Reja: Radioto‘lqinlar Infraqizil nurlar

Gamma-nurlar.
Elektromagnit spektrdagi to‘lqin uzunligi bo‘yicha eng qisqa, hamda chastotasi va energiyasi bo‘yicha eng yuksak turuvchi nurlanishlar bu - gamma nurlardir. Gamma-nurlar o‘ta yuqori energiyali fotonlardan tashkil topgan bo‘lib, hozirgi kunda onkologik xastaliklarni davolash maqsadlarida keng qo‘llanilmoqda. Lekin, gamma-nurlar tirik organizmlar uchun shu darajada halokatli ta'sir qiladiki, ular vositasida havli to‘qimalarni o‘ldirishda amaliyotchi-vrachlarda juda katta ma'suliyat va zargarona aniqlikdan ham yuksak aniqlik talab qilinadi. Zero, gamma-nurlari sog‘lom to‘qimalarga tushsa, ularni ham muqarrar halok qiladi.
Xulosa o‘rnida shuni ta'kidlash kerakki, yuqorida ta'riflab o‘tilgan elektromagnit nurlanish turlarining barchasi tashqi ko‘rinishidan har xil bo‘lsa hamki, mohiyatan ularning bari o‘zaro egizaklardir. Spektrning istalgan qismidagi istalgan elektromagnit nurlanishlar, elektr maydoni va magnit maydonlarining vakuumda yoki, biror muhitda o‘zaro ko‘ndalang tebranishlarini o‘zida namoyon qiladi. Ularning barchasi vakuumda yorug‘lik tezligi c bilan tarqaladi hamda, bir-biridan faqatgina to‘lqin uzunligiga ko‘ra farqlanadi xolos. Ayni farq natijasidan esa, ular tashiydigan energiya qiymatlarining farqi yuzaga keladi. Shuni ham aytsih kerakki, maqolada keltirilgan elektromagnit nurlanishlarning to‘lqin uzunliklariga binoan chegaralari nisbiy ravishda olingandir. Boshqa manbalarda sizga yana boshqacharoq tavsif bilan yondoshilgan nisbiy chegaralarga duch kelishingiz ehtimoldan holi emas.


Elektromagnit to‘lqinlar shkalasi:
Biz shu paytgacha ko‘rib o‘tgan mexanik to‘lqinlardan tashqari barcha to‘lqinlar (radioto‘lqinlar, infraqizil nurlar, oq yorug‘lik, ultrabinafsha nurlar, rentgen nurlari va γ-nurlar) elektromagnit to‘lqinlarini tashkil etadi. Elektromagnit to‘lqinlari zaryadli zarraning tebranishi tufayli paydo bo‘lib, elektr zaryadining tebranish chastotasiga teng chastotadagi elektromagnit to‘lqini tarqaladi. Undan tashqari atom va yadroning turli o‘tishlarida ham elektromagnit to‘lqinlari nurlanadi.
Elektromagnit to‘lqinlar shkalasi to‘lqin uzunligi kamayish tartibida yoki chastota oshishi tartibida quyidagi jadvalda va 19.2-rasmda berilgan:
График 19.1

	Radioto‘lqinlar	Infraqizil nurlar	Oq yorug‘	Ultrabinafsha nurlar	Rentgen nurlari	Gamma nurlar
λ, [m]	λ>360·10^-6	360 –0,76·10^-6		400 – 5·10^-9	10^-8 – 10^-11	10^-11 – 10^-13
ν, [Gs]	ν< 8,33·10^11	8,33·10^11 | 3,95·10^14	4·10^14 | 7,5·10^14	7,5·10^14 | 6·10^16	3*10^16 | 3*10^19	3·10^19 | 3·10^21

19.2 rasm
Radioto‘lqinlar tebranish konturlarida zaryadning tebranishidan hosil bo‘ladi. Infraqizil nurlar har qanday qizigan jism sirtida tarqaladi undan tashqari mikroto‘lqinli pechlar ham mikroto‘lqinli infraqizil nurlar siqaradi. Infraqizil nurlar, oq yorug‘lik va ultrabinafsha nurlar davriy sistemaning boshida joylashgan elementlarning atomidagi elektronlarning turli o‘tishlarida hosil bo‘ladi. Undan tashqari bu nurlar davriy sistemaning o‘rtalarigacha bo‘lgan elementlarining tashqi qobiqlaridagi elektronlarning o‘tishlarida ham hosil bo‘lishi mumkin. Rentgen nurlari davriy sistemaning o‘rtasidan boshlab to oxirigacha bo‘lgan elementlarining o‘rta va ichki qobiqlaridagi elektronlarning turli o‘tishlarida hosil bo‘ladi. Rentgen nurlari ham o‘z navbatida yumshoq, o‘rta va qattiq rentgen nurlariga bo‘linadi. Yumshoq rentgen nurlari qattiq ultrabinafsha nurlariga, qattiq rentgen nurlari esa -nurlariga tutashib ketadi. Nihoyat γ-nurlari barcha elementlarning yadrolaridagi nuklonlarning uyg‘rngan holatdan asosiy holatga o‘tishlarida yoki α- va β- yemirilishlarda hosil bo‘ladi. Rengen nurlarining energiyasi ko‘rinuvchi nurlarnikidan martalab katta bo‘lsa, γ-nurlar energiyasi esa ko‘rinuvchi nurlarnikidan martalab katta bo‘ladi. γ-nurlarning to‘lain uzunliklari yadro o‘lchami tartibiga yaqin bo‘lgani uchun ularning kiruvchanlik qobiliyati nihoyatda kuchlik. Ular hatto qattiq jasmlar va metallardan ham xuddi yorug‘lik nurlari shaffof muhitdan o‘tgani kabi o‘tib ketadi. γ-nurlariga faqat qalin qo‘rg‘oshin devor to‘siq bo‘lishi mumkin.
Elektromagnit to‘lqinlar birinchi marta Gers tajribasidan 8 yil keyin 1895 yil 7 mayda rus fizigi A.S.Popov tomonidan amalda qo‘llanildi. A.S.Popov rus-fizika-ximiya jamiyati majlisida dunyoda birinchi radiopriyomnikni demonstratsiya qildi va elektpromagnit to‘lqinlarni simsiz aloqa vositasi sifatida keng ishlatish mumkinligini ko‘rsatdi. Diapazoni santimetr va millimetr bo‘lgan elektromagnit to‘lqinlar radiolokatsiya (to‘lqinlarni to‘siqlardan qaytish) da keng qo‘llaniladi. Hozirgi paytda fan va texnikaning hech bir sohasi yo’qi unda elektro magnit to‘lqinlar ishlatilmasin. Radioeshittirish uchun radioto‘lqinlarning hamma diapazonlari ishlatiladi.
Televideniye sxemasi radioeshittirish sxemasi bilan deyarli bir xil. Farqi shundaki, uzatkichda tebranishlar nafaqat tovush signallari, balki tasvir signallari ham modulyatsiya qilinadi. Uzatish telekamerasida tasvir elektron nur trubkasi yordamida qayta tiklanadi. Uzatilayotgan va qabo’l qilinayotgan signallar shunday sinxronlashtirilganki, televizor trubkasidagi elektron nurining harakati uzatuvchi telekamera nurining harakatini takrorlaydi.
Hozirgi paytda elektromagnit to‘lqinlar yordamida qo‘zg‘almas va harakatlanuvchi ob’yektlar tasvirini uzatish (fototelegrafiya, televideniye), samolyot va kemalarni boshqarish (radionavigatsiya), Yer ostida masofani aniq o‘lchash (radiogeodeziya) mumkin. Radioantenna va radioteleskoplar yordamida koinotning juda uzoq nuqtalarida joylashgan ob’ektlarni radiozond qilish va ulardan kelayotgan to‘lqinlarni qabo’l qilish imkoniyati ochildi.
Maksvelning EM to’lqinlarining mavjudligi bashorati xayratlanarli edi. EM to’lqinlarining yoruglik tezligi kabi 3 x 10⁸ m/s tezlikda harakatlanishini oldindan aytilishi ham teng darajada diqqatga sazovor edi. Yoruglik nurining Maksvell ishidan 60 yil ilgari to’lqin singari harakatlanishi ko’rsatilgan edi. Birok, hech kim uni qanaka to’lqinligini bilmas edi. Nima u yoruglik tezligidagi tebranuvchi narsa? Maksvell, EM to’lqinlari tezligi hisob kitobi asosida yoruglik nuri EM to’lqini bo’lsa kerak deb aytib o’tgan edi. Bu fikr tez orada olimlar tomonidan umumravishda qabo’l qilindi, lekin toki EM to’lqinlari tajriba asosida aniqlanmagunicha to’lik emas edi. EM to’lqinlar birinchi bo’lib Genrix Gers (1857-1894) tomonidan ishlab chiqilgan va aniqlangan, Maksvell o’limidan 8 yildan so'ng. Gers elektrodearo-bo’shliq apparatini ishlatgan, unda zaryadni qisqa vaqt davomida orqaga va oldinga harakatlanishi oqibatida 10⁹Hz chastotalik to’lqinlarni yaratgan. U sim halqa yordamida ularni masofada aniqlagan, o’zgaruvchan magnit maydonning ushbu halqa orasidan o’tishi EYUK ni hosil qilgan.
Bunday to’lqinlar keyinchalik 3 x 10⁸ m/s yoruglik tezligida harakatlanishi namoyish etilgan va yoruglikning aks, refraksiya va interferensiya kabi barcha xususiyatlarini o’zida ko’rsatgan. Yagona farqi ular ko’rinmasligi bo’lgan. Gers tajribasi Maksvell teoriyasini ajoyib isboti bo’lgan.
Ko’zga ko’rinadigan yoruglik nuri to’lqin uzunliklari XIX asr birinchi o’n yilligida o’lchangan, hech kim xatto yoruglik nurini EM to’lqin ekanligini tasavvur ham qilmagan davrda. To’lqin uzunliklari 4.0 x 10^-7 m va 7.5 x 10^-7 m yoki 400nm dan 750nm (1nm = 10^-9 m) orasida etishi aniqlangan. Ko’zga ko’rinadigan yorug’lik nuri chastotalari tenglama orqali topilgan:
C = (22.35)


va to’lqin chastotasi va uzunligi. s esa eruglik tezligi, 3 x 10⁸ m/s, bu ochiq fazodagi barcha EM to’lqinlarga universaldir. 22-35 tenglama ko’zga kurinadigan yoruglik nurining chastotasi 4.0 x 10¹⁴Hz va 7.5 x 10¹⁴ Hz orasida bo’lishini bizga aytadi. (1 Hz = 1 sikl/sekund = 1 s^-1.)
Lekin ko’zga ko’rinadigan yoruglik nuri EM to’lqinining bir turidir. Biz hali ko’rganimizdek, Gerts kichkina chastotalik EM to’lqinlarini ishlab chiqqan, 10⁹Hz. Xozirda ular radioto’lqinlar deb ataladi, chunki shu diapazondagi chastotalar radio va TV signallarini yuborishda ishlatiladi. EM to’lqinlar eski EM radiatsiya ko’p turdagi chastotalarda ishlab chiqilgan va aniqlangan. Ular odatda 22-8 rasmdagidek gruppalashtiriladi, qaysiki elektromagnit spektri deb nom olgan.
Radio to’lqinlar va mikroto’lqinlar elektronika jihozlarni ishlatgan holda laboratoriya sharoitida ishlab chiqarilishi mumkin (22-5 rasm). Yukori chastotalik to’lqinlarni elektronik yo’l bilan ishlab chiqarish juda ham qiyin. Bunday va shunga o’xshash EM to’lqinlar tabiiy jarayonlarda ishlab chiqariladi, masalan atomlar, molekulalar va yadro emissiyasi. EM to’lqinlari elektronlarni yoki boshqa zaryadlangan zarrachalarni tezlantirish orqali olinishi ham mumkin, masalan 22-5 rasmdagi antennadagi elektronlar. X-nurlar juda kichik to’lqin uzunligiga ega (va juda katta chastotaga ega) va ular tez-harakatlanadigan elektronlar metaldan yasalgan mo’ljalni urganda juda tez sekinlanishi oqibatida vujudga keladi. Xatto oddiy qizigan lampochkadan chiqadigan ko’zga ko’rinadigan yorug’lik nuri bu issiq lampochka “sim” ichdan chiqayotgan elektronlar sabablidir.
Biz keyinchalik EM to’lqinlarni har xil turlarini uchratamiz. Biroq, shu yerda aytib o’tish joizki, infraqizil radiatsiya (IR) (ko’zga ko’rinadigan yorug’lik nuri chastotasidan kichik chastotaga ega EM to’lqinlar) quyoshni isitish ta’siriga o’z hissasini qushadi. Quyosh nafaqat ko’zga ko’rinadigan yorug’lik nuri, balki bir qancha IQ va UF (ultrafiolet) nurlarini ham chiqaradi.
Bizning terimiz molekulalari infraqizil chastotalarida “tebranadi”, shuni oqibatida ular yutiladi va bizni isitadi. Biz insonlar EM to’lqinlarni to’lqin uzunligiga qarab turlicha xis etamiz: bizning ko’zlarimiz to‘lqin uzunligi 4.0 x 10^-7 m va 7.5 x 10^-7 m (ko‘zga ko’rinadigan yorug’lik nuri) orasidagi to’lqinlarni ilg’ay oladi, terimiz esa IQ to’lqin uzunligidan uzunlarini sezadi. Ko’plab EM to’lqin uzunliglarini to’g’ridan to’g’ri aniqlay olmaymiz¹.
Yoruglik va boshka elektromagnetik to’lqinlar tezlik bilan harakatlanadi.
Buni million marta sekinrok bo’lgan, havoda 300m/s tezlik bilan harakatlanadigan tovush, yoki yoruglikdan 10 million marta kichik bo’lgan odatiy avtomobil tezligi, 30m/s (100km/soat, 60mil/soat) bilan solishtiring. EM to’lqinlari tovush to’lqinlaridan boshqacha tarzda katta farq qiladi: tovush to’lqinlari havo kabi o’rtacha harakat qiladi, va havo molekulalarining harakatini jalb qiladi. EM to’lqinlar xech qanday materiallarni jalb qilmaydi – faqatgina maydonlar, va bo’sh fazoda harakatlana oladi.
Elektromagnetik to’lqinlar uzatish liniyalari bo’ylab, hamda bo’sh fazo bo’ylab ham harakatlana oladi. EYUK manbai uzatish liniyasiga ulanganda, ikki paralel yoki umumiy o’qqa ega bo’lgan kabel bo’lsin (22-9 rasm), butun sim bo’ylab hamma nuqtalarida elektr maydon paydo bo’la olmaydi. Bu 22.2-bo’limda va 22.5-rasmda aytib o’tilgan sabablarga asoslangan. Hakikatda, agar simlar bo’shlik yoki xavo bilan ajratilgan bo’lsa, ko’rish mumkinki, elektrik signallar butun sim bo’ylab tezlik bilan harakatlanadi. Misol uchun, siz chiroq yondirgichni bosganingizda, chiroq aslida juda kichik sekund vaqt kechroq yonadi. Eletr o’tkazuvchanligi  va magnetik o’tkazuvchanligi bo’lgan muhitda agar simlar mavjud bo’lsa 22.3-tenglamada berilgan tezlikka o’xshash bo’lmaydi, aksincha ko’rinishda bo’ladi¹.