KORPUSKULYAR-TO'LQIN DUALIZMI. DE-BROYL GIPOTEZASI

|
KORPUSKULYAR-TO'LQIN DUALIZMI. DE-BROYL GIPOTEZASI
|
bet | 2/3 | Sana | 16.01.2024 | Hajmi | 168,65 Kb. | | #138248 |
Bog'liq Radioaktivlik xodisasi, radioaktiv yemirilish qonuni, radioaktivKORPUSKULYAR-TO'LQIN DUALIZMI. DE-BROYL GIPOTEZASI. ELEKTRONLAR DIFRAKSIYASI
Hozirgi vaqtda ko’p optik hodisalarni faqat yorug’likni kvant nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Masalan, absolyut qora jismning nurlanishi, fotoeffekt, Kompton effekti va boshqalar. YOrug’likni kvant nazariyasini yaratishda A.Eynshteynning «yorug’lik kvantlari» mavjud degan g’oyasi rol o’ynadi, shunga ko’ra yorug’likni elementar zarrachalar — fotonlar oqimidan iborat deb qaraldi. Eynshteynning gipotezasi qator tajribalarda tasdiqlandi. YOrug’lik zarralari — fotonlarning mavjudligi tajribalarda tasdiqlangandan so’ng yorug’likni foton nazariyasi yoki kvant nazariyasi vujudga keldi. Bu nazariya optika tarixida bo’lgan korpuskulyar nazariyani eslatadi. Bu yorug’likning kvant nazariyasiga ko’ra bitta foton quyidagi energiyaga ega bo’ladi :
(8.1)
bunda h — Plank doimiysi, - yorug’lik chastotasi.
Foton massasi uchun shunday formula mavjud:
(8.2)
bu yerda s — vakuumda yorug’likning tarqalish tezligi. |
Bu formula harakatdagi foton massasi uchun o’rinli. Demak, foton tinchlikdagi massaga ega emas. Foton yutilganda uning massasi va energiyasi moddaning zarralariga beriladi. Foton impulsi quyidagiga teng:
. (8.3)
Fotonning vakuumdagi tezligi s . Demak, yorug’likni ham to’lqin, ham zarracha sifatida ko’rish mumkin. Optikada buni dualizm deb ataladi.
Moddadan yorug’lik o’tganda u yutiladi va sochiladi. Bu hodisalar optikada juda yaxshi o’rganilgan. Hozir bu jarayonlarga teskari bo’lgan hodisa, ya’ni moddadan yorug’lik o’tganida uning kuchayishi ham ro’y berishi aniqlandi. Bunday asboblar lazerlar deb ataladi. Ushbu jarayonni amalga oshishi mumkinligini birinchi marta 1915 yilda Eynshteyn aytgan. A.Eynshteyn ( o’z-o’zidan ) spontan nurlanish bilan birga induksiyalangan yoki majburiy nurlanish bo’lishi ham mumkinligi haqida bashorat qilgan. Lazerda yorug’likning kuchayishi moddadan o’tayotgan yorug’lik tomonidan indo’ksiyalangan nurlanish ta’sirida yuz beradi. Optik lazerlar birinchi marta 1960 yilda qurilgan. Hozirgi vaqtda lazerlar juda keng chastotalar sohasida ( ko’zga ko’rinadigan sohalardan millimetr to’lqinlargacha) ishlab chiqilgan. Lazerlarda aktiv muhit sifatida yuzlab moddalar ( gazlar - geliy va neon aralashmasi, qattiq jismlar – yoqut va h.k. ) qo’llaniladi. Agarda lazerda ishchi modda sifatida yoqut ( rubin ) ishlatilsa, u impuls rejimda ishlaydi va qisqa vaqtda katta quvvat beradi. Masalan, 10 sekundda 108 vatt energiya beradi. Bunday impulslarda energiya oqimini zichligi 1sm2 da 108 vatt bo’ladi. Bunday lazerlar bilan o’ta qattiq metallarni, olmoslarni teshish mumkin. Hozir lazerlar juda ko’p sohalarda, masalan, ilmiy ishlarda, meditsinada, aloqa xizmatida, qurilishda harbiy sohada keng ishlatiladi.
Hozirgi zamon atom fanining, texnikaning va energetikaning ulkan yutuqlari – atom va yadro fizikasining intensiv rivoshlanishi natijasidir. Hozirgi zamon atom va yadro fizikasi modda tuzilishi haqidagi ta’limotning negizi hisoblanadi. Bundan tashqari, nafaqat modda ( gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlar ), balki materiyaning boshqa turlari ham atomistik tabiatga ega. SHuning bilan bir qatorda materiya harakati ham atomistik qonunlar bilan aniqlanadi. Aytilganlardan, materiya tuzilishi va harakati haqidagi atomistik ta’limot hozirrgi zamon fizikasida hukmron ta’limotdir, degan xulosa kelib chiqadi.
Atom va yadro fizikasi mikrodunyo ( kvant ) fizikasining boshlanishi desak ham bo’ladi. SHu tufayli atom fizikasi – atom va u bilan bog’liq hodisalar fizikasini o’rganuvchi fan ekan.
Atom tuzilishi haqidagi yangi tasavvurlar birinchi bor 1904-yilda nazariy yo’l bilan Tomson tomomidan kashf qilingan. Uning hisoblashicha atomning radiusi - 1 Angstrem tartibida ekan.
1911-yilda Rezerford -zarrachalar bilan o’tkazilgan tajriba natijalariga asoslanib, Tomson modelining noto’g’ri ekanligini isbotladi. Rezerford modeliga asosan, atom markazida musbat yadro va bu yadroning atrofida, Quyosh atrofidagi planetalar kabi, manfiy zaryadlangan elektronlar aylanadi, atomning 99 % massasi yadroda jamlangan. Bu modelni atomning planetar modeli deb atalgan. Keyinroq bu modelning ham kamchiliklari borligi aniqlangan.
Bor Rezerford modeli kamchiliklarini hisobga olib, o’zining uchta postulatlarini ta’rifladi.
Elektronlar yadro atrofida ma’lum statsionar orbitalarda aylanib, bu orbitalarga diskret energiyalar to’g’ri keladi;
Atom yoki undagi elektronlar bir statsionar m-holatdan ikkinchi n- holatga o’tganda o’zidan nur chiqaradi yoki nur yutadi. Ushbu nurning chastotasi
(1.1)
shartdan topiladi.
Orbita bo’ylab yadro atrofida harakatlanayotgan elektronning impuls momenti Plank doimiysiga karralidir:
(1.2)
bu yerda butun sonlar, - Plank doimiysi.
Bor o’z postulatlarini eng oddiy atom sistemasi – vodorod atomi nazariyasini yaratish uchun qo’llagan va uning asosida
(1.3)
kattalik – birinchi Bor orbitasining radiusi aniqlangan.
1924-yilda fransuz fizigi L.V.de-Broyl yorug’lik kabi barcha mikrozarralar korpuskulyar xususiyatga ega bo’lishi bilan birgalikda, to’lqin xususiyatga ham ega bo’ladi, degan farazni ilgari surgan. Uning g’oyasiga ko’ra, yorug’lik tezligidan ancha kichik bo’lgan tezliklar bilan harakatlanadigan zarrachalar to’lqin uzunligi
(2.1)
bilan aniqlanadi, agar zarra yorug’lik tezligiga yaqin tezlik bilan harakatlansa, uning to’lqin uzunligi
(2.2)
bilan aniqlanadi.
Mikrozarralar dunyosining o’ziga xos xususiyatlaridan biri – diskret energetik sathlarning mavjudligidir. Buni faqat kvant mexanikasi tushuntirib bera oladi. Demak, mikrozarralar dunyosini va ularning harakatlarini faqatgina kvant fizikasi asosida tushuntirish mumkin ekan. Kvant mexanikasi esa kvant fizikasining matematik apparatidiar.
Diskret holatlarning mavjudligini kvant mexanikasining asosiy tenglamasi – SHredinger tenglamasini yechib hosil qilish mumkin. SHredinger tenglamasining yechimi bo’lgan (psi) - to’lqin funksiya yordamida mikrozarralarning harakati haqida ma’lumotlarni olish mumkin. U mikrodunyodagi zarralarning holat funksiyasi hisoblanib, zarralarning kvant holatlari bo’yicha taqsimotini aks ettiradi.
|
| |