Ossilyatorning radiatsion soʻnishi

## Garmonik ossilyator tenglamasi
Atom va molekulalar nurlanishida ular tarkibidagi elektronlar muhim rol oʻynaydi. Tebranuvchi dipol, yaʼni ossilyator sifatida muvozanat markazi atrofida tebranuvchi elektron qabul qilinadi. Eng oddiy ossilyator garmonik ossilyatordir. Misol uchun chiziqli garmonik ossilyator bilangina cheklanaylik. Unga taʼsir etuvchi tashqi kuch faqat garmonik kuchdan iborat boʻladi:
: 
f=m\ddot{x}=-kx;\ \ \ \ (1)

bu yerda m — ossilyator massasi, k — elastiklik koeffitsienti.

Agar
: \omega_{0}^{2}=\frac{k}{m};\ \ \ \ (2)


desak,

: \ddot{x}+\omega_{0}^{2}=0;\ \ \ \ (3)


boʻladi. Bu differensial tenglamaning yechimi maʼlum:
: 
x=a\cos\omega_{0}t;\ \ \ \ (4)


Ossilyatorga taʼsir qiluvchi kuch bilan uning potensial energiyasi orasidagi bogʻlanish f=-kx=-\frac{dU}{dx}, demak, U=\frac{kx^{2}}{2} yoki (2) va (4) ni hisobga olgan holda quyidagini yozish mumkin:
: U=\frac{m\omega_{0}^{2}x^{2}}{2}=\frac{m\omega_{0}^{2}}{2}a^{2}\cos^{2}\omega_{0}t

Ossilyatorning kinetik energiyasi esa T=\frac{1}{2}m\dot{x}^{2}. Demak, (4) ga muvofiq T=\frac{m\omega_{0}^{2}}{2}a\sin^{2}\omega_{0}t. Ossilyatorning toʻla energiyasi \Epsilon=T+U, demak,

: \Epsilon=\frac{m\omega_{0}^{2}}{2}a^{2};\ \ \ \ (5)

Garmonik ossilyatorning bir sekundda oʻrtacha nurlanish energiyasi \overline I=\frac{p_{0}^{2}}{3c^{3}}\omega_{0}^{2} yoki p_{0}^{2}=e^{2}a^{2} nazarga olinsa,

: \overline{I}=\frac{e^{2}a^{2}}{3c^{3}}\omega_{0}^{4};\ \ \ \ (6)

boʻladi. Nurlanish energiyasi ossilyator energiyasining bir sekundda kamayishi bilan bogʻliq. Demak, -\frac{d\Epsilon}{dt}=\frac{e^{2}a^{2}}{3c^{3}}\omega_{0}^{4} yoki (5) ga muvofiq
-\frac{d\Epsilon}{dt}=
\frac{e^{2}\omega_{0}^{2}}{3c^{3}}\frac{2\Epsilon}{m}=\frac{2e^{2}\omega_{0}^{2}}{3mc^{2}}\Epsilon. Quyidagicha belgilash kiritamiz:
: 
\gamma=\frac{2}{3}\frac{e^{2}\omega_{0}^{2}}{mc^{3}};\ \ \ \ (7)

demak, -\frac{d\Epsilon}{dt}\gamma\Epsilon va bu differensial tenglamaning integrali

: \Epsilon=\Epsilon_{0}e^{-\gamma t};\ \ \ \ (8)

boʻladi. Koʻramizki, nurlanish natijasida ossilyator energiyasining kamayishi, demak, tebranishning soʻnishi roʻy beradi. Bu hodisa *ossilyatorning radiatsion soʻnishi* deyiladi.

## Relaksatsiya vaqti
(8) dagi daraja koʻrsatkichini ifodalovchi koʻpaytma \gamma\cdot t oʻlchamsiz boʻlishi lozim, demak, \gamma ning oʻlchamiligi vaqt oʻlchamligiga teskari boʻlishi lozim. Quyidagicha belgilash kiritamiz:
: \tau=\frac{1}{\gamma}=\frac{3mc^{3}}{2e^{2}\omega_{0}^{2}};\ \ \ \ (9)

u holda

: \Epsilon=\Epsilon_{0}e^{-\frac{t}{\tau}};\ \ \ \ (10)

boʻladi. Koʻramizki, t=\tau vaqt ichida ossilyatorning energiyasi e=2,718 marta kamayadi. Bu vaqt *relaksatsiya vaqti* deyiladi.

Nurlanish reaksiyasi kuchining tashqi kuchga nisbatan juda kichikligini ifodalovchi (4) dan maʼlumki, 1, demak, (9) ga muvofiq \frac{\omega_{0}}{\gamma}>>1, yaʼni \frac{1}{\gamma}>>\frac{1}{\omega_{0}} yoki \frac{1}{\gamma}=\tau va \omega_{0}=\frac{2\pi}{T_{0}}=2\pi\nu_{0}=\frac{2\pi c}{\lambda_{0}} nazarga olinsa,
: 
\tau>>T_{0};\ \ \ \ (11)

Koʻramizki, ossilyatorning tebranish davriga nisbatan relaksatsiya vaqti juda ham kattadir. Soʻnggi tengsizlikni bir necha misollar ustida tekshirib koʻrish mumkin.
## Misollar
Koʻzga koʻrinuvchi nurlar uchun \lambda_{0}\sim 10^{-5} sm, u vaqtda T_{0}\sim 10^{-15} s boʻladi, elektron massasi *m*, zaryadi *e*, *c*, \omega_{0} qiymatlari (9) ga qoʻyilsa, \tau\sim 10^{-8} s, demak, \frac{\tau}{T_{0}}\sim 10^{7}  boʻladi. Rentgen nurlari uchun \lambda\sim 10^{-8} sm, T_{0}\sim 10^{-18} s, \tau\sim 10^{-6} s, demak, \frac{\tau}{T_{0}}\sim 10^{12}
boʻladi. Koʻramizki, relaksatsiya vaqtida ossilyator bir necha million marta tebranib ulguradi. Atom yoki molekula uygʻongan holatda yashab turib, nurlanish yoʻli bilan energiyasining koʻproq qismini tashqariga chiqarish vaqtida relaksatsiya vaqti bilan oʻlchashimiz mumkin. Odatda, bu vaqt *uygʻongan holatda yashash vaqti* deyiladi.

## Manba

* *R.X.Mallin* Klassik elektrodinamika, Oʻqituvchi, T., 1974

## Qoʻshimcha oʻqish uchun
* Spektral chiziqning tabiiy kengayishi
* Multipol nurlanish
* Tez va tekis harakatlanuvchi zaryad elektromagnit maydoni