Xxxii bob. Fotoelektr effekti 657 Elementlar ichki fotoeffekt asosida ishlaydigan fotoelementlarga Qaraganda oldinroq rivojlandi

§. Yoruglik bosimining fotonlar nazariyasida tal^in etilishi
Fotonlar nazariyasida yorurlikning bosimini fotonlar impul- sining yutuvchi yoki krytaruvchi devorga uzatiliщ natijasi deb Tallin etish mumkin. Chastotasi v ga tent bulgan monoxramatik yorurlikning devorga tik tushayotgan va 1 sm2 yuzga 1 s da £ ga teng energiyani olib keladigan o^imida N ta foton bulib, N ning ^iymati duyidagi shartdan aniklanzdi:
Nhv — YE,
yaʼni N — Ejhv. Xar bir foton hvjc ga teng impulsga zga bul- gani uchun, u yutuvchi devorchaga hvfc impuls, ^aytaruvchi devorcha- ga esa 2/iv/c impuls uzatadi (chunki daytgapda fotonning impul- si + frv/c dan—hv[c gacha, yaʼni 2hvjc ga uzgaradi).
Shunday silib, absolyut yutuvchi devorchaning 1 sm2 yuziga 1 s ichida uzatiladigan impuls kuyidagiga teng buladi:
Nhvjc = Ejc.
Lekin 1 sm2 yuzga 1 s da berilgan impuls shu yuzga taʼsir ^ila- digan bosimning uzidir. Shunday g^ilib, yutuvchi devorchaga taʼsir silayotgan bosim r — Ejc ga, tulig; saytaruvchi devorchaga taʼsir ^ilayotgan bosim esa r = 2Ya/s ga teng buladi. K^aygarish koeffitsiyentы R ga teng bulgan umumiy x;olda 1 s ichida tushayotgan foton larning tulsh\ iV sonidan (1 — R)N tasi yutiladi, RN tasi saytadi. Ular tomonidan sirt birligiga uzatilgan impuls
(l-R)NhZ+m22 = N~{l + R)^ 1(1 + D) bulib, Maksvell formulasiga turri keladi.
* P. N. Lebedevning yoruglik bosimiga oid ’"ishlarining yaxshi obzorini V. A. Fabrikant tuzgan {UFN, 42, vыp. 2 (1950)),
Yoruglik bosimi ^odisasi korpuskulyar yoki tuldin nazariyasida kanday talkin etilgan bulmasin, bunday bosimning mavju dligini tajribada aniklashning uzi j uda katta axamiyatga zga. Bu fakt yoruglik nuri energiyagagina emas, balki impulsga xam ega ekan- ligini kursatib, yoruglikning moddiy ekanligini, yoruglik ^am modda bilan birga materiyaning bir kurinishi ekanligini shak-shub- ^asiz isbotlaydi.
§. Yoruglik bosimining baʼzi bir kssmik ^odisalardagi roli
Yoruglik bosimi mavjudligi Koinotda yuz beradigan bir k^ator ^odisalarni izoxlab berganligi ^a^ida oldin gapirib utilgan edi. v
Kometalar suyruklarining paydo bulishi, kometalar K,yemra yakinlashgan sari bu g^uyru^larning kattalashib borib 1^uyoshdan teskari tomonga k^arab joylashishi Keplerni kometalarning suy- rutslari zarralar o^imidan iborat bulib, kometa 1^uyoshga ya^in- lashayotganda bu zarralar yoruglik bosimi taʼsirida K^uyoshdan uzo^- lashadi, degan xulosani chitsarishga majbur sildi. ^isoblar va ayni^sa Lebedevning eksperimental tad^i^otlari bu fikrni suvvatladi. Bu maʼlumotlarga sarab ulchamlari ancha kichik brlean zarralarning K^uyesh nurlanishi taʼsirida 1^uyoshdan itarilishi Kjeui massasi taʼsirida Kjeuira tortilishiga Karaganda kuchli- rok; ekanligini aniklash mumkin, chunki zarra radiusining kich- rayishi bilan tortilish kuchi radiusning kubiga (massaga) pro- po^dional kamayadi, itarilish esa radiusning kvadrati (yuz) kabi kamayadi. Kerakli ulchamdagi zarra uchun itarilishning torti- lishga Karaganda ustunligi (yoki aksincha bulishi) ^uyoshdan istagan mayeofada kuzatiladi, chunki nurlanishning zichligi ^am, granita” sion taʼsir ^am masofaga ^arab bir xil (1 /g2 kabi) uzgaradi. Kometalarning kuyrudlarifak;atk;uyosh ya^inida kattalasha boshla- shiga ulchamlari ancha kichik bulgan zarralar Kuyot ya^inida bugla- nish natijasida paydo bulishi sababchidir. Ammo keyingi va^tda kometalarda kuyruk paydo bulishi juda murakkab protsess ekanli- gi va yoruglik bosimi xilma-xil xodisalarning sababini ochib be- rolmasligi aniklandi.
Ya^inda yoruglik bosimi yulduzlarning chegaraviy ulchamlari tugrisidagi masalada mu^im axamiyatga ega ekanligi kursatildi. Astronomiya maʼlumotlaridan shunarsa ani^ki, ulchamlari maʼlum maksimumdan ortadigan yulduzlar umuman yuts ekan. Eddington yulduzlar ulchamlarishshg ortishiga kuyidagi sharoit tusdin- lik silishi kerakligiga eʼtibor berdi. Yulduzning massasi ku- paygani va tashsi ^atlamlarining markazga tortilish kuchi ort- gani sari yulduzning ichki ^atlamlarining si^ilish ishi ^am or- tadi, natijada shu satlamlarning ^arbrati ortib bir necha million gradAsga yetadi. Lekin temperaturaning ortishi yulduz ichidagi nurenergiyasi zichligining, demak, yoruglik bosimi kattaligining ortishini bildiradi. Xisoblar tortilish kuchi bilan yorurlik bosimi taʼsirida yuzaga kelgan itarilish kuchlari urtasidagi muvozanat tufayli ^yulduzning massasi maʼlum chegaraviy kiymat- danortmasligini kursatadi: massasi kuprok yulduzlar tur run bul- maydi va tezda parchalanio ketadi. Xakitsatan xam, yukorida aytil- gan fikrlar asosida utkazilgan xisoblarning natijasi bulmiщ yulduzlarning yusorigi chegaraviy massasi astrofizik kuzatish natijalari bilan bir xildir.
.XXXV bob
YORURLIKNING XIMIYAVIY TA`SIRLARI
§. Mukaddima
Yoruglik nuri taʼsirida yuz beradigan ximiyaviy uzgarishlar allatsachon maʼlum bulgan va XVIII asrning oxirlaridayok munta- zam ilmii teksщrishlar obʼekti bulib kolgan edi.
Fotoximiyaviy uzgarishlar juda turli-tumandir. Modda po- limerlanishi, yaʼni boshlangich maxsulot atomlari yoki molekula- larining kompleksidan iborat bulgan molekulalar paydo bulishi mumkin; masalyn, kizil fosforning sarik fosfordan paydo bu- lip1 xodisasi shular katoriga kirsa kerak. Kizil fosfor sarik fosfordan bir kator ximiyaviy va fizik xususiyatlari bilan fark Kil ad i va sarik fosforni uzok va^t davomida (yaxshisi kiska tulkinli yeruglik bilan) yoritish natijasida vujudga keladi; fosforning polimerlanishiga yoruglik nurining taʼsirisiz ma- salan, kattik kizdirish yoki baʼzi ximiyaviy reaksiyalar orkali Kam_ erishish mumkin, ^ '
Yoruglik nuri taʼsirida murakkab molekulalar tarkibiy Kismlarga ajraladi, masalan,MN3 ammiak azot va vbdorodga yoki AgBr kumush bromid kumush va bromga ajraladi. Murakkab molekulalar paydo bulishi kam mumkin, masalan, xlor va vodorod aralashmasini yeritganda vodorod xloridning paydo bulish reak- siyasi shunday shiddat bilan utadiki, xatto portlash yuz beradi.
fotoximiyaviy reaksiyalarning kupchiligi tabiat va texnikada mudim akamiyatga ega. Eng katta axamiyatga ega bulgan reaksiya bu usimliklarning yashkl sismlaridagi karbonat angidridning yoruglik taʼsirida fotoximiyaviy parchalanish reak'siyasidir, albatta.
u reaksiya shuning uchun xam ulkan axamiyatga egaki, Yerdagi organik kayetning uzok vakt mavjud ekanligiga sababchi bulgan ugle- R dning tabiatda aylanishini taʼminlab turadi. Xayvonot va ^sim- liklarning kayet faoliyati (nafas olishi) natijasida uglerod mut-
kaytya oksidlanib (s°2 xosil bulib) turadi. Uglerodning
^ iklanish va organizm tomonidan uzlashtiriladigan shakl-
43 —2284
larga aylanish protsesslari fotoximiyaviy protsesslar buladi’ Yuk.ori usimliklar va bir x uja y ral i organizmlarda yoruglik nuri taʼsirida karbonat angidridning daytarilish protsessi
2N_chO SO2 -f- /l/iv ->SN20 -}- N20 "I- 02
sxema buyicha amalga oshirilib, sungra SN20 chumoli aldegidi- ning polimerlanishi natijasida p (SN20) -> S„N2;!0„ kurinish- dagi molekulalar (uglevodlar) dosil buladi. Uglevodlar datoriga baʼzi shakarlar kirib, ularning uzgarishi natijasida usimlik tudimasi tarkibiga kiradigan kraxmal va boshda mudim birik- malar paydo buladi, Bunday turdagi fotosintez murakkab molekulalar komplekslarida yuz berib, x.ozirgi vadtgacha yaxshi tushunib yetilmagan bir necha ketma-ket utadigan protsesslardan iborat buladi. Yoruglik nuri bevosita katnashadigan birlamchi protsess (fotosintezning yoruglik stadiyasi) fotonning pigmentlarda (xlorofill va boshkalarda) yutilishidan iborat. Uytotish energiyasi molekulalar zanjiri buylab (eksitonlar) kuchadi va bir dator ximiyaviy reaksiyalarni boshlab beradi (fotosintezning koron- gilik stadiyasi). S02 ning daytarilish energiyasi NO kkal/mol (yoki bir molekula uchun 5 eV) bulgani uchun bir dona SN20 molekula- sini fotosintez dilishga tuldin uzunligi xlorofillning mak- simal yutishiga mos ravishda 700 nm ga teng bulgan kamida uchta kvant kerak. Bunday shart fotosintez protsessining shak-shubxa- siz kup pogonali ekanligidan dalolat beradi. X(adidatda esa yutilayotgan fotonlarning soni kuprod va baʼzi dollarda sak- kizta yoki undan kup buladi.
Bir kator usimliklarda boshkacha fotoximiyaviy reaksiyalar yuz beradi. Masalan, baʼzi bakteriyalar uchun kislorod zaxar buladi va suvning urniga
2H2S -f- S02 -f* tnhv —> CH20 -j- N20 -f- 2S
sxema buyicha vodorod sulfiddan foydalaniladi va natijada chumoli aldegid bilan oltingugurt ajralib chikadi. Azotning fotoximiyaviy kaytarilish reaksiyasi xam tabiatda katta axamiyatga ega.
Kumush bromidning (shu xisobdan kumushning boshka galoid tuzlarining) yudorida aytilganday fotoximiyaviy parchalanish reaksiyasi fotografiyaning damda uning barcha son-sanodsiz ilmiy va texnik dullanishlarining negizida yotadi. Buyodlarning fotoximiyaviy oksidlanishi natijasida ular rangining uchish xodi- Salari inson va dayvonlar kuzida bulib utadigan damda kurish 5karayonining asosida yotgan protsesslarni tushunishda katta axamiyatga ega. Fotoximiyaviy reaksiyalarning kupchiligi dozirgi zamonda ximiya sanoatida dullaniladi, shunday kilib bevosita sanoat adamiyatiga ega bulib doldi.