Spektroskopiya

Spektroskopiya materiya va nurlanish orasidagi bogʻliqlikni oʻrganuvchi ilmiy sohadir. Tarixan, spektroskopiya oq yorugʻlikning shaffof jismlardan oʻtayotib, toʻlqin uzunliklari turli boʻlgan ranglarga ajralishini kuzatishdan boshlangan. Keyinchalik ushbu konsept nafaqat koʻrinuvchi yorugʻlik, balki har qanday elektromagnit nurlanishning modda bilan oʻzaro taʼsirlanishini oʻz ichiga qamrab oldi. Spektroskopik maʼlumot odatda spektr yordamida beriladi.

Yorugʻlikning shaffof prizmadan oʻtishi uning ranglarga ajralishiga olib kelishini koʻrsatuvchi tarx.

Spektroskopiya (spektr va ... skopiya) — fizikaning elektromagnit nurlanish spektrlarini oʻrganuvchi boʻlimi. S. usullari bilan atom, molekulalarning energiya sathlari, ulardan hosil boʻlgan makroskopik tizimlar va energiya satqlari orasidagi kvant oʻtishlar oʻrganiladi. Bular moddaning tuzilishi va xossalari toʻgʻrisida muhim maʼlumotlar beradi.

S.ning paydo boʻlishi (I. Nyuton birinchi bor Quyosh nurlarini spektrga ajratgan vaqti) 1666 yillarga toʻgʻri keladi. Asosan, 19-asrning boshidan spektral sistematik ravishda oʻrganilgan. S. maʼlum belgilarga koʻra, mas, elektromagnit toʻlqinlarning toʻlqin uzunligiga koʻra radiospektroskopiya (radiotoʻlqin sohasi), optik spektroskopiya, rentgen spektroskopiyasi va h.k., tekshirilayotgan tizimlarning xiliga qarab atom spektroskopiyasi, molekulyar spektroskopiya va boshqa boʻlimlarga boʻlib qaraladi.

Atom S.si spektrlarni tahlil qilish yoʻli bilan atom elektronlari qobiqlarining tuzilishini aniqlash; spektral chiziqlarning oʻta nozik strukturasini oʻrganish orqali atom yadrolarining momentlari haqida maʼlumotga ega boʻlish; spektral chiziqlarning ravshanligi, yutilishi, kengayishi va surilishi orqali atomlar hosil qilgan muhitning xossalarini oʻrganish bilan shugʻullanadi. Kristallar S.si da kristallardagi energetik holatlar va ular orasidagi oʻtishlarni oʻrganuvchi muhim usullar karaladi. S. elektronli va fononli (panjaraning kvantlangan tebranishlari) boʻladi. Mole kul yar S. — har xil jism molekulalaridan tuzilgan murakkab gaz, suyuqlik va qattiq holatdagi moddalarning spektrlarini tekshiradi. Rentgen nurlari S.si moddaning elektron tuzilishini yutilayotgan, chikayotgan rentgen nurlari spektrlari hamda fotoelektron nurlanish spektrlari orqali oʻrganadi.

Yadro S.si S.ning alohida tadqiqot sohasi hisoblanadi. U atom yadrosining tuzilishi, yadro kuchlari va yadroning turli xossalarini oʻrganadi. Yadro S.sini alfa, beta va gamma S.si deyish ham mumkin.

Miqdor analizi, miqdoriy analiz — analitik kimyoning asosiy boʻlimlaridan biri; tekshirila-yotgan namuna tarkibidagi komponentlar miqdori (massasi, konsentratsiyasi va shahrik.) yoki miqdoriy nisbatlarni anikdash usullari. Komponentlar sifatida atomlar, molekulalar, izotoplar, funksional guruhlar, fazalar va shahrik. boʻlishi mumkin. Analiz qilish uchun olingan moddaning mik,doriga koʻra, makrousullar (namuna massasi 0,1 g dan ortiq), yarimmikro-usullar (0,01—0,1 g), mikrousullar (0,001—0,01 g), submikrousullar (0,1– 1 mg) va ultramikrousullar (0,1 mg dan kam) farq qilinadi. Analiz qilinayotgan modda komponentlarini namuna tarkibidagi miqdoriga koʻra, shartli ravishda asosiy (massasiga nisbatan 1 — 100%), asosiy boʻlmagan (0,01 — 1%) va iz yoki qoʻshimchalarga (0,01% dan kam) boʻlinadi.

Atom elektr stansiyasi (AES) — Texnologik sxemasi jihatidan issiqlik elektr stansiyalari turiga kiruvchi elektr stansiya. Oddiy issiqlik elektr stansiyalari (TES)da koʻmir, neft, qoramoy (mazut) va gaz yoqilsa, Atom Elektr Stansiyasida yoqilgʻi sifatida uran ishlatiladi. Atom Elektr Stansiyasining asosiy qismi atom qozoni, yaʼni atom reaktori. Atom Elektr Stansiyasida, koʻpincha, atom reaktorlarining. 4 tipi qoʻllaniladi: 1) Suv-suvli (bunda susaytirgich moda oʻrnida ham, issiqlik eltuvchi modda oʻrnida ham oddiy suv ishlatiladi); 2) Grafit-suvli (suv — issiklik eltuvchi, grafit esa susaytiruvchi boʻladi); 3) Ogʻir suvli (oddiy suv issiqlik eltuvchi, ogʻir suv esa susaytiruvchi); 4) Grafit-gazli (gaz — issiqlik eltuvchi, grafit — susaytiruvchi). Zamonaviy atom energetikasida asosan uran235 dan foydalaniladi. Uning tabiiy zaxirasi unchalik katta emas, organik yoqilgʻining esa atigi 10 % ini tashkil kiladi. Bu miqdor atom energetikasini yoqilgʻi bilan uzoq vakdtacha taʼminlay olmaydi. Yadro yoqilgʻisi sifatida qoʻllaniladigan plutoniy-239 va uran-233 olish uchun xom ashyo hisoblanadigan uran-238 bilan toriy-232 ning zaxirasi yer bagʻrida yetarli miqdorda. Bu yadro yoqilgʻilari yerdagi energetik resursni taxminan. 1000 baravar oshiradi. Hozirgi yoqilgʻi ishlab chiqaradigan koʻpaytiruvchi atom reaktorlarida yoqilgʻi miqdorini ishlash jarayonida orttirish mumkin. Masalan, ikki marta koʻpaytirish uchun taxminan. 10 yilgacha vaqt kerakligi maʼlum. Demak, odamzod atom yoqilgʻisisiz qolmaydi.Atom energiyasi xalqaro agentligining xabar berishicha, 1985 yil oxirida dunyoning 26 mamlakatida atom elektr stansiyalarida umumiy quvvati 248577 MVt boʻlgan 374 reaktor ishlab turgan. Shulardan umumiy quvvati 77851 MVT boʻlgan 93 reaktorli AQSH birinchi oʻrinda, qolganlari esa Fransiya (37533 MVT), sobiq SSSR (26803 MVT), Yaponiya (23665 MVT), sobiq GDR (16429 MVT) va Angliya (10120 MVT). Dunyoning koʻplab boshqa mamlakatlarida ham Atom Elektr Stansiyasilar ishlab turibdi. Hozirgi vaqtda xalq xoʻjaligining elektr energiyasidan foydalanmaydigan biror sohasini topish qiyin. Shuning uchun elektr energiyasi ishlab chiqarish yildan yilga ortib bormoqda. Masalan, 1980-yilda dunyoda ishlatilgan elektr energiyasining 5,6 %, 1985-yilda — 10,8 % va 1988-yilda-27 % Atom Elektr Stansiyasilarda ishlab chiqilgan.

.

Taqqoslash uchun 1987-yil AQSH ishlatgan energiyasining 19 %, Buyuk Britaniyada 19 %, Yaponiyada 30 %, GFRda 34 %, Fransiyada 76 % Atom Elektr Stansiyasilarda ishlab chiqilgan. Lekin 1986-yil aprelda Chernobil (sobiq SSSR) Atom Elektr Stansiyasida boʻlib oʻtgan katta avariya butun dunyo Atom Elektr Stansiyasilar kurilishi rejalarini buzib yubordi. AQSHda qurilish ishlari sekinlashtirildi, Skandinaviya mamlakatlarida esa butunlay toʻxtaldi. Ammo yer yuzidagi energiya manbalari hisoblanmish — neft, gaz, koʻmir zaxiralari cheklanganligidan Atom Elektr Stansiyasilarni takomillashtirishdan boshqa iloj yoʻq. Atom energiyasi manbai uran va toriyning yer yuzidagi zaxiralari dunyo xalqlarining energiyaga boʻlgan talabini bir necha ming yillar davomida qondirib turish uchun yetarlidir. Kelajakda Atom Elektr Stansiyasilar yetarli darajada rivojlanadi va dunyo mamlakatlarining umumiy energetika balansida yetakchi oʻrinni egallaydi.

1. Qanday yorug’lik manbalari bo’ladi? Shunday jismlar ham borki, atrofimiz yorug’ yoki qorong’i bo’lishidan qat’i nazar ular bizga ko’rinadi. Chunki ularning o’zlari yorug’lik chiqaradi. Bunday jismlar yorug’lik manbalari deb ataladi.

Quyosh, yulduzlar, yashin, ayrim nurlanuvchi hasharotlar yorug’lik manbaidir. Ulardan chiqqan yorug’lik bizning ko’zimizga tushgandagina biz ularni ko’ra olamiz. O’zlaridan yorug’lik chiqarmaydigan jismlar esa yorug’likni qaytarishlari tufayli bizga ko’rinadi.

Yorug’lik hodisalarini o’rganishda «yonig’likning nuqtaviy manbai» tushunchasidan foydalanamiz. Amalda yorug’likning barcha manbalarining ma’lum bir o’1chami bo’ladi. Biroq yorug’lik chiqaruvchi jismlaming o’lchamlari uning ta’siri qaralayotgan masofaga qaraganda ancha kichik bo’lsa, bu manbani shuncha kam xato bilan nuqtaviy manba deb qabul qilish mumkin. Masalan, diametri 1 sm bo’lgan yorug’lik chiqarayotgan shar ko’zdan 30-35 m masofada yorug’lik chiqaruvchi nuqta bo’lib ko’rinadi.

Quyoshdan ko’p marta katta bo’lgan ulkan yulduzlar ko’zimizga yorug’likning nuqtaviy manbaiday ko’rinishiga sabab, ular Yerdan nihoyatda uzoqdirlar.

Juda ko’p yorug’lik manbalari mavjud bo’lib, ularning barchasini ikkita guruhga — tabiiy va sun’iy yorug’lik manbalariga ajratish mumkin.

Yorug’likning tabiiy manbalariga Quyosh, yulduzlar, chaqmoq, shimol yog’dusi va ba’zi tirik organizmlar: yaltiroq qo’ng’iz, chuvalchanglarning ba’zi turlari, har xil chirindilar, chuqur suv havzalarida yashaydigan baliqlarning ayrim turlari misol bo’la oladi. Bu manbalar yorug’lik nuri tarqatadi.

Yorug’likning sun’iy manbalariga yonib turgan o’tin, sham, kerosin lampa, cho’g’lanma elektr lampalar, elektr yoy, televizor ekrani, elektr toki o’tayotgan gazlar, qizigan gazlar, lyuminessent lampalar va umuman, barcha qizdirilgan jismlar va boshqalar kiradi.

2. Yorug’lik qabul qilgichlar. Yorug’lik energiyasini boshqa tur energiya (issiqlik, elektr energiya)ga aylantirib beruvchi tabiiy va sun’iy qurilmalar yorug’lik qabul qilgichlar deb ataladi. Siz bilan biz uchun eng muhim yorug’lik qabul qilgich — bu bizning ko’zimizdir.

Inson yorug’likni qayd qiluvchi sun’iy qurilmalarni ko’plab yaratdi. Masalan, fotoplyonka yoki fotoqog’oz yorug’lik ta’sirida qorayadi. Qora-oq va rangli fotografiya shunga asoslangan. Fotoelementlar deb ataluvchi maxsus asboblar yaratilganki, ular yorug’lik energiyasini elektr energiyaga aylantirib beradilar. Yerning sun’iy yo’ldoshlari va kosmik kemalardagi quyosh batareyalari quyosh nurlari energiyasini ulardagi asboblarning ishlashi uchun zarur bo’lgan elektr energiyaga aylantirib beradi. Bizning terimiz ham yorug’lik qabul qilgichdir: u quyosh nurlari ta’sirida qizaradi (toblanadi).

3. Yorug’likning tarqalish tezligi. Yorug’lik juda katta tezlik bilan tarqaladi. Havoda yoki havosiz bo’shliqda и 1 sekundda 300 000 000 metr masofani bosib o’tadi. Demak, yorug’likning havodagi yoki bo’shliqdagi (kosmosdagi) tezligi

с = 300 000 000 m/s = 3•108 m/s

ekan.

Yorug’likning bo’shliqdagi tezligini lotincha «c» harfi bilan belgilash qabul qilingan.

Bu tabiatda bo’lishi mumkin bo’lgan tezliklar ichida eng kattasidir. Hech bir jism, zarra bunday katta tezlik bilan harakat qila olmaydi.

Quyoshdan Yergacha bo’lgan masofa o’rta hisobda 150 000 000 km ga teng. Quyoshdan Yerga yetib keluvchi yorug’lik bu masofani taxminan 8,3 minutda bosib o’tadi.

Barcha moddalarda yorug’likning tezligi havo va bo’shliqdagidan kichikroq bo’ladi.

Kolraush qonuni - ionlar harakatining bir-biriga bogʻliq emaslik yoki elektrolitlar eritmasi elektr oʻtkazuvchanligining cheksiz suyultirilgandagi additivlik qonuni. 1879 yilda nemis fizigi F. Kolraush tomonidan tajriba natijalari asosida tasdiqlangan. Kolraush qonuniga muvofiq cheksiz suyultirilgan elektrolitlar eritmasining ekvivalent (molyar) elektr oʻtkazuvchanligi (XJ kationlar va anionlar harakatchanligi tufayli sodir boʻladigan elektr oʻtkazuvchanliklar (Xk va A.a) yigʻindisidan iborat, yaʼni: X^=Xk+Xa tegishli ionning cheksiz suyultirilgandagi elektr oʻtkazuvchanligi boʻlib, eritmadagi kationlar va anionlar harakatchanligining (/k va /d) yigʻindisiga mos keladi (Xj=lA+lK). Kolraush qonuni fa-qat oʻta suyultirilgan eritmalarga xosdir. Yaʼni elektrolitlar eritmasi maʼlum darajada suyultirilgandan soʻng undagi ionlar bir-biridan shu darajada uzoqlashadiki, ular bir-biriga toʻsqinlik qilmay harakatlana oladi. Eritmaning konsentratsiyasi ortishi bilan ionlararo tortish kuchayadi, ionlarning solvatlanish darajasi oʻzgaradi, elektrolitning ionlash darajasi ham oʻzgaradi. Natijada ionlarning harakatchanligi susayadi, binobarin ekvivalent elektr oʻtkazuvchanlik pasayadi