S. o r I f j o n o V elektromagnitizm
Download 48 Kb. Pdf ko'rish
|
|
aniqiaymiz: к = со / v = con / c. (43.13) ToMqinning boshqa xossalarini o ‘rganish uchun yechimlarni Maksvell tenglamalariga qo‘yib ko‘ramiz: divE = V £ = f E0x — + E0y — + E0z ^ Jexp{/(fi>f - £r)J = ^ ( t Z - \) ~ (43.14) = - i ( E 0xkx + E0yky + E0zkz jexpj/lo)/ - k r \\ = -ik E = 0. Shunga o ‘xshash: divH = -ik H = 0. (43.15) D em ak t o ‘lqindagi elektr m aydon kuchlanganligi ham , m agnit m aydon kuchlanganligi ham toMqin vektorga, toMqinning tarqalish yo'nalishiga tik ekan: Ё ± к , H 1 k. Elektrom agnit toMqin k o ‘n- dalang toMqin ekan. YorugMikda qutblanish xossasi borligi elek- trom agnit toMqinning ko'ndalang toMqin ekanligini tasdiqlaydi. B o ‘ylama toMqinlarda (masalan, havo yoki suvdagi tovush toMqin- larida) qutblanish boMmaydi. (43.1 1) va (43.12) yechim larni M aksvellning (43.1) va (43.2) tenglamalariga q o ‘yib ko'raylik: — — — — — kxE rotE = - i k x E = -nfjgieoH, H = ------- , (43.16) - - - - i c x H rotH = - ik x H = eegiaE, E = --------- . (43 17) ££0CO ' ’ Ikkala natija ham Ё ± H ekanligini k o‘rsatmoqda: elektrom agnit toMqinning elektr tashkil etuvchisi magnit tashkil etuvchisiga tik ekan. (43.16) va (43.17) ifodalarga ko'ra: - H x ( k X H ) / £ £ q = Ik X Ё ) х Ё / /J/. 1 Q, 2 - , (43.18) к щ 1 0Н = k££0E , \ V f f = w £ , w = wE + wB . Shunday qilib, elektrom agnit toMqinda elektr m aydon energiyasi va magnit maydon energiyasi teng ekan. Bundan (tekshirib ko'ring) elektrom agnit toMqin uchun E = vB = cB / n (4 3.19) m u n osab at kelib c h iq a d i. B o 'sh liq d a bu m u n osa b at E = cB ko‘rinishga ega. Yana quyidagi munosabatlar o'rinli: H = vD = cD / n, E = S G S birliklarida b o ‘shliqda E = H. Elektromagnit to ‘fqin uchun Um ov-Poyting vektorini, ener giya oqimini hisoblaylik. Magnit maydon uchun (43.16) ifodadan foydalansak: Я ? к х Ё k E 2 S = E x ------- = ------ = wv, (43.20) Ц/ЛдСО HfJUO energiya oqimi S = wv ko‘rinishda yozildi ( ] = pv bilan solishtirib ко'ring). Bo'shliqda bu munosabat S = wc ko‘rinishga ega. Nisbiylik nazariyasiga ko‘ra elektromagnit to‘lqinning energiya va impulsi to'lqin tezligi bilan bog'liq: E = v p . Bu holda elektromagnit toMqin impuls oqimi S / v = w ga teng. Y uqorida elektrom agnit m aydon invariantlarini ko'rgan edik: E 2 - c2B2 = const,, ЁВ = const7 Elektromagnit maydonda E 2 ~ c 2B2 = О, ЁВ = 0 shuning uchun har qanday sanoq siste masida shunday qoladi. Lekin bir sanoq sistemasidan ikkinchisiga oMganda toMqinning chastotasi, toMqin vektori, tarqalish yo'nalishi o ‘zgaradi. Bular nisbiylik nazariyasida batafsil o'rganiladi. Optikada yorug'lik nurlarining qaytish va sinish qonunlari o'rganiladi. Anizatrop muhitlarda (kristallarda) yorugMikning sinish qonunlari o'rganiladi. Bu hodisalar yorugMikning elektro magnit to'lqinligi bilan bog'liq bo'lib, elektrodinamika usullari bilan to'liq tushuntiriladi. Difraksiya va interferensiya hodisalari ham yorug'likning to'lqin xossalari bilan bog'liq. Savol va m asalalar 43.1. ToMqin tenglamasining keltirilgan shaklini yozing. 43.2. v va д ni yozing. 43.3. Yassi toMqinning formulasini yozing. 43.4. To'lqin vektori nimaga teng? 43.5. Elektromagnit to'Iqinning bo‘sh!iqdagi va muhitdagi tezligi nimaga teng? 43.6. Elektromagnit toMqinning vektor munosabatlarini yozing. 43.7. Elektromagnit toMqin bo‘ylama to'lqinmi, ko'ndalangmi? 43.8. Elektromagnit toMqinda elektr va magnit energiyalar qanday munosabatda boMadi? 43.9. Elektrom agnit to'lq in energiya oqim i nimaga teng? U ni qanday sezish m um kin? 43.10. E lektrom agnit to ‘lqinda im puls borm i? U ni q anday sezish m um kin? 43.11. E lektrom agnit to ‘lqinda im puls m om enti borm i? U n i qanday sezish m um kin? 43.12. Elektrom agnit to ‘lqin u ch u n sinish va qaytish qonunini yozing. 43.13. Y uqoridagi (43.20) fo rm ulani keltirib chiqaring. 4 4 - § . E l e k tr o m a g n i t t o ‘lq in la r n in g n u r la n is h i Har qanday elektr va magnit maydonlar zaryadlar hosil qilgani kabi, elektromagnit to‘lqinlar ham zaryadlar nurlatadi. Bu masala elektrodinamikaning eng murakkab masalalaridan bo'lib, uning natijalari bilan tanishtiramiz. Ko'pchilik sistemalar neytral bo'lgani uchun, ulaming elektr xossalari dipol momenti bilan aniqlanadi. Jumladan, zaryadlar sisternasining nurlanish intensivligi, Umov-Poyting vektori S ham sistemaning dipol momenti p ga bog'liq. Zaryadlar sisternasining biron in birlik vektor yo'nalishdagi elektromagnit to'lqin nurlanishi uchun .S’quyidagicha ifodalanadi: r rhP 2 (44.1) Bu yerda С — doimiy koeffitsiyent, r — zaryadlar sistemasigacha masofa (bu masofa juda katta deb hisoblanadi). Bu ifodaning masofaga bog'lanishi diqqatga sazovor. Sirtlarning yoritilganligi formulasi masofaga aynan shunday (* 1/ r2 ) tarzda bog'liqdir. Elektr maydon energiya zichligining ham, magnit maydon energiya zichligining ham masofaga bog'lanishi bundan tik bo'lib, masofaga 1 / r 4 tarzda bog'liqdir. Bundan elektromagnit to'lqinlar nurlanishi statsionar elektr va magnit maydonlardan keskin farq qilishi ma’lum bo'ladi. (44.1) ifodada dipol momentidan vaqt bo'yicha ikkinchi darajali hosila ishtirok etmoqda. Dipol momentining eng umumiy ta’rifi bo'yicha P = ^ q „ r n bo'lib, p = ^ q nr zaryadlarning tezlanishi n n orqali ifodalanadi. Demak faqat tezlanuvchan harakatdagi zaryad- largina elektromagnit toMqin nurlatishi mumkin ekan. Kuchli tezlanish faqat davriy harakatda, aylanma yoki tebranma harakatda kuzatilishi mumkin. Shunga asosan dipol momenti P = ePg exp (ieot) (4 4 .2 ) tarzda ifodalansin, bunda ё dipol momentining yo'nalishini ko‘rsatuvchi birlik vektor, со — tebranish chastotasi. e vektor doimiy deb, Poyting vektori (4 4.1) ni hisoblasak: S = £ w 4 $ _ s.n 2 q (4 4 3 ) r Nurlanish energiya oqimining chastotaga juda kuchli bog'liqli- gini ko‘rmoqdamiz. Masalan, chastotaning 10 marta oshishi elekto- magnit energiya oqimini 104 marta oshirar ekan, chastota ming marta ortsa, energiya nurlanishi IO20 marta ortishini ko‘rishimiz mumkin. (4 4 .3 ) formulada в — dipol momenti bilan to'lqin kuzatilayot- gan yo'nalish orasidagi burchak. Antennalarda elektr tebranishlar sim bo'ylab ro'y beradi, dipol momenti vektori sim bo'ylab yo'naladi, to'lqinlarning nurlanishi esa — ustunvor ravishda simga, antennaga tik yo'nalishda bo'lar ekan. Antennalarni o'rnatishda bunga e’tibor berish kerak. Antennalar yo'nalganligining bu xossasi faqat to'lqin chiqaruvchi emas, qabul qiluvchi antennalarga ham tegishlidir. Xullas, elektromagnit to'lqinlarning nurlanish intensivligi chastotaning to'rtinchi darajasiga mutanosib, masofaning kvadratiga teskari mutanosib. Faqat tezlanuvchan harakatlanadigan zaryad- largina to'lqin nurlatishi mumkin. Elektromagnit to'lqinlarning tajribada kashf etgan nemis olimi Genrix Gers ochiq vibrator (tebrangich) yasagan. Vibrator ikki mis o'tkazgich kesmasidan iborat bo'lib, uning uchlaridagi sharchalar tebranma konturdagi kondensator qoplamalari vazifasini bajargan. Induktivlik esa — har qanday tokli o'tkazgichda mavjud. Vibrator o'rtasida havo qatlami mavjud edi. Vibratorning ikki qismi induktorga, yuqori chastotali katta kuchlanish beruvchi maxsus transformatorning ikkilamchi cho'lg'amlariga ulangan. Induktor katta kuchlanish beiganda — vibratorning ikki qismi orasida uchqun o ‘tgan. Bu paytda vibrator juda kichik aktiv qarshilikka ega bo'lgan tebranma konturga aylangan va unda yuqori chastotali elektromagnit tebranishlar vujudga kelgan. larni sezuvchi asboblar bo'lmagani uchun, elektromagnit tebranishlami , . . . , ° . . . . 44.1-rasm. qayd etish uchun Gers uchlan orasi dagi masofa o'zgartirilishi mumkin bo'lgan o'tkazgichdan iborat ikkinchi vibratorni qo'Ilagan (44.1-rasm). Tajribalarda birinchi vibrator bilan ikkinchi vibrator bironta o'tkazgich bilan birlashtirilmagan bo'lsada, ular orasida bir-necha metr masofa bo'lsada, birinchi vibratorda uchqun va elektromagnit tebranishlar hosil qilinganda, ikkinchi vibratorda ham uchqun kuzatilgan. Ikkinchi vibrator birinchi vibrator nurlatgan elektromagnit to'lqinlarni qayd etganini isbotlash uchun, olim bu to'lqinlarning qaytishi va sinishini, to'lqinlar interferensiyasini kuzatgan, tajribada ulaming qutblanishi mavjudligini isbotlagan, to'lqinlar uzunligini aniqlagan. Vibratorlar orasida rezonans bo'lganda to'lqinlar energiyasini uzatilishi eng kuchli ekanligining ko'rsatgan. G.Gers uzunligi eng kichik — 26 sm bo'lgan vibratorda v = 5 108/ s chastotali tebranishlar hosil qilgan, ulaming to'lqin uzunligi A = 6 0 sm bo'lgan. O'z tajribalariga ko'ra Gers Maksvell elektromagnit nazariyasi to'liq tasdiqlanganligi haqida xulosa chiqargan. Ko'zga ko'rin- maydigan sirli elektromagnit to'lqinlarning mavjudligini va ulaming tezligi yorug'lik tezligi kabi kattaligini isbotlagan. Ular yordamida simlarsiz energiya uzatish mumkinligini aytgan. Lekin ularning vositasida aloqa vositalari vujudga kelishi mumkinligini tasawur etmagan. Elektromagnit to'lqinlari G.Gers tomonidan ochilishi buyuk kashfiyot edi. Bu kashfiyot ko'plab ixtirolarga yo'l ochgan. Radio- ning ixtiro etilishi ularning orasida eng ahamiyatligi bo'lib, bu sohada fransiyalik E.Bredli, amerikalik N.Tesla, rossiyalik AS.Popov, U paytda (1888-y.) bu tebranish- italiyalik G. Markonining xizmati bor. Markoni faqat ixtirochi emas, tadbirkor ham bo'lib, radioni butun odamzodga xizmat qilishida bosh bo'lgan deyish mumkin. Nurlanish nazariyasining rivojlanishi turli yorug‘lik manbala- rining, jumladan lazerlarning, radiolokatsiyaning yaratilishiga olib kelgan. Nurlanish xossalarini o'rganish tufayli nurlanish parametr- lariga ko‘ra (qutblanishi, energetik spektri, burchak taqsimoti) nurlanish ro‘y bergan sharoit haqida xulosa chiqarish mumkin. Shuning uchun kosmik obyektlaming elektromagnit nurlanishini o'rganish — ular haqidagi asosiy va juda keng ma’lumot manbaidir. Jumladan neytron yulduzlar o ‘zlarining alomat impulsli nurlanishi tufayli ochilib, pulsarlar deb nomlanadi. Uzoq galaktikalar spektrini o'rganish tufayli dunyoning kengayuvchi modeli tasdiq- landi. Nurlanish xossalarini o'rganish moddaning tuzilishi haqidagi ko'p muammolaming hal qilinishiga, kvant mexanikasi va nisbiylik nazariyasining yaratilishiga olib keldi. Savol va m asalalar 44.1. N urlanish intensivligi (U m ov - Poyting vektori) nim alarga bog‘liq? 44.2. Quyosh doimiyisi 1.4 k W / m 2 ga teng. Buni qanday tushunasiz? 44.3. N urlanish intensivligi antenn a yo‘nalishiga qanday bog'liq? 44.4. D oim iy tezlik bilan aylana bo'ylab harakatlanayotgan zaryadli zarra elektrom agnit nurlanish chiqaradimi? 44.5. O chiq vibrator deb nimaga aytiladi? 4 5 - § . E le k tr o m a g n it to M q in lar s h k a la s i. E l e k tr o m a g n it to M q in la m in g q o ‘lla n is h i Maksvell nazariyasiga asoslangan elektrodinamikada dastlab elektromagnit to'lqinlarni elektromagnetizm usullari bilan, induk tivlik, sig'im kabi elektr qurilmalari bilan hosil qilingan to'lqinlar sifatida tushunilar edi. Lekin tezda elektromagnit to'lqinlarning sinish, qaytish, qutblanish, difraksiya, interferensiya va boshqa lonlashumuii’Uigan nuriunisb LoiUasMiruvct.i ^ nurlanish I 2 I 3 i I 5 r- o' o' e . £ £ Я 8 Uadio to'lqinlar 9 ' t W f Cj.i nima lanish Rentgen nurliirmh Infraqi7.il to lqinlsr (ui'.rabinulslu Yorug’l i k __________ / 4 5 .1-rasm . xossalari yorug‘lik nurlarining xossalariga mos kelishi ma’lum bo‘ldi. Shundan so‘ng yorug‘lik nurlari elektromagnit to'lqinlarning bir qismi, inson ko'zi sezadigan qismi ekanligi ma’lum bo‘ldi. Shundan boshlab optika faniga elektrodinamika fani kirib keldi va optikaning nihoyatda rivojlanishiga hissa qo‘shdi. Optikada yorug‘lik prizmasi yordamida tabiiy yorug‘likni turli ranglarga, turli chastotalarga ajratish Nyuton tarafidan kashf etildi. Nyuton shunday qilib tabiatda kuzatiladigan kamalak hodisasini tushuntirdi. Kamalak — Quyoshdan kelayotgan tabiiy yorugMikning atmosferadagi mayda suv tomchilarida sinish hodisasidan iborat. Bunday sinish turli chastotalar uchun turlicha bo'lgani uchun turli to'lqin uzunlikka ega bo'lgan yorug'lik nuriar fazoda turlicha tarqala boshlaydi, yorug'lik ranglarga ajraydi. Inson ko'zi to'lqin uzunliklari 400—800 nm oraliqdagi elektro magnit to'lqinlarni sezadi. Ularning chastotalari 0.75-0.19-1015 oraliqqa to'g'ri keladi va umumiy elektromagnit spektrning juda kichik qismini tashkil etadi. Yorug'lik fotonlarini eneriyasi 1.55- 3.1eV ga to'g'ri keladi. Bu oraliq tasodifiy bo'lmay, Quyosh nurlanish spektral chizig'ining maksimumiga to'g'ri keladi. Bu chegaralar qat’iy bo'lmay, inson organizmiga bog'liq, hatto, kun davomida ham ko'zning sezgirligi o'zgarishi mumkin. Adabiyotdan ma’lum bo'lishicha, Bobuming nevarasi, hindistonning buyuk shohi Akbarshoh kunduzi ham Suhayl yulduzini ko'ra olgan. Ayrim odamlar esa svetofordagi chiroqlar rangini ham ajrata olmaydi. M a ’lum b o ‘lish ich a, in so n k o ‘zi u c h turdagi sezgir n u q tala rg a ega b o ‘lib, bu o ig an la r yorug 'lik nu rlarin i kim yoviy ravishda sezib, elektr signallarini hosil qiladi va n erv to lalari orqali m iyaga uzatad i. Sezgir n u q ta la rn in g u m u m iy so ni b ir n e c h a m illio n g a y etib , k o ‘z ju d a sezgir o p tik asbo b d ir. T ash q i yo ritilganlik 107— 10a m a rta o 'zg a rg a n d a h a m k o 'z k o 'rish qobiliyatin i saqlab qoladi. K o 'z d a g i uch turdagi sezgir n u q ta la r sp ek trn in g tu rli so h a la rid a m ak sim a l sezgirlikka ega b o 'lg a n i u c h u n , u larn i sh artli ravishd a qizil, yashil va k o ‘k (h av o ran g ) n u rlarn i k o 'ra d ig a n n u q ta la r deb h iso b la n a d i. S hunisi q iziqk i, rangli televizo rlarda h a m m inglab tu rli — tu m a n ranglar u c h ta ran gning k om binatsiyasi y o rd am id a hosil qilinadi. In fraq izil n u rla n ish — y o ru g 'lik n u rlarig a n isb a ta n k ic h ik chastotali n urlanish bo'lib, birinchi b o r 1800-yilda, y orug'lik n u rla rini p riz m a y o rd am id a spektrga yoyib o 'rg a n is h ja ra y o n id a k a s h f etilgan. Issiq jism la rn in g h a m m a si infroqizil n u ria r c h iq a ra d i va u lam in g energiyasini in so nn in g terisi h a m sezadi. M ing lab K elvin tem p eratu rali jis m la r infraqizil n u rla rd an tashqari y o ru g 'lik n u r larini, b irin ch i n avb atta qizil n u rla rn i c h iq a ra b oshlaydi. Radio toMqinlar elektrom agnit spektrdagi eng kichik ch asto tali s o h a n i egallaydi. A lo q a vositalari — ra d io , telev izo rlar, u y a li telefonlar, in ternet, kosm ik aloqa — rad io to 'lq in lard an foydalanadi. U lar b ir-b irig a x alaqit berm asligi u c h u n , elek tro m agn it sp ektrning m a ’lum c h a sto ta la rid a ishlash u c h u n davlat id o ra larid a n ruxsat oladilar. U yali aloqada m illiardlab telefonlar bir chastotad a ishlashi k a sh f etiilgani u c h u n Y er yuzasidagi m illiard alab o d a m la r b ir vaqtda sim siz elektrom agnit alo q ad an foydalanish im koniyatiga ega b o 'ld i. B un d ay a lo q a d a barch a telefo n lar b ir c h a sto ta d a ishlaydi, lekin tele fo n n in g sim — karta deb ata lu v ch i qism i faq a t shu telefonga, sh u a b o n e n tg a jo 'n a tilg a n sign allarni qabul qiladi. B u- k o m p y u te r ich id a q o 'lla n ila d ig a n texn alo g iy an in g alo q a sohasiga qo 'llan ilishidir. U ltra b in afsh a n u ria r yo ru g 'lik n u ria rid a n k a tta c h a sto tag a egadir. U ltra b in afsh a n u ria r h a q id a tu s h u n c h a b irin c h i b o r X III asr hind faylasufi Shri M adhvacharya asarida uchraydi. U tasvirlagan joyda o d diy k o 'z k o'rm ay d ig an binafsha n u ria r bo 'lg an . 1800-yilda infraqizil n u ria r k ash f etilgandan so 'n g , nem is fizigi R itter y o ru g '- lik spektrining qisqa t o ‘lqinli so h asid a izlanishlar olib boradi. 1801- yilda u Q u y o sh sp ek trid ag i yorugMik toM qinlariga n isb a ta n qisqa toMqin u z u n lik d a g i n u ria r k u m u sh x lo rid n i te z p a rc h a la sh ig a q arab , u ltra b in a fsh a n u rla rn i o c h a d i. S h u n d a y qilib, yorugMik n u rlarin in g ikki yonida k o 'zg a k o 'rin - m as n u ria r o ch ilad i: qizil n u ria r tara fid a infroqizil nuriar, bin afsh a n u ria r tarafida — u ltrab in afsh a nuriar. U ltrabinafsha n u riar kim yo- viy t a ’siri kuchli ekanligi b ila n ajralib turadi. O lim larda u ch turdagi n u rla n ish n in g tab ia ti birligi h a q id a fikrtugM ladi. U ltra b in a fsh a n u rla rn in g bio lo gik t a ’siri u larn in g in so n o rg a- nizm i u c h u n z a ru rlig in i k o 'rs a ta d i. Ju m la d a n in so n o rg a n iz m id a D v ita m in n in g h o sil boMishi u c h u n u ltra b in a fsh a n u rla n ish zaru r. S h im o liy m in ta q a la rd a Q u y o sh n u rla n ish in in g y etishm ovchilig i «yorugMik ochligi» deb nom lanadigan natijalarga olib keladi. Shuning u c h u n tabiiy n u rla n ish d a n tash q a ri s u n ’iy u ltra b in a fsh a n u rla n ish m a n b a la ri y a ra tilg a n va u la r «solyariy» deb n o m la n a d i. L ekin b izn in g m in ta q a d a u ltra b in a fs h a n u rla n ish n in g t a ’sinri k eragid an o rtiq boMmasligi h a q id a k o 'p ro q o ‘y lash kerak. T ab iiy Q u y o sh n u rid a u ltra b in a fsh a n u rlan ish n isb atan k o ‘p boMadi, lekin o ‘z in in g kim yo v iy t a ’siri kuchli boMgani u c h u n b u n urlan ish a tm o sferad a ush lan ib qoladi. Y uqoriga, toqq a k o ‘tarilgan o d a m u c h u n u ltra b in a fs h a n u rla n ish n in g ta ’siri o rtib b o rad i va to g 'd ag i o d a m terisin i b ir k u n d a kuyib q o 'y ish i m u m k in . In so n n in g k o ‘zi ultrb in afsh a n u rlarn i k o 'rm a y d i, lekin b und ay n u rla n ish m e y o rid a n o rtiq boMsa, k o ‘zn in g sezgir qism iga zararli t a ’sir etib , k o ‘z k o ‘rm a y q o lish i m u m k in . A yniqsa, qorli to q q a c h iq q a n say y o h lar b u n d a n ex tiy o t boMishi kerak. H im o y a vositasi sifatida shisha k o ‘zo y n ak u ltra b in a fsh a nurlarni tutib qoladi, plast- m assa k o 'z o y n a k la r esa — o ‘tkazadi. Q u sh la rn in g k o 'ris h q o b iliy atin i o 'rg a n g a n o lim la r u larn in g to 'r t nurda k o 'rish in i, u lam in g biri yorug'lik nurlariga yaqin b o'lgan u ltra b in a fsh a n u ria r so h a sid a ek anligin i a n iq la sh g an . S h u n in g u c h u n q u sh la rn in g rang sezish qobiliyati o d a m n ik id a n k o 'p m arta k e n g ro q b o 'lis h i kerak. M a sa la n , q a rg 'a la r b ir-b irin i o d a m la r k o 'rg a n id e k q o ra e m a s, tu rli ran g lard a k o 'rish i kerak. R anglarga sezgir b u rg u t k a tta b a la n d lik d a n kerakli ovini topishi m u m k in . U ltra b in afsh a n u ria r havo va suvni, h o n a d a g i b a rc h a sirtlarni dezinfeksiya qilish u c h u n qo'llaniladi. M a ’lum b o ‘Iishicha, m a ’lum u zu nlik dag i (254 n m ) u ltra b in a fsh a n u ria r m ik ro o rg an izm larn i ichig a k irib b orib, u larn in g D N K m o lek u lalariga z a ra r yetkazib, u larn in g k o ‘p ayishini t o ‘x ta ta r ek an. A gar lam p a faq at kerakli u ltra b in a fsh a n u rla rn i ch iq arsa, in so n g a z a ra r etk azm ag an ho ld a x o n a d o n n i, sh ifo x o n a n i, ja m o a t jo y la rin i m ik ro o rg a n izm lard a n to zalash i m u m k in . R e n tg e n n u rla rin in g ch a sto tasi 3-1016-r 6-1019 G ers o raliq d a, gam m a — n u rla n ish c h a sto tasi IO19 G ers d an o rtiq so h a d a y o tad i deb h iso b la n a d i. Bu o ra liq la r q ism an kesishgan ekanligini k o 'rib tu rib m iz . B u s o h a d a y a d ro d a n c h iq q a n n u rla n is h n i g a m m a n u rla n ish , e le k tro n la r h osil qilgan n u rla n ish n i ren tg en n urlan ish i d eb y u ritilad i. L ekin n u rla n ish xossalari faq at ch astotasiga b o g 'liq b o 'lib , u n in g q a n d a y hosil b o 'lg a n ig a b o g 'liq em as. R e n tg e n n u rla rin i V .K .R e n tg e n 1895-yili o c h g a n b o 'lib , u la m i x -n u rla r deb atag an . Bu n u ria r tab iiy k osm ik n u rla n ish d a , rad io ak tiv m o d d a la r n u rla n ish id a , ren tg e n tru b k asin in g n u rla n i- shid a kuzatiladi. R entgen trubkasida term o elek tro n em issiya tufayli k a to d d a n c h iq q a n ele k tro n la r kuchli elek tr m a y d o n d a (10— 100 kV) te z la sh tirila d i, a n o d g a kelib urilgan e le k tro n la r en e rg iy a sining asosiy qism ini an o d n i isitishga sarflaydi, kichik, 1% qism ini ren tg en n u rla n ish ig a sarflaydi. R entgen nurlarining yuqorida ko'rilgan boshqa n u rlard an asosiy farqi sh u n d a k i, u la r turli m o d d a la rd a n o 'tis h qobiliyatiga ega. O 'tg a n n urlarn in g fotoplastinkalarda rasm ini olib, m o d d an in g ichki tuzilishi h a q id a m a ’lu m o t olish m u m k in . In so n tan asid an o 'tg a n d a R e n tg en n u rla ri aso sa n su y ak lard ag in a yutilib, u la m in g tasvirini o lish im k o n in i b eradi. V .K .R en tg en birinchi m aqolasidayoq n ash r etg an q o 'ln in g ren tg en o g ram m asi bu n u r larni m e d itsin a d a q o 'lla n ish ig a y o ‘l o c h ib berdi. Bu nurlarni o ch ib , tekshirgani uch u n olim 1901-yili b irin c h i N o b e l m u k o fo ti s o v r i n d o r i b o 'l g a n . N o b e l m u k o f o t i k o m itetin in g q aro rid a kashfiyotning am aliy 45.2-rasm. ah am iy ati ayniqsa t a ’k illangan edi. H ozirgi z am o n d a bu nurlarn in g eng m urakkab q o 'llan ish i ren tgen ostru ktu ra analizi deb ataladi. Bu usul bilan, m asalan, D N K tuzilishi o'rganilgan. G am m a n u ria r rad ioak tiv lik ni o 'rg a n is h ja ra y o n id a o c h ilg a n b o 'lib , u la r a to m y a d ro la rid a hosil b o 'lib , ta sh q a rig a n u rla n a d i. G a m m a n u rla n ish e le m e n ta r z a rra la m in g rea k siy ala rid a h a m , ju m la d a n e le k tro n — p o z itro n annigilyatsiya h o d isasid a h a m hosil b o 'lad i. E lek to m ag n it to 'lq in la r spektrida g a m m a n u ria r eng yuqori chastotali chegarani egallaydi. Rentgen nurlari kabi u lar h a m kuchli o 'tu v c h a n lik x ossasiga ega. G a m m a va ren tg en nu rlari m o d d a d a n o 'ta y o tg a n d a m o d d a n i ionlashtiradi, bu ionlashgan m o d d ag a qarab n u rlarn i o 'z in in g q a y d qilish m u m k in . In so n o ig a n iz m id a rentg en va g a m m a n u rla rn in g zarari a y n an sh u n d a y io n la s h u v b ila n , h a y o tiy m u h im m o le k u la la rn in g za ra rla n ish i b ila n b o g 'liq . T a b ia td a g i b a r c h a m o d d iy jis m la r o 'z id a n e le k tro m a g n it to 'lq in la r chiq arad i. Issiqlik bilan b o g'liq n urlanish b a rc h a jism larg a teg ish lid ir. P ast h a ro ra tli jis m la r ra d io to 'lq in la r va in fro q izil t o 'l- q in la rn i n u rla tsa , y u q o ri h a ro ra tli jis m la r, m a sa la n y u ld u zla r, y o ru g 'lik n u rlarini h a m chiqaradi. In so n n in g k o 'rish o rgani - k o 'z i, yorug 'lik n u rla rin i sezadi, u lar esa Q uyosh issiqlik n u rlan ish spekt- rinin g eng b a la n d q ism ig a to 'g 'ri keladi, b u bejiz em as. Q u y o sh n in g o 'lc h a m la ri Y ern ik id an yuz m a rta k a tta , yuzasi — o 'n m in g m a r ta , h a jm i m illio n m a rta o rtiq . Q u y o s h d a n k e la y o tg a n e le k tr o m a g n it t o 'lq i n la r Y e rd a g i b u tu n h a y o tiy ja ra y o n la rn i en erg iy a bilan t a ’m in lay d i. O 's im lik la rn in g yashil barglarida fo to sin tez jara y o n id a suv va havodagi C 0 2 birlashib , oiganik m o d d a hosil bo'ladi. Bunda kerak b o'ladig an boshqa m odda lar m iq d o ri 1% g a yetm aydi va ularni o 's im lik la r y erdan oladi. Bu m o d d a la r o rasid a eng k o 'p kerak b o 'lad ig a n n i a z o t b o 'lib , ayrim o 's im lik la r (b e d a , d u k k a k li e k in la r) u n i h a m h a v o d a n o lish qobiliyatiga ega. S h u n d a y qilib, o 'sim lik lar Q uyosh nurlari yorda m id a suv va h av odan y o g 'o c h va m ing xil o zu q a la m i yaratishadi. Y erdagi b u tu n h a y o t m anbai b o 'lg a n Q uy oshdagi ja ra y o n - lam i h a m inson u n d a n kelayotgan elek tro m ag nit to 'lq in la rg a qarab o 'rg an a d i. E le k tro m a g n it n u rla n ish faqat Q u y o sh va Q u yo sh sistem asi em as, b u tu n b o rliq h a q id a m a ’lum o t b eradi. Q ad im g i a stro n o m la r S a m o n i y o ru g 'lik n u rla rid a g in a o 'rg a n g a n b o 'ls a , z a m o n a m iz astronom va astrofiziklari Sam oni zam onaviy bilim lar va zam onaviy te le s k o p la r b ila n q u ro lla n g a n h o ld a e le k tro m a g n it t o 'lq i n la r sp ek trin in g turli so h a la rid a k u zatib , Q uyosh va Y erning, b u tu n borliq n ing o 'tm ish i va kelajagini o 'ig a n ish m o q d a . R a d io -a stro n o - m iya, infraqizil a stro n o m iy a , u ltro b in a fsh a a stro n o m iy a , ren tg e n a s tro n o m iy a , g a m m a a stro n o m iy a la ri vujudga kelgan, u larn in g h a r biri b o rliq haq id a yangi m a ’lu m o tlar olish im konini berm oqda. 0 ‘tm is h d a borliq ju d a issiq va siqilgan plazm a h o latid a b o 'lib , z a rra la r va ele k tro m a g n it to 'lq in la r o 'z a ro m u v o za n a td a b o 'lg a n . Borliq kengayib, sovigan, shu n da m o d d a va elektrom agnit nurlanish ayrim — ay rim h ay o t k ech ira b o sh lag an . B unday o 'tm is h d a n «qoldiq» elektro m agn it n u rla n ish n i m avjudligini rus olim i G a m o v b a sh o ra t qilgan edi. 1990-yillarda b u tu n S am on i to 'ld irg a n b u «qoldiq» n u rla n ish a m a ld a to p ildi. Bu n u rla n ish Sam odagi b iro n y o 'n a l i s h d a n k e lm a y d i, b a lk i b a r c h a y o 'n a l i s h l a r d a te k is taqsim langan holda bu tu n borliqni to 'ld irib turadi. Bu nurlanishning o c h ilish i esa b u tu n borliq n i 13.7 m illia rd yil a w a l ro 'y b erg an K atta p ortlash bilan vujudga kelganini tasdiqlaydi. Bu nurlanishning ochg an va o 'rg an g a n am erikalik o lim la r esa 2000-yilda fandagi eng yuksak N o b e l m uko fotiga sazo v o r b o 'lish g a n . 4 6 - § . Z a m o n a v iy a lo q a v o s ita la r i E le k tro m a g n it to 'lq in la rn in g alo q ad a q o 'llan ilish i — u larn in g eng m u h im q o 'lla n ish so h asid ir. E lek tro m ag n it to 'lq in la rn in g m avjudligini tasd iqlagan G ers tajrib alari (1888-y.) b ilan k e tm a - ket o lim la r e le k tro m a g n it to 'lq in la r o 'z in in g ulkan tezligi tufayli m a ’lu m o tla rn i u zatish u c h u n k a tta im k o n iy atlarga egaligi h a q id a fikrga keladilar. Bu sohada rus olim i A .S.Popov, italiyalik m u h an d is G .M a rk o n in in g radio aloqaning vujudga kelishidagi hissalari k atta b o 'lg a n . U la rn in g rad io sohasid ag i dastlabki ishlari 1895-yilga taallu qlid ir. L ekin rad io n i b u tu n d u n y o g a yoyilishi m u h a n d is va ta d b irk o r M a rk o n i ism i bilan b o g 'liq . 1901-yili 12-dekabrda 27- yoshli M a rk o n i A ngliyadan n u rlatilg an rad io signallarini K a n a - d a d a qabul qilib, ra d io to 'lq in la r Y er sirtin in g egrilanishi o rtid a n e g rila n ib , u z o q m aso falarg a a x b o ro t o lib b o rish i m u m k in lig i isb o tlag a n . R a d io to 'lq in la r in i c h a s to ta li m o d u lv a tsiy a etish 212 G .A rm stro ng to m o n id a n ixtiro etildi. R a d io bilan k etm a-k et televi- den ie rivojlandi. U la r aloqa vositasi sifatid a h a m , o m m aviy axbo rot vositasi sifatida h am qoMlaniladi. R ad io a lo q a d a uzatuvchi va qabul qilu vchi stan siy alar ish tiro k etadi. U zatuvchi stansiyada elektrom agnit teb ran m a konturda kerakli chasto tag a ega boMgan tashuvchi te b ra n ish lar hosil q ilinad i, kerakli m aM um otlar, a x b o ro tlar m o d u ly atsiy a e tilad i. D astlab am p litu d a li m o d u lyatsiy a ixtiro etilgan boMsa, s o 'n g ra chasto tali m o d u ly atsiy a k a s h f etildi. M o d u ly atsiy alan gan te b ra n ish la r ku ch ay tirilib , a n te n na orqali fazoga nurlatiladi. F a z o d a b a rc h a tarafga tarq a la y o tg an e le k tro m a g n it to 'lq in la r, ju m la d a n , u z o q m aso fad a jo y la sh g a n q a b u l qiluvchi sta n siy an in g a n te n n a s id a e le k tr te b ra n ish la r v u ju dg a k eltirib, u la r rez o n a n s h o d isa sid a n farq lan ib k u c h a y tirila d i, u la rd a n a x b o ro tla r a jra tib o lin a d i (d em o d u ly atsiy a ja ra y o n i), ax b o ro tli elek tr te b ra n is h la r tovush to 'lq in la rig a aylantiriladi. T elevideniye aloqasida u zatu v ch i to 'lq in la r faqat tovush em a s, ta s v ir h a q id a g i m aM um otn i h a m , ta s v irn in g h a r b ir n u q ta s i haq id ag i m aM um otni h a m u z a ta d i. H a ra k a td a g i tasv ir k o 'p la b ra sm la rn i k e tm a -k e t u z a tish yoMi b ila n hosil q ilin a d i. B u n d a uzatiluv chi a x b o ro t radiod ag id an k o 'p m arta o rtiq b o 'lg an i u c h u n , y u q o ri c h a sto ta li tash u v c h i to 'lq in la r d a n fo y d a la n ila d i. Q abu l qiluvchi sta n siy ad a (telev izord a) to v u sh va tasv irlar tik lan ib , biz h a rak atd ag i tasvirni k o 'ra m iz . T o v u sh va tasvirning e le k tro m a g n it to 'lq in la r vositasida b un d ay uzatilish i faq a t Y erda em as, p lan e tala r orasidagi ulk an m asofalarga h a m am alg a oshiriladi. E le k tro m a g n it to 'lq in la r c h a sto ta si o rtg a n i sari, u larn in g d if- raksiya xossasi k u c h siz lan ib , to 'lq in la r k o 'p ro q to 'g 'r i chiziqli tarqaladi. Y orug'lik to'lqinlarida bu xossa ayniqsa sezilarlidir. Shuning u c h u n tu le v iz io n tasv ir u z a tila d ig a n a n te n n a la r m a h su s, ju d a baland m inoralarga o 'm atilad i, bunday an ten n a ko'rinadigan joylarda televizorlar tasvirni ishonchli ravishda qab u l qiladi. X X I asrga kelib televideniye to 'lq in larini Yerning su n ’iy yo'ldoshlari — aloqa kosm ik kem alari o rq ali u z a tish riv o jlan m o q d a. B u n d ay k o sm ik k e m a lar orqali b ir p a y tn in g o 'z id a y u zlab te le v iz io n d a stu rla r va y ana m illio n la b telefo n a lo q a lari u z a tilib , b u tu n d u n y o d ag i o d a m la rn i y aq in lari b ila n , k asb d o sh lari b ila n b o g 'la y d i. Z a m o n av iy aloqa vositalari orasida uyali telefon alohi da o ‘rin egallam oqda. U ning qulay- ligi b irin ch i nav batd a u n in g m obil- ligi b ilan , s o ‘ngra alo q a n in g sifati bilan belgilanadi. 4 6 . 1-rasm. M o b il ingliz s o ‘zi — q o 'z g 'a - lu v ch an , « foydalanuchi b ila n birga yuradig an» , sim lar b ila n b o g ‘la n m a g a n d eg an m a ’n o n i b ildiradi. Z am onaviy k o m p y u ter texnalogiyalariga asoslangan m obil telefo n lar eng qu lay o 'lc h a m va vaznga yetgan (4 6 .1-rasm ). U la rn in g o 'lc h a m la rin i y a n a d a k ich ra y tirish im k o n i b o 'lsa d a , bu u la rd a n fo y d ala n ish n i n o q u lay qilib q o 'y a rd i. M o b il alo qa k o m p y u te r texnologiyalariga asoslang an b o 'lib , tovushli va tasvirli a x b o ra tla r bilan ishlovchi Lxcham kom pyuterlardan iborat. B oshqa kom pyuter- lar kabi u larn in g p ro tsesso ri, h o tira si, m o n ito ri, in te rn e t b ilan u lan ish v o sitalari va b o sh q a q u rilm a lari bor. U la rn in g asosiysi — elek tro m ag n it to 'lq in la r y o rd a m id a a lo q a o 'm a t i s h v o s ita la rid ir. M u ta h a ssisla rn in g fik ric h a , q irq yil ilgari (1969-y.) in so n n i Oyga olib c h iq q a n A p p o lo n k o sm ik k em asin in g k o m p y u terlari z a m o naviy m obil telefoniarning kom pyuterlaridan kuchsiz b o 'lg an ekan. K o m p y u te rla rd a b a rc h a m a ’lu m o tla r (ju m la d a n , h a rfla r) so nlarg a ay lan tirilib sa q la n a d i, s o n la r ikkilik sa n o q sistem asid a, «nol» va «bir» raqam lari vositasid a yoziladi. «Bir» raqam i e le k tro m ag n it to 'lq in im pulsi b ilan u zatilsa, «nol» - to 'lq in n in g y o 'q b o 'lish i b ila n uzatilishi m u m k in . D em ak , b iro n harfni u zatish u c h u n tashuvchi elektrom agnit teb ran ish yetarlidir. Keng tarqalgan G S M 1800 uyali alo q a sta n d a rtid a = 1800 M H z chastotali u z a tu v chi to 'lq in la r q o 'lla n ila d i. D e m a k , u lar y o rd a m id a b ir se k u n d d a » 107 h a rfd a n iborat m a ’lu m o tn i, u lk an en siklopediya to m in in g m az m u n in i uzatish im k o n i m avjud. H ozirgi paytda dunyodagi m obil telefonlar soni dunyo aholisi- ning soniga y a q in la sh ad i, d u n y o d a g i 2 o d a m d a n biri b u n d a y a lo q a d a n fo y d ala n ad i deyish m u m k in . F izika nu q tai n a z a rid a n b u n c h a k o 'p telefo n lar q a n d a y qilib elek tro m ag n it to 'lq in la rd a n fo y d ala n ib ish la s h i, b ir-b irig a h a la q it b e rm a slig in i tu sh u n is h m u h im . B uni uyali a lo q a n in g G S M 1800 sta n d a rti m iso lida tu - sh u n tiram iz . M illio n lab o d a m la r u c h u n uyali alo q a tiz im i b ir v a q td a m o b il te le f o n la r d a n fo ydalanishi ishlab ch iq ilg an . U n d a m obil telefon lar bir-b iri b ilan em as, baza stansiya (BS) b ilan aloqa o 'rn a ta d i. BS (46.2-rasm ) u y a li a lo q a d a o d d iy te le f o n la r u c h u n telefon stansiyasi kabi xizm at qilad i. G S M s ta n d a rd 1982-yildan b o sh lab Y evropa m am la k a tla rin in g m illiy telefon k o m p an iy alarin in g biigalikdagi tex n ik izlanishlari natijasi sifatida vujudga kelgan. G S M 1 8 0 0 sta n d a rtid a 1710-1880 M H z c h a sto - tala r intervali foydalan ilib, interv aln ing yarm i telefonlardan baza stansiyalariga to 'lq in uzatish u c h u n , ikkinchi yarm i b aza stan siy a- laridan telefonlaiga to 'lq in uzatish u c h u n qo'llaniladi. Shuning uch u n telefon u z a ta y o tg a n to 'lq in la r u n in g qabul qilishiga t a ’sir etm ayd i. C h a sto ta la r intervali baza stansiyasidan uzatuvchi a n iq ch asto - taga ega b o 'lg an 374 kanalga va 374 qabul qiluvchi kanalga ajratiladi. B azaviy stan siy a o 'z ig a yaqin b o 'lg a n o 'z k o m p an iy asig a tegishli m ob il te le fo n la r b ila n m a ’lu m o t a lm a sh a d i va u la rn in g ish in i boshqarib turadi. Ju m la d a n , u b ir kanal b o 'y ich a 8 tag acha telefon- n in g b ir v a q td a ish la s h i, u la rn i u z a tu v c h i va q a b u l q ilu v c h i to 'lq in la ri vaqt b o 'y ic h a ajralib tu rish in i boshqarib turadi. S h u n d a y qilib, 8 telefon b ir c h a s to ta d a n fo y d alan ib ish lasada, u la r navbat bilan to 'lq in c h iq a rib , b ir-b irin in g ishlashiga halaqit berm aydi. BS h a m u larg a n a v b a t bilan signal y u b o rad i. U yali aloq a o p e ra to ri deb b u n d a y xizm atni k o 'rsa tu c h i tash k i- lotga aytiladi. O p e ra to r 374 turli a lo q a kan allaridan b ir n e c h ta sid a ishlash u c h u n ru x sa tn o m a o lad i. M a ’lum h u d u d d a uyali alo q a x izm a tin i tashk il etish u c h u n b azaviy stansiyalar tash k il etadi. BS lar b in o la rn in g tep asiga, to g 'la rg a yoki m axsus m a c h ta la rg a o 'rn a tila d i. B ir BS k o 'p i b ilan 6 tu rli alo q a k a n a llarid a ishlay d i, k o 'p h o lla rd a k a n a lla r soni 1-3 b o 'la d i. BS lar orasidagi m asofa 400 m e trd a n 120 k ilo m e trg a c h a b o 'la d i, h a r b ir BS o 'z in in g atrofidagi k o 'p lab telefonlarga x izm at qiladi. O 'zaro yaqin joylashgan BS lar b ir-b irin in g ishiga halaqit berm aslik uchun turli chastotalarda ish lay d i. U z o q m aso fa d ag i BS b ir xil c h a sto ta la rn i q o 'lla s h i m u m k in. O p e ra to r borgan sari k o 'p ro q telefonlarga x izm a t qilish u c h u n BS la r so n in i o shirib b o rad i. T e lefo n d a n foydalanuvchi h a ra k a tla n ib , b ir BS h u d u d id a n ikkinchi BS hu du dig a o 'tish i m u m k in . B u n da aloqaning uzilm aslik c h o ralari k o 'rila d i. H a r b ir telefo n b ir BS em as, yaqindagi b ir n e c h a BS Iarning m axsus signallarini qabul qilib tu rad i va eng kuchli signalga ega b o 'lg a n , eng y aq in BS b ila n ishlaydi. A gar tele fo n n in g h a ra k a ti tufayli bu BS n in g signali k u ch sizlash ib, bo sh q a BS signali k u ch liro q b o 'lib q olsa, telefo n bu h a q d a o 'z i ishlab tu rg a n BS ga x a b a r b erad i, s o 'n g ra bu telefon bilan ishlash yangi BS ga yuklan ad i, aloqa uzilm aydi. B un da telefonning ishlash kanali (ch asto ta) h a m o'zgaradi. Bu jarayon «handover» deb ataladi. T e le fo n d a n fo y d alan uv chi (m a sa la n , c h e t elga b o rg an id a ) h a ra k a tla n ib , o p e ra to r x izm at k o 'rsa ta d ig a n h u d u d d a n tash q ari chiq ishi m u m k in . A gar u n d a «roam ing» x izm ati aktivlashtirilgan b o 'lsa , yan g i h u d u d d ag i G S M o p e ra to ri u n g a x izm a t k o 'rsa ta boshlaydi, aloq a uzilm aydi. Lekin aloqa ikki o p e ra to r orqali am alga oshirilib, x izm a t haqi keskin ortad i. BS te le fo n la r b ilan ish lash ja ra y o n id a u la rd a n kelayotgan sign allar k u c h in i o 'lc h a b b o rad i va ularga to 'lq in la rn i n u rlan ish energiyasini osh irish yoki kam aytirish h a q id a m a ’lu m o t y uboradi. B uning ikki ah am iy ati bor. B irin c h id a n , telefon akkum lyatori energiyasini tejab , u n d a n u z o q vaqt zaryad e tm a sd a n foydalanish m um kin. Ik k in c h id an , b u nd ay yo'l bilan o d am q u lo g'ining yonida n u rla tila y o tg a n ele k tro m a g n it to 'lq in la r en ergiyasi c h e k la n a d i. Z a m o n a v iy uyali telefo n larn in g e le k tro m a g n it n u rla n ish q u w a ti 1 W d a n o sh m ay d i. D e m a k , bu to 'lq in la rn in g in so n org an izm ig a yetkazishi m u m k in b o 'lg a n z a ra m in g oldi o lin ad i. B o sh q a ta ra fd a n BS te le fo n la r q ab u l q ila y o tg a n sig n a lla r en erg iy asi h a q id a m a ’lu m o t o lib tu ra d i va u larg a q a ra b o 'z e le k tro m a g n it n u rlan ish in i eng kichik d arajad a saqlaydi. N a tija d a bu (b irin c h i) BS ga q o 's h n i b o 'lm a g a n , u zoq ro q d ag i (ik k in ch i) BS hududiga birinchi BS to'lqinlari ju d a kuchsiz bo'lib yetib boradi, va bu ikkinchi BS da h am birinchi BS da q o 'llan ilgan chastotalarni, alo q a k a n a lla rin i q o 'lla s h im k o n iy ati b o 'la d i. S h u n d a y qilib , cheklangan sondagi aloqa kanailari y ordam ida m illiardlab odam larga uyali telefon xizm ati am alga oshiriladi. |
