Jaqtılıqtıń kvant teoriyasınıń juzege keliwi

|
Jaqtılıqtıń kvant teoriyasınıń juzege keliwi
|
bet | 8/12 | Sana | 25.11.2023 | Hajmi | 1,7 Mb. | | #105147 |
Bog'liq курс жумысы оптика(1)1.4. Jaqtılıqtıń kvant teoriyasınıń juzege keliwi
XIX ásirdiń aqırlarında jaqtılıq hádiyseleri jaqtılıqnıń elektromagnit teoriyası ámeliy turde túsintirilip kelindi. Jaqtılıqnıń elektromagnit tábiyaatı haqqındaǵı qıyallar ilimpazlardı elektromagnit tolqın energiyasınıń úzliksiz tarqalıwina uqsap jaqtılıq energiyası da úzliksiz uzatıladı, degen pikirge alıp keldi. Biraq XIX ásirdiń aqırlarında klassik elektrodinamika tiykarında túsintirip bolmaytuǵın hádiyseler anıqlandi. Bul jańa jaǵday fiziklardi taǵı jaqtılıqtıń korpuskulyar tábiyaatına toqtalıp otiwge májbúr etti. Bular qanday hádiyseler edi? Ekenin aytıw kerek, jaqtılıq hádiyseleri jaqtılıqtıń element menen tásirleskende kórinetuǵın edi. Bunday óz-ara tásirler de elementde, da element menen óz-ara tásirde bolǵan jaqtılıqta málim ózgerisler menen bir qatarda gúzetiledi. Jaqtılıq qaytadı, sinadi hám element tárepinen jutıladı. Element menen jaqtılıqtıń óz-ara tásirlesiwinde ximiyalıq hám biologiyalıq reaksiyalar júz beredi. Jaqtılıqtıń element menen óz-ara tásiri sebepli júz beretuǵın hádiyselerdi, olar boysınatuǵın nızamlardı úyreniw jaqtılıq tábiyaatın, onıń strukturasın hám ishki mánisin tereńrek biliw imkaniyatın beredi. Jaqtılıqtıń tábiyaatı haqqındaǵı qıyallardı túpkilikli ózgerislerge alıp kelgen jańalıq ashılǵan hám úyrenilgen hádiyseler qatarına ıssılıq nurlanıw, fotoelektrik effekt, atom hám molekulalardıń nurlanıwı, rentgen nurlanıwı hám sol sıyaqlılar kiredi. Íssılıq nurlanıw dep- Belgili bir temperaturaǵa shekem qızdırılǵan qálegenb deneden átirap keńislikke nurlanatuǵın elektromagnit tolqınlarǵa aytıladı. Ol atom hám molekulalardıń xaotik háreketi energiyası esabınnan ámelge asadı hám denenıń suwıwına alıp keledi. Elektromagnit tolqınlardıń jutılıwı, kerisinshe, deneniń jılıwına alıp keledi. Íssılıq nurlanıw processinde energiya joǵatılıwı energiya jutılıwı menen kompensatsiyalanǵan jaǵdaylarda dene ıssılıq jaǵdayında boladı. Qızdırılǵan denelerdiń nurlanıwı áyyemnen málim edi, biraq termodinamik teń salmaqlılıqta bolǵan qızdırılǵan denelerdiń ıssılıq nurlanıwı boyınsha ótkerilgen dáslepki izertlewler XIX ásirdiń Baslarına tuwrı keledi. Bul nurlanıw deneniń temperaturasına baylanıslı boladı. [8]
XIX ásir aqırında ıssılıq nurlanıw spektrida energiya bólistiriwi mashqalası júzege keldi. Íssılıq nurlanıw tutas spektrǵa iye bolsa de, biraq ol jaǵdayda energiya bólistiriwi temperaturaǵa baylanıslı tómen temperaturalarda nurlanıw, tiykarınan, infraqızıl nurlanıwdan, joqarı temperaturalarda bolsa kórinetuǵın hám ultrafioletoviy nurlanıwdan ibarat. 1859 - jılda nemis fizigi G. Kirxgof ıssılıq nurlanıwdıń spektral xarakteristikaların deneniń nur shıǵarıw hám nur jutıw qábiletleri túsiniklerin, sonıń menen birge, nur shıǵarıw qábileti universal áhmiyetke iye bolǵan absolyut qara dene túsinigin kiritip, ıssılıq nurlanıw nızamın ashtı. [4]
Deneniń birlik maydanınan waqıt birliginde birlik keńisliktegi chastotalar intervalında shıǵarǵan elektromagnit energiyasına nur shıǵarıw qábileti dep ataladı. Barlıq deneler ózine túsken elektromagnit nurlanıw energiyasın jumsaladı. Birlik waqıt dawamında deneniń birlik maydanına birlik keńisliktegi chastotalar intervalında túsip atırǵan elektromagnit nurlanıw energiyasınıń qansha bólegi dene tárepinen jutılıwı xarakterleytuǵın shama nur jutıw qábileti dep ataladı. Denelerdiń nur shıǵarıw hám nur jutıw qábiletleri chastotaǵa, temperaturaǵa, deneniń ximiyalıq quramına hám sırtqı jaǵdayına baylanıslı boladı. Qálegen temperaturada ózine túsip atırǵan elektromagnit tolqınlar energiyasın, olardıń chastotalarınan qayt etilgen, pútkilley deneni absolyut qara dene dep ataladı. Absolyut qara dene nur jutıw qábileti qálegen chastota hám temperaturalarda birge teń boladı, nur shıǵarıw qábileti bolsa chastota hám temperaturaǵa baylanıslı boladı.[3]
Bul baylanısıw qanday kóriniske iye ekenligin anıqlaw maqsetinde izertlewshilerdińdiń itibarı absolyut qara deneniń nurlanıw nızamların, aniqraǵı, absolyut qara dene nurlanıw spektrida energiyanıń bólistiriliwin úyreniwge qaratıladı. Bir qatar ilimpazlar eksperimental maǵlıwmatlar tiykarında absolyut qara dene nurlanıw nızamınıń jeke kórinislerin anıqladı. Basqa ilimpazlar klassik fizikaniń tiykarǵı nızamlarınan kelip shıqqan halda absolyut qara dene nurlanıw spektri boyınsha energiyanıń bólistiriw nızamın keltirip shıǵarıwǵa urındılar, biraq olardıń urınısları áwmetsiz juwmaqlandi. Maksvell elektrodinamikasi tiykarında absolyut qara dene spektrida energiya bólistiriwiniń tájiriybede gúzetilgen nizamlıqların túsindiriw múmkin bolmay qaldı. Elektromagnit tolqınlardıń bar ekenligin boljaw etken hám olardıń nurlanıw hám de tarqalıw Processlerin xarakteristika bergen Maksvell elektrodinamikası dáliller menen taǵı keri bolıp qaldı. Qarama-qarsılıqtıń mánisi tómendelerden ibarat edi. Elektro magnit teoriyaǵa tiykarınan, qıziǵan dene elektromagnit tolqınlardıń nurlanıwı sebepli absolyut nolge shekem suwıwı kerek edi. Biraq kúndelik tájiriybe bunday emesligin kórsetedi. Qızdırılǵan dene óz energiyasınıń bir bóleginigine elektromagnit tolqınlardı shıǵarıwǵa sarplaydı. Bunnan tısqarı qarama-qarsılıqtıń mánisi taǵı sonnan ibarat ediki, klassik fizikaga kóre aq nur shıǵarıw dárejesine shekem qızdırılǵan absolyut qara deneniń tutas spektrida eń kóp energiya muǵdarı qısqa tolqın uzınlıǵı (yamasa eń úlken chastota ) ga tuwrı keliwi kerek edi. Ámeliy ólshewler bolsa eń joqarı temperaturalarda energiyanıń maksimal ma`nisi eń qısqa tolqınlar tarawına, yaǵnıy nurlanıw spektrining ultrafiolet bólegine tuwrı kelmewin kórsetedi. Absolyut qara dene nurlanıwı mashqalasın sheshiw 1890 - jılda nemis fizigi M. Plankka násip etdi. Júzege kelgen qarama-qarsılıqlardan qutılıw jolin izlengen Plank jaqtılıq tolqınlardıń úzliksizligi haqqındaǵı klassik qıyallar nadurıs dep esapladı. Ol jaqtılıq element tárepinen úzliksiz emes, bálki diskret, bólek porsiyalar formasında nurlanadi, degen Principial jańa gipotezani ilgeri surdi. Plank bul porsiyalarni energiya kvantı yamasa kvantlar dep atadi. Ol hár bir porsiyanıń energiyası nurlanıw chastotasına proporsional, dep shama etdi: e-hv, bunda h-6, 62 • 10 -³4 J s-nurlanıw chastotasına baylanıslı bolmaǵan turaqlı shama bolıp, keyin alımdıń húrmetine Plank turaqlısı dep ataldı. Plank absolyut qara dene spektrida tabılǵan energiyanıń bólistiriw nızamı haqqında 1900- jıldıń 19 -oktyabrida Berlin fizika jámiyetiniń májilisinde sóylep berdi hám sol jıldıń 14- dekabrinde onıń teoriyalıq tiykarların berdi. Bul kún pán tariyxına kvant teoriyanıń tuwılıw kúni bolıp kirdi.[9]
Plank teoriyasın rawajlantirip, 1905- jılda A. Eynshteyn jaqtılıqtıń kvant teoriyasın jarattı. Bul teoriyaǵa muwapıq, jaqtılıq elementtıń atom hám molekulalarınan kvantlarda shıǵadı, tarqaladı hám jutıladı. Jaqtılıq tolqınları energiyası tek kvant energiyası e úlkenligine márteli muǵdarda bolıwı múmkin, yaǵnıy tolqın eltayotgan energiya tómendegishe bolıwı múmkin
E=ne, bunda -1, 2, 3,... bahalardı, yaǵnıy tek pútkil san bahaların qabıl etedi.[7]
|
| |