagi giðotezani inkor etdi. Òajriba natijalariga kora, dunyo efiri bir butun harakatsiz bolib, harakatlanuvchi jism uni faqat qisman ergashtirib ketishi mumkin, χ ergashtirish koeffitsiyenti muhitning n sindirish korsatkichiga quyidagicha: 2 1 1 n χ = − korinishda bogliq bolib chiqdi. Demak, bu ifodadan sindirish korsatkichi birga teng bolgan muhitga efir ergashmaydi, degan xulosa kelib chiqadi. Malumki, Yer atmosferasi havoning sindirish korsatkichi birga yaqin (n=1,009). Shunday ekan, Fizo tajribasi natijalariga kora Yerning Quyosh atrofidagi harakatida efir (agar u mavjud bolsa) harakatlanayotgan muhit-havoga ergashmaydi, deb oylash tabiiy. Demak, qozgalmas efirning Yer sirtiga yaqin nuqtasiga nisbatan Yerning absolyut harakatini aniqlash mumkindek tuyuladi. Havoga nisbatan harakatlanayotgan sanoq sistemada shamol paydo bolgani kabi qozgalmas efirga nisbatan Yerning hara- katlanishida ham «efir shamoli» payqalishi mumkindek tuyuladi. 1881- yilda amerikalik fizik A.A.Maykelson Yerning «efir shamoli»ni payqash, aniqrogi, uning «efir shamoli»ga nisbatan tezligini aniqlash maqsadida ozining olamshumul interferension tajribasini otkazdi. 1887- yilda esa oz tajribasini E.Morli bilan birgalikda birmuncha mukammallashgan asbobda takror amalga oshirdi. Maykelson tajribasida Maykelson interferometridan foyda- lanilgan. Maykelson interferometri tuzilishining prinsiðial sxemasi 159- rasmda keltirilgan. Yoruglik dastasi S manbadan yupqa kumush qatlami bilan qoplangan yarim shaffof P 1 plastinkaga tushadi. www.ziyouz.com kutubxonasi 183 Òushayotgan yoruglik dastasining yarmini P 1 plastinka 1 nur yonalishida qaytaradi, qolgan yarmi esa plastinka orqali otadi va 2 nur yonalishida tarqaladi. 1 nur M 1 kozgudan qaytadi va P 1 ga qaytib, u yerda intensivligi teng ikki qismga ajraladi. Bu qismlardan biri plastinka orqali otadi va 1′ nurni hosil qiladi, ikkinchisi 1″ nur S manba tomonga qaytadi. 2- nur M 2 kozgudan qaytib, u ham P 1 plastinkaga qaytadi va u yerda ikki qismga yarim shaffof qatlamdan qaytgan 2′ nurga va qatlam orqali otib ketadigan 2″ nurga ajraladi. 1′ va 2′ nurlar ozaro kogerent va ularning intensivligi bir xil. Bu nurlar interferensiyalanadi, interferensiya natijasi ularning P 1 plastinkadan M 1 va M 2 kozgularga borib, yana qaytib kelguncha bosib otgan optik yollari farqiga bogliq. 2 nur P 1 plastinkaning qalinligini uch marta bosib otadi, 1 nur esa faqat bir marta bosib otadi. Shuning hisobiga har xil tolqin uzunliklari uchun optik yollar farqi har xil boladi va uni kompensatsiya qilish uchun 1 nurning yolida xuddi P 1 ga oxshagan, lekin kumush qoplanmagan P 2 plastinka ornatiladi. Shu bilan 1 va 2 nurlarning yollari tenglanadi. Interferension manzara Ò durbin yordamida kuzatiladi. Òajriba quyidagi tasavvurlarga asoslangan. Interferometrning P 1 M 2 yelkasi Yerning efirga nisbatan harakat yonalishi bilan mos tushsin. U vaqtda 1 nurning M 1 kozguga borib yana orqaga qaytishi uchun ketgan vaqt 2 nurning P 1 M 2 P 1 yolni bosib otishi uchun ketgan vaqtdan farq qiladi. Natijada ikkala yelkaning l geometrik uzunligi bir xil bolganda ham 1 va 2 nurlar orasida malum bir optik yol farqi ∆l hosil boladi. Agar asbob 90° ga burilsa, P 1 M 1 va P 1 M 2 yelkalar bir-biri bilan orin almashadi va yol farqi oz ishorasini ozgartiradi, yani ∆l boladi. Natijaviy yol farqi esa ∆l (∆l) = 2·∆l 159- rasm. www.ziyouz.com kutubxonasi 184 boladi. Bu hol interferension manzaraning 0,4 yolga siljishiga olib keladi. Asbobning aniqligi shundayki, u 0,01 tartibdagi siljishni ham sezishga imkon beradi. Lekin interferension manzaraning hech qanday siljishi sezilmagan. Òajriba kecha-yu kunduzning turli vaqtlarida takrorlandi. Lekin «efir shamoli»ni topishning imkoni bolmadi. Olingan natija harakatsiz efir haqidagi giðotezani inkor etdi. Efir goyasi asossiz bolib chiqdi. 60- §. Maxsus nisbiylik nazariyasi postulatlari Dunyo efiri mavjudligini aniqlash maqsadida qoyilgan barcha tajriba dalillarini, shu qatorda Maykelson tajribasining salbiy natijalarini ham, 1905- yilda buyuk nemis fizigi nazariyotchisi, hozirgi zamon fizikasining asoschilaridan biri A.Eynshteyn atroflicha, qarama-qarshiliksiz tushuntirib berdi. Buning uchun unga osha paytgacha mavjud bolib kelgan fazo va vaqt haqidagi tasavvurlarni tubdan ozgartirishga togri keldi. Shuningdek, Eynshteyn alohida absolyut sanoq sistemasi vazifasini otashi mumkin bolgan muhit dunyo efiri mavjud emas, degan xulosaga keldi. A.Eynshteyn sevgan masalalaridan biri yoruglik nuri ortidan xayolan «quvish» bolgan: agar nurga «ilashib» olinsa va υ = c tezlik bilan harakat qilinsa nima boladi? Shu nuqtayi nazardan barcha kuzatuvchilarga yoruglik tezligi doimiy tuyulishi uchun, bir-biriga nisbatan ozgarmas tezlik bilan harakatlanayotgan kuzatuvchilarga Maksvell tenglamalari bir xil korinishda bolishi uchun Eynshteyn vaqt va fazo haqidagi klassik tasavvurlarda qanday ozgartirishlar qilish kerak, degan masalani yechishga urindi va ozi maxsus nisbiylik nazariyasi (MNN) deb atagan nazariyasini yaratdi. MNN ning asosini qator tushunchalar va postulatlar tashkil etadi. Ulardan asosiylari sifatida quyidagi ikki postulat nisbiylik prinsiði va yoruglik tezligining doimiylik prinsiði ajratib olinadi. Birinchi postulat nisbiylik prinsiðini ifodalaydi va Eynshteyn nazariyasining bosh postulati bolib hisoblanadi. Malumki, Nyuton mexanikasi uchun nisbiylik prinsiði birinchi marta G.Galiley tomonidan ifodalangan edi. Faqat mexanik jarayonlar uchungina emas, balki tabiatdagi barcha jarayonlar uchun ham tegishli ekanligini takidlash maqsadida bu nisbiylik prinsiði MNN da ham postulat sifatida qabul qilindi. Nisbiylik prinsipi quyidagicha www.ziyouz.com kutubxonasi 185 tariflanadi: barcha inersial sanoq sistemalarda tabiatning barcha jarayonlari bir xil kechadi yoki tabiatning barcha qonunlari bir inersial sanoq sistemadan ikkinchisiga otishga nisbatan invariantdir. Ikkinchi postulat yoruglik tezligining doimiylik prinsiðini ifodalaydi: vakuumda yoruglikning tarqalish tezligi barcha inersial sanoq sistemalarida bir xil boladi va yoruglik manbayining yoki qabul qilgichning harakatiga bogliq emas. Nisbiylik prinsiði va yoruglik tezligining ozgarmaslik prinsiði oz fizik mohiyati bilan fazo va vaqt haqidagi yangi talimotdir. Klassik mexanika barcha sanoq sistemalarda vaqt absolyut va u hamma vaqt birday otadi, degan farazga asoslanadi. Klassik mexanika vaqt oz-ozicha otadi, hamma hodisa va jismlar vaqtning otishiga boysunadi, lekin ularning ozi vaqtning otishiga hech qanday tasir eta olmaydi, deb uqtiradi. Vaqt fazodan tashqarida bolib, u absolyutdir. Klassik mexanikada, vaqtga oxshab, fazo ham oz-ozicha mavjud, u ozida hamma jismlarni sigdiradi, lekin jismlar va hodisalar tomonidan hech qanday tasirni ozida sezmaydi. MNN ga kora absolyut fazo va absolyut vaqt mavjud emas, ular ozining absolyutligi va mustaqilligini yoqotadi. Fazo bilan vaqt tort olchovli yagona fazo-vaqtga birlashadi. Butun olam ikki modda va maydon shaklida mavjud bolgan materiya bilan toldirilgan, fazo esa materiyaning umumiy xossasi sifatida namoyon boladi. Vaqt hamma vaqt harakat va materiyaning rivojlanishi bilan boglangan. Demak, fazo bu materiya mavjudligi kolami va strukturaligini ifodalovchi shaklidir, vaqt esa bu materiya mavjudligining, hamma obyektlar, maydonlar mavjud- Download 3.01 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2025
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling