Difraksiya

thumb
thumb

Difraksiya ( — „singan“ ) – toʻlqinlarning harakat yoʻnalishida uchragan toʻsiqlarni aylanib oʻtishi difraksiyadir. Har qanday toʻlqin harakatiga tegishli, toʻlqin uzunligi toʻsiq oʻlchamiga teng yoki undan katta boʻlsa, difraksiya hodisasi roʻy beradi. Tovush, yorugʻlik nuri, rentgen nurlari, elektronlar, neytronlar tarqalganda difraksiya hodisasi kuzatiladi. Yorugʻlik difraksiyasi, Zarralar difraksiyasi, Radio-toʻlqinlar difraksiyasi, Toʻlqinlar difraksiyasi, Elektronlar difraksiyasi, Rentgen nurlar difraksiyalari hisoblanadi.

Agar yorugʻlik yoʻliga ekran qoʻyilsa, uning orqasida soya sohasi paydo boʻladi. Tovushning yoʻlini toʻsish esa unchalik oson ish emas, uni devor orqasida turib ham eshitish mumkin. Toʻlqinning geometrik soya sohasiga kirib borishi difraksiya deyiladi.Difraksiya hodisasida toʻsiqni aylanib oʻtganligi uchun toʻlqin uzunligi toʻsiqning oʻlchamlari bilan taqqoslanarli boʻlganida difraksiya namoyon boʻladi. Tovush toʻlqinlarining nisbatan uzunligi (ular metrlarda oʻlchanadi) tufayli, ular toʻsiq chetlaridan osongina aylanib oʻta oladi. Suvning sirtida ham toʻlqinlar difraksiyasini xuddi shu tarzda kuzatish mumkin. Toʻlqin uzunligi mikrometrning ham ulushli tartiblarida boʻlgan yorugʻlik difraksiyasini esa oddiy sharoitlarda kuzatish oson emas. Uzoq vaqt mobaynida yorugʻlik nurlari doimo toʻgʻri chiziq boʻylab tarqaladi deb hisoblanar edi.

1815-yilda farang muhandisi O. Fernel, Napaleonning Elba orolidan qaytib kelishi munosabati bilan, unga qarshi harakatlarda qatnashganligi uchun, majburiy isteʼfoga chiqarilgan va oʻzi tugʻilib oʻsgan qishlogʻi — Matyega joʻnab ketgan. Tabiatan qiziquvchan boʻlgan muhandis, oʻz vaqtini koʻp qismini optik tadqiqotlar oʻtkazishga sarflagan. U ingliz olimi Tomas Yungning yorugʻlik interferensiyasi haqidagi tajribalaridan xabardor boʻlib, ularni amalda takrorlashni maqsad qilib oldi. Biroq u, mazkur tajribalarda shunchaki takrorlash bilan cheklanib qolmay, balki oʻziga xos boʻlgan jiddiy sinchkovlik va mulohazalar evaziga boshqa bir katta ilmiy muvaffaqiyatga erishishga muyassar boʻldi. U oʻzi qayd etgan natijalarni, Farang Fanlar akademiyasining 1818-yildagi ilmiy ishlar tanloviga taqdim etdi.

Fernelning tanlovga taqdim etgan ishini, oʻsha davrning eng obroʻli olimlaridan biri — Puasson boshchiligidagi hay’at koʻrib chiqqan. Fernel keltirgan dalillar va natijalar hamda matematik aniqlikka ega ajoyib nazariya hay’at aʼzolarining katta hayratiga sabab boʻladi. Biroq Puasson ushbu yangi nazariyani tekshirish orqali gʻalati bir paradoksga duch keladi. Tegishli hisoblashlarni bajargan Puasson, yorugʻlik manbai va ekran orasida turgan sharchaning maʼlum bir oʻlchami va vaziyatida sharcha orqasidagi ekranda soya oʻrnida yorugʻ dogʻ hosil boʻlishini aniqladi. Bunga asoslanib Puasson, Fernelga uning nazariyasi yaroqsiz ekanligini maʼlum qiladi. Fernel bu tajribani oʻzi qilib koʻrdi. Kutilmagan natija kuzatildi: haqiqatan ham sharcha orqasidagi ekranda yorugʻ dogʻ paydo boʻldi. Yorugʻlik difraksiyasiga oid bu tajriba yorugʻlikning toʻlqin tabiatiga ega ekanligini tan olinishiga asos boʻlib xizmat qildi.

Bizning davrimizda faqat yorugʻlik toʻlqinlarining emas, balki yanada qisqaroq boʻlgan rentgen nurlarining ham difraksiyasini kuzatishga muvaffaq boʻlingan. Rentgen nurlanishlarining toʻlqin uzunligi atomlararo masofaga teng. Shuning uchun, agar kristallga rentgen nuri yoʻnaltirilsa, ular ogʻadi va difraksion manzara — lauegramma paydo boʻladi (kristallarda rentgen nurining difraksiyasini birinchi marta kashf etgan olim Maks fon Laue nomi bilan atalgan).

Lauegramma markaziy dogʻ atrofida bir tekis joylashgan turli intensivlikdagi dogʻlardan iborat. Olimlar lauegrammalarni oʻqish orqali kristallarning geometrik strukturasini oʻrganish imkoniga ega boʻldilar. Bu esa kristallofizika uchun yangi imkoniyatlar eshigini ochib berdi.
thumb
Agar ekran chekkasiga monoxromatik yorugʻlik yoʻnaltirilsa, difraksiya manzarasi kuzatiladi. Toʻgʻri va ogʻgan nurlarning interferensiyasi tufayli geometrik soya sohasi chegarasi yaqinida navbatlashuvchi yorugʻ va qorongʻu yoʻlaklar (polosalar) tizimi (yoritilganlik minimumlari va maksimumlari) vujudga keladi.

 
 OʻzME. Birinchi jild. Toshkent, 2000-yil

Turkum:Fizika