MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNALOGIYALARI UNIVERSITETI FARG‘ONA FILIALI “TELEKOMMUNIKATSIYA INJINIRINGI VA KASB TA’LIMI” FAKULTETI 621-23 GURUH TALABASI MURODOVA RISOLATNING “FIZIKA” fanidan tayyorlagan
MUSTAQIL TA`LIM TOPSHIRIG`I
BAJARDI: MURODOVA.R QABUL QILDI: MAVLONOV.P
MAVZULAR:
1. Yorug’lik interferensiyasini kuzatish usullari.
2. Kvant o‘ralar va ularning xususiyatlari.
3. Suyuq kristallar va ularning xususiyatlari.
4.
5.
YORUG’LIK INTERFERENSIYASINI KUZATISH USULLARI.
REJA:
1. Yorug’lik tulkinlarining interferensiyasi.
2. Yorug’lik interferensiyasini kuzatish usullari.
3. Yorug’lik difraksiyasi.
4.Xulosa.
Yorugʻlik interferensiyasi - ikkita yoki bir nechta yorugʻlik toʻlqinlarining qoʻshilishi natijasida yorugʻlik nurlanishi energiyasining fazoda qayta taqsimlanishi (qarang Interferensiya); toʻlqin interferensiyasining xususiy holi. Yo. i. ekran yoki b. sirtda yorugʻ yoki qorongʻi yoʻllar yoki dogʻlar (monoxromatik yorugʻlik uchun) yoxud rangdor qismlar (oq yorugʻlik uchun) yonmayon joylashgan holda koʻrinadi. Yo. i. 17-asrdaI. Nyuton tomonidan tadqiq qilingan boʻlsada, uning korpuskulyar nazariyasi ushbu xrdisani tushuntira olmadi. Uni 19asr boshida T. Yung va O. Frenelar toʻlqin hodisa sifatida nazariy talqin qilib berdilar. Doimiy faza farqi sharoitida, yaʼni kogerent yorugʻlik dastalarining qoʻshilishi natijasida vujudga keluvchi, fazoda kuchaygan va susaygan intensivliklarning muntazam almashinuvidan iborat boʻlgan Yo. i. eng kengtarqalgan — statsionar interfere n siya dir. Yo. i. turlari asosan yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilish usullari bilan bogʻliq. Yorugʻlikning kogerent dastalarini hosil qilishning ikki usuli: toʻlqin frontini boʻlish usuli va amplitudani boʻlish usulidan keng foydalaniladi. Toʻlqin frontini amplitudaviy boʻlish tuzilmalarida birlamchi manbaning nurlanishi optik muxitlarning yarim shaffof boʻlinish chegaralari bilan boʻlinadi. Masalan, sovun pufaklari, suvdagi yogʻ pardalarida shunday tur Yo. i. vujudga keladi. Bu hollarning bar chasida ikkita sirtdan qaytgan yorugʻliklarning interferensiyasi xreil boʻladi. Amplitudani boʻlish usuli interferometrlarda keng qoʻllanilib, unda toʻlqin maydonlari maxsus yarim shaffof koʻzgular vositasida boʻlinadi. Yuqoridagi ikki nurli interferensiyadan tashqari, koʻp nurli Yo. i.lar ham mavjud. Fabri — Pero interferometri koʻp karrali qaytuvchi nurlarda ishlasa, difraksiya panjaralari va Maykelson eshelonlari koʻp elementli davriy tuzilmalarga asoslangan. Yo. i.dan yorugʻlikning spektral tahlilida, masofalar, burchaklar va tezliklarni aniq oʻlchash hamda refraktometriyada keng qoʻllaniladi. Yo. i. golografiya asosini tashkil qiladi.[1] Yoruglik interferensiyasi deb –ikki yoki bir nechta kogerent tulkinlarining qo’shilishi natijasida, yorug’lik oqimining fazoda qayta taqsimlanishiga, ya'ni ba'zi joylarda maksimum va boshqa joylarda minimum intensivliklarning vujudga kelishiga aytiladi. Kogerent to’lqinlar deb-chastotalari va to’lkin uzunliklari teng xamda, fazalarning farki o’zgarmas bo’lgan tulqinlarga aytiladi. Manoxromatik tulqinlar – bir xil chastotali va tulqin uzunlikli xamda o’zgarmas amplitudali tulqinlardir. Odatda , natijaviy tebranish amplitudasining kuchayishi va susayishi shartlarini fazalar farqi 2- 1 bilan emas , balki to’lqinlar o’tadigan yo’l farqi bilan ifodalash qulay hisoblanadi . Agar elektromagnit to’lqin davri 2 va bunda u to’lqin uzunligi ga teng yo’lni o’tishini nazarda tutsak , = faza to’lqin \2 ga teng yo’lni o’tishga mos kelishini ko’ramiz. Ushbu mulohaza asosida maksimumlar sharti ni quyidagicha yozish mumkin : = 2k \2=k Agar qo’shiluvchi to’lqinlarinig yo’l farqi yarim to’lqin uzunliginimg juft soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning maksimal kuchayishi ro’y beradi. Shuning dek , minimumlar shartini qayta yozamiz : =(2k+1) \2 Agar qo’shiluvchi to’lqinlari yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning susayishi ro’y beradi .k=0,1,2,3,4….qiymatlar interferensiya maksimumlari va minimumlarining tartibi deyiladi . Agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining juft soniga teng bo’lsa,A=A1+A2 = 2A1 – yorug’likning kuchayishi , agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa A=A1- A2=0 – yorug’likning susayishi , to’lqin so’nishi ro’y beradi . Yorug’lik interferensiyasidan foydalanish . Interferensya hodisasining miqdoriy qonuniyatlari to’lqin uzunligi _ ga bog’liq bo’lgani uchun ham , undan to’lqin uzunligini o’lchashda foydalaniladi . Shuningdek , interferensya hodisasidan optik asboblarning sifatini yaxshilashda va yaxshi qaytaruvchi qatlamlarni hosil qilishda ham foydalaniladi . Interferensya hodisasi interferometrlar deb ataluvchi o’lchov asboblarida ham keng foydalaniladi . Difraksiya :Yorug’lik to’lqinlarining to’siqni aylanib o’tishi va geometrik soya tomoniga og’ishi yorug’lik difraksiyasi deyiladi . Frenel prinspi : To’lqin frontining bo’laklardan iborat mavhum manmalar chiqaradigan ikkilamchi to’lqinlar interferensiyasining natijasi sifstida qarash mumkin , bu mavhum manbalar kogerent to’lqinlar chiqaradi va ular fazoning istalgan nuqtasida interferensiyaga kirishib bir – birlarini kuchaytirishlari yoki so’ndirishlari mumkin . Frenel o’z prinsipiga binoan to’lqin frontini shunday bo’laklarga bo’lishni taklif qildiki bunda qo’shni zonalardan qaralayotgan nuqtaga yetib kelayotgan to’lqinlarning fazalari qarama – qarshi yani = va demak yo’l farqi = \2 ga teng bo’lsin .Natijada ikita qo’shni zonaning qaralayotgan nuqtada hosil qiladigan tebranishlari bir – birini so’ndiradi . Bir tekislida yotgan kengliklari teng noshaffof sohalar bilan ajratilgan parallel tirqishlardan iborat sistema daifraksion panjara deyiladi . Agar tirqishni kengligi a , noshaffof sohaning kengligini b deb olsak , dqaQb kattalik difraksion panjaraning doimiysi (davri) deyiladi . Yasi manoxromatik to’lqin panjaraga tekisligiga tik tushayotgan bo’lsin , tirqishlar bir – birlaridan teng uzoqlikda joylashganligi uchun ham ikita qo’shni tirqishdan chiqayotgan nurlarning yo’l farqi quyidagiga teng =CF=(a+b) Sin = D Sin Difraksion panjara holida ham yakka tirqishdagi difraksya kabi bosh minimumlar a Sin =m , (m=1,2,3…) bo’ladi .
Agar d Sin = m , (m=0,1,2,…)
Shart bajarilsa bir tirqishning tasiri ikinchi tirqish tomonidan kuchaytiriladi va shuning uchun ham bu shart bosh maksimumlar sharti deyiladi . Difraksyadan foydalanish . Difraksion panjara asosida ishlaydigan spektrograflar yordamida moddalarning tarkibi va sifati haqida tasafurga ega bo’lish mumkin . Nurning to’lqin uzunligini aniqlash zarur bo’lgan spektrial analizda difraksion panjaradan foydalaniladi . Difraksion panjara ajrata olish kuchi bilan xarakterlanadi Demak difraksion panjaraning ajrata olish qobiliyati undagi shtrixlar soniga bog’liq . Zamonaviy difraksion panjaralardagi shtrixlar soni 1 mm da 6000 dan 0.25 ta gacha bo’lishi mumkin. Bunday panjaralar yordamida spektrning ultrabinafsha qismidan infara qizil qismigacha bo’lgan soha o’rganiladi .
Yorugʻlik difraksiyasi - tor maʼnoda — yorugʻlikning noshaffof jismlar (ekranlar) chegaralarini aylanib oʻtish hodisasi (qarang Difraksiya); yorugʻlikning geometrik soya sohasiga oʻtishi (rasmga q.). Keng maʼnoda — toʻlqin optikasidan geometrik optikaga oʻtish chegaraviy sharoitlarida yorugʻlik toʻlqin xossalarining namoyon boʻlishi. Tuman tomchilarida yorugʻlikning sochilishi, optik sistemalar (mikroskop)da tasvirning shakllanishi va b. bunga misol boʻla oladi. Yo. d. yorugʻlik toʻlqin uzunligi X ga bogʻliq; u X,—"0 da yoʻqoladi. Qizil nur binafsha nurga nisbatan kuchliroq difraksiyalanadi. Bu hodisadan foydalanib, oq yorugʻlikni difraksiya spektriga ajratish mumkin. Yo. d.ningtaqribiy nazariyasini 1816-yilda O. Frenel yaratgan. Bu nazariyaga koʻra, Yo. d. ikkilamchi toʻlqinlar interferensiyasm natijasidir. Bu nazariyadan asboblar optikasida difraksion effektlarni hisoblashda keng foydalaniladi. Ekranlar sistemasi orqasidagi yoritilganlikni Frenel zonalari vositasida hisoblash usuli zonaviy plastinka Dumaloq ekran atrofida yorugʻlik nurlaridan hosil boʻlgan difraksion halqa. Frenel zonalari usuli difraksiya manzarasini faqat bir nechta zona tashkil qilgan holda samaralidir. Ushbu hollarni Frenel difraksiyasi yoki yigʻiluvchi nurlardagi difraksiya deyiladi. Agar S sirt zonaning kichik kismini tashkil qilsa yoki difraksiya uzokdan kuzatilsa (Fraungofer difraksiyasi), uni tushuntirish uchun muayyan nuqtaga yigʻiluvchi ikkilamchi toʻlqinlar fazalaridagi oʻzgarishlarni hisobga olish lozim. Yo. d.ning toʻliq nazariyasini 1882-yilda G. R. Kirxgof yaratgan. Yo. d. optika va fizikada katta ahamiyatga ega. Mas, u optik asboblar imkoniyatlari chegaralarini, mikroskoplar va teleskoplarning ajrata olish qobiliyatlarini, ochiq rezonatorlarning ayelligini va b.ni aniklashga imkon beradi. Lazerlarning yaratilishi Yo. d.ga oid yangi xrdisa va masalalarni yuzaga keltirdi. Bular jumlasiga qisman kogerent maydonlar difraksiyasi yoki nochizigʻiy optik muhitlardagi oʻzdifraksiya hodisasi va b. kiradi.[ Yoruglik difraktsiyasi deb ataladigan xodisada yoruglik nurlari shaffofmas tusiklardan egilib utib geometrik soya soxasiga kirib boradi. difraktsiya suzi lotincha bulib “egilib utish” degan ma’noni bildiradi. • Masalan, nuktaviy monoxromatik yoruglik manbaidan tarkalayotgan yoruglik nurlarining yuliga shaffofmas jismdan yasalgan disk shaklidagi tusik joylashtirilgan bulsin. Geometrik optika konunlariga asosan, ekaranda tusikning soyasi - doira shaklidagi korongi soxa kuzatilishi lozim. Tajribada, xakikatan, shunday manzara kuzatiladi. Lekin tusikdan ekarngacha bulgan masofa tusik ulchamlaridan bir necha ming marta katta bulgan xolda ekranning tusik karshisidagi soxasidagi korongilik emas, balki ketma-ket joylashgan yorug va korongi kontsentrik xalkachalar kuzatiladi. Xuddi shunday manzara yoruglik juda kichik tirkishdan utganda xam kuzatiladi. Geometrik optika konunlariga zid bulgan yoruglik difraktsiyasining moxiyatini kuyidagi tarzda tushuntiriladi. Gyugents printsipiga asosan, tulkin frontining xar bir nuktasini ikkilamchi tulkinlarning manbalari deb xisoblash mumkin. Frenel esa Gyugents printsipini takomillashtirib, bu ikilamchi tulkinlarning manbalarini kogerent manbalar deb va fazoning ixtiyoriy nuktasidagi tebranishi bu nuktaga yetib kelgan ikkilamchi kogernt tulkinlar interferentsiyalanishining manzarasi deb karash lozim, degan fikrni ilgari surdi. Bu taomillashgan printsip Gyugents-Frenel printsipi deb yuritiladi. Bu printsip yoruglik difraktsiyasiga oid bir kator xodisalarni tushuntirib bera olgan. Frenel yorug’lik difraksiyasini tushuntirish uchun o’tayotgan to’lqin frontini elementar to’lqinlar manbai bo’lgan zonalarga ajratdi va ularning biror nuqtadagi ta’sirini ko’rib chiqdi. Optikada bu zonalarni Frenel zonalari deb ataladi. Frenel shu usul bilan yorug’likni to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishini ham tushuntirdi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1.A .Ganiyev II kism « fizika» Akademik litsey va kasb hunar kollejlari uchun.
2.G. YA. Myakishev, B. B. Buxovsev fizika 10 – sinf.
KVANT O’RALAR VA ULARNING XUSUSIYATLARI.
REJA:
1.Kvant fizikasida ikki tomonlama eksperiment
2.Kvant fizikasidagi superpozitsiya
3.Fizikada to'lqin funktsiyasining qulashi
Kvant o'ralar - bu elementar zarralarning kichik, lekin nometrdan biroz katta o'lchamdagi o'ralari bo'lib, ular kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunadilar. Kvant o'ralarning quyidagi xususiyatlari mavjud:
1. Kvantlanish xususiyati:
Kvant o'ralardagi elektron yoki boshqa zarrachalar faqat ma'lum aniq energiya sathlariga ega bo'lishi mumkin. Bu energiya sathlari kvantlangan bo'lib, o'rtacha qiymatlar qabul qilmaydi.
2. Spin xususiyati:
Kvant o'ralaridagi zarrachalar spin deb ataladigan xususiy aylanish momentiga ega bo'ladi. Bu spin fermionlar uchun butun songa teng bo'lmagan, bozonlar uchun butun son qiymatga ega bo'ladi.
3. Tunnellash xususiyati:
Kvant o'ralar potentsial to'siqni yengib o'ta oladi, bu kvant mexanikasi qonunlariga asosan sodir bo'ladi va klassik fizikada tushuntirib bo'lmaydigan hodisadir.
4. Kvant birikkanligi:
Kvant o'ralarning energiyasi, momenti, spini va boshqa xossalari ma'lum qonuniyatlarga bo'ysunadi va kvantlanadi.
5. Superpozitsiya holati:
Kvant o'ralar turli xossalarga ega bo'lgan holatlarning superpozitsiyasi sifatida namoyon bo'lishi mumkin.
6. Kvant zanjir ta'sirlari:
Kvant o'ralar orasidagi o'zaro ta'sirlar kvant zanjir ta'sirlari deb ataladi va ular kvant kompyuterlarida, kvant kriptografiyada va boshqa sohalar uchun muhim ahamiyatga ega.
Kvant o'ralarning xususiyatlari asosan atom va molekulalar darajasida ro'y beradi va bularga atom yadrolari, elektronlar, fotonlar va boshqa elementar zarrachalar kiradi. Kvant xususiyatlaridan foydalanish bugungi kunda kvant kompyuterlari, kvant holati nazariyasi, kvant kriptografiya va kvant kommunikatsiya tizimlarini rivojlantirishda muhim rol o'ynaydi.
Kvantlanish xususiyati kvant o'ralarning eng muhim xususiyatlaridan biri hisoblanadi. Bu xususiyat quyidagilarni o'z ichiga oladi:
1. Energiya kvantlanishi:
Kvant o'ralardagi zarrachalar, masalan elektronlar, faqat ma'lum diskret energiya qiymatlariga ega bo'lishi mumkin. Energiyaning o'rtacha yoki oraliq qiymatlari mumkin emas. Bu energiya qiymatlari kvantlangan bo'lib, ma'lum qonuniyatlarga bo'ysunadi.
2. Impuls kvantlanishi:
Elektron yoki boshqa zarrachalarning impulsi ham ma'lum diskret qiymatlar qabul qiladi va oraliq qiymatlar bo'lmaydi. Bu kvantlanish Plank doimiysi bilan bog'liq.
3. Spin kvantlanishi:
Zarrachalarning spin deb ataladigan xususiy aylanish momenti butun yoki yarim butun son qiymatlarni qabul qiladi va kvantlangan bo'ladi.
4. Orbital kvantlanish:
Elektronlarning orbitalari kvantlangan energiya sathlaridan iborat bo'lib, har bir orbital ma'lum kvant sonlari bilan tavsiflanadi.
5. Kvant o'tishlar:
Elektron yoki zarralar bir kvant holatidan boshqasiga o'tishi mumkin, biroq bu o'tishlar ham ma'lum kvant qonuniyatlariga bo'ysunadi.
Kvantlanish xususiyati asosan mikroolamda, atom va molekulalarning energetik holatlarida, elektronsignallar uzatilishida va optoelektronika qurilmalarida namoyon bo'ladi. Kvantlanish kvant mexanikasining asosiy tamoyillaridan biri hisoblanadi va uning ta'siri juda kuchli bo'lgani uchun u mikrodunyodagi har qanday hodisalarda namoyon bo'ladi.
Kvantlanish xususiyati hozirgi zamon kvant kompyuterlarini, kvant kriptografiyasini, kvant kommunikatsiya tizimlarini ishlab chiqishda muhim ahamiyatga ega.
Spin xususiyati kvant o'ralarning juda muhim xususiyatlaridan biri hisoblanadi. Spin degan tushuncha quyidagilarni anglatadi:
1. Zarrachalarning xususiy aylanish momenti:
Har bir elementar zarralar, masalan, elektronlar, protonlar, neytronlar va boshqalar o'zlarining massiv markazlari atrofida aylanish harakat qilishga ega. Bu xususiy aylanish momenti spin deb ataladi.
2. Kvantlangan qiymatlar:
Spin qiymatlari kvantlangan bo'lib, faqat ma'lum diskret qiymatlarni qabul qiladi. Fermionlar (masalan, elektronlar, protonlar, neytronlar) uchun spin yarim butun son (1/2, 3/2 va hokazo), bozonlar (masalan, fotonlar, pionlar) uchun butun son (0, 1, 2 va hokazo) qiymatga ega bo'ladi.
3. Spin yo'nalishi:
Spin yo'nalishi strelka bilan tasvirlanadi va bu uning magnit momentiga mos keladi. Masalan, elektron spinining yo'nalishi uning tabiiy magnit maydonining yo'nalishini belgilaydi.
4. Spinga bog'liq xossalar:
Spinning qiymati va yo'nalishi materiyaning juda ko'p fizik xossalarini, masalan, magnetizm, elektr o'tkazuvchanlik, yadro kuchlari va boshqalarni belgilaydi.
5. Kvant holatlari:
Kvant o'ralarining holatlari spin qiymatlariga bog'liq bo'lib, ular bilan tavsiflanadi. Masalan, elektronning holati uning spin yo'nalishi va qiymati bilan aniqlanadi.
Spin xususiyati mikrodunyoda juda muhim rol o'ynaydi va kvant mexanikasi asoslaridan biri hisoblanadi. Masalan, kvant kompyuterlarida ma'lumotlar qubitlerdagi elektronlar spinlari orqali kodlanadi. Shuningdek, spintronikaadagi juda ko'p qurilmalar spin xususiyatiga asoslangan.
Tunnellash xususiyati kvant o'ralarning juda ajoyib va klassik fizikaga zid keladigan xususiyatlaridan biridir. Bu xususiyatning mohiyati quyidagicha:
1. Klassik to'siqdan o'tish imkoniyati:
Klassik mexanikaga ko'ra, agar bir jismning energiyasi to'siqning potentsial energiyasidan kam bo'lsa, u to'siqni yengib o'ta olmaydi. Biroq, kvant o'ralarga nisbatan bu holat o'rinli emas - ular o'zlari uchun mumkin bo'lmagan potentsial to'siqlarni yengib o'ta oladi.
2. Tunnellash ehtimolligi:
Kvant o'ralarning to'siqni yengib o'tish ehtimoli to'siqning kengligi va balandligiga bog'liq. Bu ehtimollik tunnellash koeffitsienti deb ataladi va kvant tenglamalaridan aniqlanadi. Ehtimollik to'siq ingichka va past bo'lganida yuqori bo'ladi.
3. To'siqqa kirish imkoniyati:
Kvant mexanikasiga ko'ra, zarralar faqat potentsial sohaning tashqi tomonida emas, balki ichida ham bo'lishi mumkin. Bu klassik ravishda tushuntirib bo'lmaydigan hodisadir.
4. Tunnellash effekti qo'llanmalari:
Tunnellash effekti kvant optoelektronika qurilmalarida, tunnelli nasoslar va tunnelli diodlarda, raskopka mikroskoplarida va boshqa ko'plab sanoat va ilmiy qurilmalarda qo'llaniladi.
Tunnellash effekti kvant o'ralarning dual tabiati - to'lqin va zarrachi holatidagi o'ziga xos xususiyatidan kelib chiqadi. Bu hodisa kvant mexanikasi tomonidan aniq ravishda tushuntiriladi va eksperimental jihatdan tasdiqlangan. Bunday g'ayrioddiy hodisalar mikroolamda keng tarqalgan va ulardan zamonaviy nanoindustiriya va kvant texnologiyalarida foydalanilmoqda.
Superpozitsiya holati kvant o'ralarning eng muhim va ajoyib xususiyatlaridan biri hisoblanadi. Bu xususiyat quyidagicha tushuntiriladi:
1. Bir vaqtning o'zida bir necha holatda bo'lish:
Kvant ob'ekti, masalan, elektron yoki foton bir necha mumkin bo'lgan holatlarning aralashmasida, ya'ni superpozitsiya holatida bo'lishi mumkin. Bu klassik fizikada ro'y bermaydi.
2. Holatlarga tegishli amplitudalar:
Har bir mumkin bo'lgan holat tegishli kompleks son - amplituda bilan tavsiflanadi. Amplitudaning moduli bu holatning intensivligini, fazasi esa fazosini belgilaydi.
3. Bittagina aniq holat:
Kuzatish yoki o'lchash amalga oshirilgunga qadar superpozitsiya holati saqlanib qoladi. Kuzatish paytida superpozitsiya buziladi va ob'ekt faqat bittagina aniq holatga o'tadi.
4. Born qoidasi:
Bir holatga o'tish ehtimoli bu holatning amplitudasining moduli kvadratiga teng bo'ladi. Boshqa holatlar ehtimoligi nolga teng.
5. Kvant kompyuterlardagi qo'llanishi:
Superpozitsiya holati kvant kompyuterlarining asosiy tamoyillaridan biridir. Kvant kompyuter bit o'rniga qubitlardan foydalanadi, ular bir necha holatlar superpozitsiyasida bo'lishi mumkin.
Superpozitsiya holati klassik fizikaga zid keluvchi g'ayrioddiy hodisa bo'lib, faqat kvant ob'ektlar uchun amal qiladi. Bu hodisa kvant kriptografiya, kvant kommunikatsiya va kvant hisoblash kabi zamonaviy kvant texnologiyalarining asosiy tamoyillaridan biri hisoblanadi.
Kvant zanjir ta'sirlari bu kondensatlangan muhitlardagi kvant effektlaridan biri bo'lib, u molekulalar, atomlar va kvantlangan sistemalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarni tasvirlaydi. Bu ta'sirlar quyidagi xususiyatlarga ega:
1. Zanjirsimon reaksiyalar:
Kvant zanjir ta'sirlari natijasida bir kvant hodisasi boshqa kvant hodisalariga sabab bo'ladi va bu zanjirsimon ravishda davom etadi. Masalan, bitta fotonning yutilishi elektron-teshik juftining hosil bo'lishiga, bu esa qo'shimcha fotonlarning chiqarilishiga olib keladi.
2. Kooperativ hodisalar:
Kvant zanjir ta'sirlari tizimning bir necha kvant ob'ektlari birgalikda harakatlanishiga olib keladi. Bu kooperativ harakatlar ancha kuchaytirilgan ta'sirlarga sabab bo'ladi.
3. Kvantlangan tabiati:
Kvant zanjir ta'sirlari kvantlanish xususiyatiga ega, ya'ni ular faqat diskret qiymatlar bilan tavsiflanadi. Bu mikrodunyoning kvantlangan tabiati bilan bog'liq.
4. Qo'zg'alish effektlari:
Kvant zanjir ta'sirlari muhitni qo'zg'atish uchun ishlatilishi mumkin, bu esa shuningdek, qo'shimcha kvant effektlariga olib keladi.
5. Lazer nurlanish:
Kvant zanjir ta'sirlari lazerlarning ishlash tamoyillariga asos bo'lib xizmat qiladi. Bu kooperativ nurlanish hodisasi bo'lib, fotoionlarning zanjir reaksiyasini amalga oshiradi.
Kvant zanjir ta'sirlari kondensatlar fizikasi, optika, plazmalarning kvant nazariyasi va boshqa sohalar uchun muhim ahamiyatga ega. Ular kvant elektron va issiqlik o'tkazuvchanlik, supero'tkazuvchanlik, kvant optik va lazer effektlarini tushuntirishda qo'llaniladi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. "Quantum Mechanics: Concepts and Applications" - Nouredine Zettili, darslik.
2. "Principles of Quantum Mechanics" - R. Shankar, darslik.
3. "Introduction to Quantum Mechanics" - David J. Griffiths, darslik.
4. "The Feynman Lectures on Physics" - Richard Feynman, darslik seriyasi.
5. "Quantum Computing for Computer Scientists" - Yashuir Ariki, kitob.
6. "Quantum Optics" - Marlan O. Scully, M. Suhail Zubairy, kitob.
7. Turli xorijiy oliy o'quv yurtlarining kvant mexanikasi, kvant optikasi va kvant hisoblashlar bo'yicha ma'ruzalar materiallari.
8. Ilmiy jurnallardagi maqolalar, masalan "Physical Review Letters", "Nature" va boshqalar.
9. Onlayn ma'lumotlar manbalari, jumladan, Wikipedia, kvant fizikasi bo'yicha veb-saytlar va bloglar.
SUYUQ KIRISTALLAR VA ULARNING XUSUSIYATLARI.
Reja:
1.Anizotropiya
2.Issiqlik harakatchanligi.
3.Mezofazalar.
4.Birinchi tartibli fazaviy o'tishlar.
Suyuq kristallar – bu molekulalar yoki molekulyar zanjirlar juda nozik holda tartiblanishga erishgan, lekin qattiq kristallarga qaraganda kam tartibga ega bo'lgan kondensatlangan muhit hisoblanadi. Suyuq kristallarning quyidagi asosiy xususiyatlari mavjud:
1. Anizotropiya: Suyuq kristallarning molekulalari ma'lum bir yo'nalishga moslashgan bo'ladi. Bu anizotropik xususiyatlarga, masalan, nurlanishning sochilishida hamda elektr va magnit maydonlariga javoban namoyon bo'ladi.
2. Issiqlik harakatchanligi: Suyuq kristallar suyuqliklar kabi harakatchan molekulalarga ega bo'ladi va ma'lum harorat oralig'ida suyuq holatda bo'ladi.
3. Mezofazalar: Qattiq va suyuq holatlar orasidagi bir necha mezofazalar mavjud bo'lib, ular tartiblanish darajasiga ko'ra farq qiladi. Nematik, smektik va xolesterik mezofazalar eng keng tarqalgan turlardir.
4. Birinchi tartibli fazaviy o'tishlar: Suyuq kristallar harorat o'zgarishi bilan fazaviy o'tishlarni boshdan kechiradi, masalan, kristall-suyuq kristall yoki suyuq kristall-suyuqlik o'tishlarini.
5. Elektr va magnit maydonlariga sezgirlik: Suyuq kristallarning molekulalari elektr va magnit maydonlariga javoban yo'nalishini o'zgartiradi, bu esa optik xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi.
6. Optik xususiyatlar: Suyuq kristallarning ko'pchiligi ikki yo'nalishli sinish va ikki sig'imli hosil qilish xususiyatiga ega. Bu xususiyat suyuq kristalli displeylar va boshqa optik qurilmalarda qo'llaniladi.
Suyuq kristallar tabiatida keng tarqalgan va ular LCD displeylar, temperaturaga sezgir ko'rsatkichlar, optik datchiklar va boshqa ko'plab sanoat qurilmalarida qo'llaniladi. Shuningdek, ular juda qiziqarli eksperimental va nazariy tadqiqotlar obyektlari hisoblanadi.
Suyuq kristallardagi issiqlik harakatchanligi - bu molekulalarning tartibsiz issiqlik harakatini anglatadi. Bu xususiyat suyuq kristallarning suyuqlik va kristall holatlari orasida turli tartiblanish darajalariga ega bo'lishini ta'minlaydi.
Issiqlik harakatchanligi quyidagi jihatlarda namoyon bo'ladi:
1. Molekulyar translatsion harakatlanish: Suyuq kristallarning molekulalari butun tizim bo'ylab erkin harakatlanish qobiliyatiga ega. Bu suyuqlikdagi kabi molekulalarning o'rin almashinuviga olib keladi.
2. Rotatsion harakatlanish: Molekulalar o'zlarining og'irlik markazlari atrofida erkin aylanishlari mumkin. Bu aylanma harakatlarning tezliklari harorat bilan belgilanadi.
3. Konformasion moslashuvchanlik: Uzun molekulyar zanjirli suyuq kristallar shakllari va konfiguratsiyalarini juda tez o'zgartirish qobiliyatiga ega. Bu ularga turli holatlar orasida o'tish imkonini beradi.
4. Tartibsizlik: Issiqlik ta'sirida suyuq kristallardagi tartiblanishning darajasi qisqaradi va tartibsizlik ortadi. Bu mezofazalar orasidagi o'tishlarni keltirib chiqaradi.
Issiqlik harakatchanligi suyuq kristallarning quyidagi xususiyatlarini ta'minlaydi:
1. Oqishqoqlik: Molekulalar o'rin almashinishi tufayli suyuq kristallar oqishqoq bo'ladi.
2. Eruvchanligi: Harakatdagi molekulalar erituvchilarda erish qobiliyatini beradi.
3. Mezofazalar: Harorat bilan tartiblanishning darajasi o'zgaradi va bu suyuq kristal uchun turli mezofazalarni keltirib chiqaradi.
Shu bilan birga, issiqlik harakatchanligi chegaralangan bo'ladi, chunki suyuq kristallardagi molekulalar ma'lum darajada tartiblangan holda bo'ladi. Bu ularning issiqlik harakatlanishini kristallarga qaraganda ozroq, ammo suyuqliklarga nisbatan ko'proq qiladi. Shuning uchun suyuq kristallar issiqlik harakatlanishi va issiqlik harakatchanligi jihatidan aralash xususiyatlarga ega bo'ladi.
Mezofazalar - bu suyuq kristallarning qattiq va suyuq holatlari orasidagi vaqtinchalik holatlardir. Mezofazalar molekulalarning tartiblanish darajasiga ko'ra farqlanadi va ularda qattiq jism xususiyatlari bilan birga suyuqlik xususiyatlari ham namoyon bo'ladi. Asosiy mezofazalar quyidagilardir:
1. Nematik mezofaza: Bu eng oddiy mezofaza bo'lib, bunda molekulalar bitta umumiy yo'nalishga to'g'ri ravishda moslangan, lekin ularning og'irlik markazlari erkin holda tarqalgan. Bu fazada suyuqlik xususiyatlari kuchli namoyon bo'ladi.
2. Smektik mezofaza: Bu mezofazada molekulalar tekisliklarga to'plangan, ya'ni tekisliklar ichida tartiblanganlar. Smektik mezofazalarning turli turlari mavjud: A, B, C, D va boshqalar. Masalan, smektik-A da molekulalar tekislikka normal yo'nalgan.
3. Xolesterik mezofaza: Bu mezofaza spiral yoki burama shaklli molekulyar tartiblanishga ega. Bunday struktura optik xususiyatlarga ta'sir qiladi va ranglar namoyon bo'lishiga olib keladi.
4. Diskotik mezofazalar: Bu mezofazalar disk shaklli molekulalar hosil qilgan struktura asosida vujudga keladi. Diskotik mezofazalarda kolonnar va nokolonar tartiblanish kuzatiladi.
Mezofazalar suyuq kristallarning amaliy qo'llanilishida muhim rol o'ynaydi. Masalan, nematik fazadagi suyuq kristallar elektr maydon ta'sirida yo'nalishi oson o'zgartirilishi mumkin. Bu xususiyat displeylar va optik moslamalar ishida qo'llaniladi. Smektik fazalar esa ferroelektrik va antіferroelektrik xususiyatlarni namoyon qiladi.
Suyuq kristallarning mezofazalari qaysi temperaturada namoyon bo'lishi ularning molekulyar tuzilishiga bog'liq. Mezofazalar orasidagi o'tishlar harorat bilan boshqariladi va ular birinchi tartibli fazaviy o'tishlardir.
Birinchi tartibli fazaviy o'tishlar - bu ikki faza orasidagi keskin o'zgarishlar sodir bo'ladigan o'tishlardir. Bunda issiqlik miqdori beriladi yoki olinadi, ammo harorat o'zgarmaydi. Bunday o'tishlar quyidagi xususiyatlarga ega:
1. Issiqlik almashinuvi: Fazaviy o'tish davomida tashqi issiqlik miqdori yutiladi yoki ajralib chiqadi. Bu issiqlik miqdori o'tish entalpiyasi deb ataladi.
2. Zichliklardagi sakrama: Yangi fazaga o'tganda modda zichligida sakrama kuzatiladi.
3. Haroratning o'zgarmasligi: O'tish jarayoni davomida harorat o'zgarmaydi, u o'tish haroratida qoladi.
4. Qotib qolish/erish: Ko'pincha birinchi tartibli o'tishlar modda qotib qolishi yoki erishi bilan bog'liq.
Suyuq kristallardagi birinchi tartibli fazaviy o'tishlar asosan mezofazalar orasida ro'y beradi. Masalan:
1. Kristall-nematik mezofaza o'tishi: Qattiq kristall fazadan nematik mezofazaga o'tishda issiqlik yutiladi va zichlik kamayadi.
2. Nematik-smektik o'tishi: Nematik fazadan smektik fazaga o'tilganda issiqlik ajraladi va zichlik ortadi.
3. Smektik-izotrop o'tishi: Smektik mezofazadan izotrop suyuq fazaga o'tishda issiqlik yutiladi va zichlik kamayadi.
Birinchi tartibli fazaviy o'tishlar suyuq kristallarni boshqarishda muhim ahamiyatga ega. Masalan, elektr maydon yoki mexanik kuch ta'sirida mezofazalar orasidagi o'tishlarni qo'zg'atish mumkin. Bu esa suyuq kristalli moslamalarning ishlashiga asos bo'ladi.
Shuningdek, fazaviy o'tishlar suyuq kristallarning issiqlik xususiyatlarini belgilaydi. Issiqlik sig'imi fazaviy o'tish nuqtalarida sakrama qiladi. Demak, birinchi tartibli fazaviy o'tishlarni o'rganish suyuq kristallarni tushunish va ulardan samarali foydalanish uchun muhimdir.
Foydalanilgan adabiyotlar:
Chandrasekhar, S. (1992). Liquid Crystals (2nd ed.). Cambridge University Press.
Demus, D., Goodby, J., Gray, G. W., Spiess, H. W., & Vill, V. (Eds.). (1998). Handbook of Liquid Crystals (Vol. 1-4). Wiley-VCH.
Collings, P. J., & Patel, J. S. (Eds.). (1997). Handbook of Liquid Crystal Research. Oxford University Press.
De Gennes, P. G., & Prost, J. (1993). The Physics of Liquid Crystals (2nd ed.). Oxford University Press.
Internet manbalari: Wikipedia, kvant fizikasi bo'yicha veb-saytlar va bloglar.
ULTRATOVUSH VA UNING QO’LLANILISHI.
Reja:
1.Tib sohasi.
2.Sanoat sohasi.
3.Aviatsiya va avtomobil sanoati.
4.Muhitni monitoring qilish.
Ultratovush - bu insonning qulog'i uchun eshitilmaydigan, yuqori chastotali tovush to'lqinlaridir. Odatda, ultratovushning chastotasi 20 kGts dan yuqori bo'ladi. Ultratovushning xususiyatlari va qo'llanilish sohalariga ko'ra quyidagilarni ajratish mumkin:
1. Tib sohasi:
- Ultratovush tekshiruvi (echografiya): ichki a'zolarni ko'rish va tekshirish uchun qo'llaniladi (masalan, homiladorlik davrida, jigar, buyrak va boshqa a'zolarni tekshirish).
- Ultratovush terapiyasi: jarohatlarni davolash, mushaklarni bo'shatish va qon aylanishini yaxshilash uchun ishlatiladi.
2. Sanoat sohasi:
- Materiallarni tekshirish: metall va boshqa materiallarni ichki nuqsonlarini aniqlash uchun ultratovush signallari yuboriladi.
- Ultratovush payvandlash: yuqori chastotali tovushlar metall qismlarni payvandlashda issiqlik manbai sifatida xizmat qiladi.
3. Aviatsiya va avtomobil sanoati:
- Ultratovush sensorlari masofani o'lchashda, to'siqlarni aniqlashda qo'llaniladi.
4. Kimyo sanoati:
- Ultratovush aralashtirgichlar suyuqliklarni aralashtirishda, emulsiyalar va suspenziyalar tayyorlashda qo'llaniladi.
5. Muhitni monitoring qilish:
- Ultratovush signallari orqali suv oqimlarini, shamol tezligini va boshqa parametrlarni o'lchash mumkin.
6. Qurilish sohalari:
- Beton va boshqa konstruksion materiallarni tekshirish uchun ultratovush signallari ishlatiladi.
Ultratovushning asosiy xususiyatlari quyidagilardir:
- Ultratovush chastotalari yuqori bo'lgani sababli to'g'ri chiziqli harakatlanadi va sochilishi kam bo'ladi.
- Ko'pchilik moddalar ultratovushni yutadi, shuning uchun u uzoqqa bormaydi.
- Ultratovush to'lqinlari ikki modda chegarasida qaytadi va bu xususiyatdan tekshirish va o'lchov ishlarda foydalaniladi.
Ultratovushning keng qo'llanilishi uning xususiyatlariga bog'liq. U insonlar salomatligi va sanoatda katta ahamiyatga ega bo'lgan texnologiyalardan biridir.
Ultratovush tekshiruvi yoki echografiya tibbiyotda keng qo'llaniladigan diagnostik usullardan biridir. Bu usul yuqori chastotali (20 kGts dan yuqori) tovush to'lqinlaridan foydalanadi.
Ultratovush va tovush o'tkazuvchi vosita o'rtasidagi o'zaro ta'sir mo''tadil bo'lib, ovoz o'tkazuvchi vositaning holati (tovush uzatish muhitiga tashxis yoki ta'sir) haqida ma'lumotni tashish oson. Ultratovush - to'lqinning bir shakli bo'lib, undan ma'lumotni aniqlash va yuklash uchun tashuvchi yoki vosita sifatida foydalanish mumkin (masalan, tashxis uchun ishlatiladigan B-ultratovush); ultratovush ham energiya shakli bo'lib, uning intensivligi ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, u o'tishi mumkin va ultratovush to'lqini uzatiladigan vosita o'zaro ta'sir qiladi, ta'sir qiladi, ikkinchisining holatini, xususiyatlarini va tuzilishini o'zgartiradi (terapiya uchun ishlatiladi) .
Ultrasonik to'lqin tarqalish jarayonida muhit bilan o'zaro ta'sir qiladi va faza va amplituda o'zgaradi, bu muhitning holatini, tarkibini, tuzilishini, funktsiyasini va xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin. Ushbu turdagi o'zgarishlar ultratovush effekti deb ataladi. Ultrasonik va vosita o'rtasidagi o'zaro ta'sirni termal mexanizmga, mexanik mexanizmga va kavitatsiya mexanizmiga bo'lish mumkin.
Tarqalish jarayonida ultratovush tebranishlari geometrik optika qonunlariga boʻysunadi. Bir xil muhitda ular toʻgʻri chiziqda va doimiy tezlikda tarqaladilar. Akustik zichligi teng boʻlmagan turli muhitlar chegarasida nurlarning bir qismi aks etadi, baʼzilari esa sinadi va ularning toʻgʻri chiziqli tarqalishini davom ettiradi. Chegara vositalarining akustik zichligidagi farqning gradienti qanchalik baland boʻlsa, ultratovush tebranishlarining katta qismi aks ettiriladi. 99,99 % tebranishlar ultratovushning havodan teriga oʻtish chegarasida aks etganligi sababli, bemorni ultratovush tekshiruvi paytida terining sirtini oʻtish muhiti sifatida ishlaydigan suvli jele bilan yogʻlash kerak. Koʻzgu nurning tushish burchagiga (perpendikulyar yoʻnalishdagi eng katta) va ultratovush tebranishlarining chastotasiga (yuqori chastotada, aksariyati aks ettiriladi) bogʻliq.
Foydalanilgan adabiyotlar:
"Ultrasonic Testing of Materials" by Josef Krautkramer and Herbert Krautkramer (Springer, 1990).
"Ultrasonic Sensors for Chemical and Process Plant" by Liv Qendro (CRC Press, 2021).
"Ultrasonic Transducer Materials" by Oskar Vohanka and Michal Guziov (Springer, 2017).
Turli ilmiy jurnallar va maqolalar, masalan:
- "Ultrasonic Sensing for Process Monitoring" (IEEE Transactions on Ultrasonics)
- "Ultrasonic Wind Sensing" (Journal of Atmospheric and Oceanic Technology).
Internet sayitlari.
YORUG’LIK INTERFRENSIYASINI KUZATISH USULLARI.
REJA:
1.Yorug’lik interfirensiyasi.
2.Nur o’tkazuvchanlik.
|
