|
Mutloq qora jism muammosi Plank g’oyasi va Enyeshteyn kvant nazaryasi
|
| Sana | 17.04.2024 | | Hajmi | 26.41 Kb. | | #198608 |
Bog'liq kvant kimyo 4-amaliy, russk.yazyk-testy9, fonologiya Gulrux, n0t76yB8yF4SooO87LBvxDtdXPc40ZqAZsQZALeg, Qurilish materiallari va buyumlari, 1-oraliq nazorat HEMIS Student axborot tizimi, 6azJY7iSlpRhvx7CZVMr4FrlO2KYxIFeysQA0x6S, 1.-Anketa.Aybek- (2), 1.-Anketa.Almazbek- (2), A.Kerimbergenov.OS, A.Kerimbergenov.Kopmp.tarmaqları, O\'zbek tilining imlo qoidalari va soha egalarining savodxonligi., ДТС-Шифри ва номлари, КУНДАЛИК (2), Joqar bilimlendiriw, p n h m innovaciyalar ministrligi N kis in
Reja
Mutloq qora jism muammosi
Plank g’oyasi va Enyeshteyn kvant nazaryasi
Devission Jermer tajribasi
Mutlaq qora jism - har qanday temperaturada oʻziga tushayotgan barcha nurlanishlarni (toʻlqin uzunligidan qatʼi nazar) yuta oladigan jism; yutish krbiliyati birga teng. Mutlaq qora jismj. nurlatgan yorugʻlikning spektral tarkibi va energiyasi faqat shu jism temperaturasi bilan aniqlanadi, ammo uning kimyoviy tarkibiga bogʻliq boʻlmaydi. Mutloq qora jism tabiatda mavjud emas, uni faqat sunʼiy yoʻl bilan hosil qilish mumkin. Buning uchun ichi kovak, no-shaffof jism biror aniqtragacha qizdiriladi. Teshik A dan jism kovagi S ga kirgan har qanday nur S ichki devordan koʻp marta kaytishi natijasida toʻliq yutiladi, orqaga qaytib chiqmaydi . Yuqorida koʻrsatilgan tarzda biror temperaturagacha qizdirilgan jismning teshigidan chiqayotgan nurlanishni Mutlaq qora jismj.ning nurlanishi deyish mumkin. Mutlaq qora jismj. qonunlari jismlarning xossalarini aniqlashga imkon beradi va muhim ilmiy va amaliy ahami-yatga ega. Masalan, Mutlaq qora jismj.ning Plank nurlanish qonuni energiya kvantlari haqidagi gʻoyani ilgari surdi. Bu esa, oʻz navbatida, kvant mexanikaga asos soldi.
Mutloq qora jism – bu barcha tushuvchi yorug'lik to'lqinlarini to'liq so'raydigan va hech qanday nurlanish qaytarmaydigan ideal jism. Ya'ni, mutloq qora jism barcha elektromagnit to'lqinlarni so'raydi va ularni boshqa to'lqinlarga o'zgartirmaydi.
Mutloq qora jism shuningdek, o'ziga issiqlik energiyasini yuta oladi va shu energiyani termal nurlanish sifatida qaytaradi. Ushbu nurlanish Planck qonuniga muvofiq ravishda, ma'lum bir temperatura bilan belgilangan spektral taqsimotga ega bo'ladi. Mutloq qora jism haqidagi nazariyalar fizikada keng qo'llaniladi va ularni turli ilmiy sohalarda, masalan, termodinamika, astrofizika va kvant fizika kabi sohalarda qo'llash mumkin. Mutloq qora jism - bu nurlanishni mukammal tarzda yutuvchi va shuning bilan birga mukammal tarzda qaytaruvchi narsa. U har qanday chastotadagi nurlarni o'ziga singdiradi va buni aniq bir to'lqin uzunligida qaytarmaydi. Agar mutloq qora jism nurlansa, u qora jism nurlanishini ta'minlaydi, ya'ni har qanday chastotada spektral kuchning aniq bir taqsimotini beradi.
Stefan-Boltzmann qonuniga ko'ra, mutloq qora jismning nurlanish kuchi uning temperaturining to'rtinchi darajasi bilan proporsionaldir. Wiensning ko'chirish qonuni bo'yicha, mutloq qora jismning eng katta nurlanish chastotasi uning harorati bilan teskari proporsionaldir. Qora jism fizikada ideal model hisoblanadi, lekin haqiqiy moddalar qora jism kabi mukammal xususiyatlarga ega bo'lmasligi mumkin. Shunga qaramay, qora jism modeli astronomik kuzatishlar, termodinamika va boshqa fizikaviy sohalarda keng qo'llaniladi.
Mutloq qora jism haqidagi ko'proq ma'lumotlarni quyidagi qismda topishingiz mumkin:
Qora jism tushunchasi:
Mutloq qora jism. Bu ideal jism barcha tushgan nur energiyasini to'liq yutuvchi bo'lib, o'zidan hech qanday nur qaytarmaydigan, balki faqat o'zining haroratiga asoslangan ravishda nur chiqaradigan jism hisoblanadi.
Model sifatida qo'llanilishi: Mutloq qora jism fizikada ideal model bo'lib, u orqali turli materiallarning nurlanish va yutilish xususiyatlari tahlil qilinadi
Qora jism nurlanishi:
Qora jism spektri: Qora jism o'zining haroratiga mos keladigan o'ziga xos spektrda nurlanish chiqaradi. Bu spektrning shakli va kuchi nurlanishning chastotasi va jismning harorati bilan belgilanadi.
Planck qonuni: Qora jism nurlanishining chastotasi bo'yicha taqsimoti Planck qonuni bilan ifodalanadi. Ushbu qonun mutloq qora jismning har bir chastotada chiqaradigan energiya zichligini tavsiflaydi.
Stefan-Boltzmann qonuni: Mutloq qora jismning umumiy nurlanish kuchi jism haroratining to'rtinchi darajasi bilan proporsional.
Wiensning ko'chirish qonuni:
Wiensning ko'chirish qonuni: Ushbu qonun qora jismning nurlanish spektrida eng yuqori chastotaga (va to'lqin uzunligiga) tegishli qiymatni belgilaydi. Harorat oshgani sari bu maksimal chastota ko'payadi.
Amaliy qo'llanilishi:
Astronomiya: Qora jism modeli yulduzlar va boshqa kosmik obyektlarning nurlanish xususiyatlarini tahlil qilishda qo'llaniladi.
Termodinamika: Qora jism termodinamika qonunlari bilan birga energiya almashinuvini o'rganishda muhim modeldir. Umuman olganda, mutloq qora jism fizika va astronomiya sohalarida muhim tushunchalardan biridir va u orqali bir qancha tabiiy hodisalarni tahlil qilish mumkin.
Plank g’oyasi va Enyeshteyn kvant nazaryasi
Maks Plank garchi o‘zi bunga qarshi bo‘lsa-da, uni odatda inqilobchi deb atashardi. 1900-yilda olim energiyaning uzluksiz emas, balki, alohida-alohida qismlar (porsiyalar), boshqacha aytganda, kvantlar ko‘rinishida nurlanishi haqidagi g‘oyani ilgari surdi. Ushbu nazariyaning aks-sadosi o‘laroq esa, nisbiylik nazariyasi bilan birgalikda, olam tuzilishi haqidagi zamonaviy tushunchalarning asosini tashkil qiluvchi - kvant mexanikasi sohasi yuzaga keldi va taraqqiy eta boshladi. Kvant mexanikasi mikroskopik olam manzarasini o‘rganadi. Uning ayrim kashfiyotlari shu darajada hayratlanarliki, hatto Plank o‘zi ham ko‘p bora tan olganidek, bu sohaning kashfiyotlari inson aqlini shoshirib qo‘yadi. Ustozlar ustozi deya e'tirof etilgan olim, o‘n yillar mobaynida olmon ilm-fani boshqaruvida bo‘ldi va natsizmning eng manfur illatlari qanot yozgan musibatli kunlarda ham, ilm va zakovat shamchiroqlari shu'lasini saqlab qola bildi.
Plank g'oyasi. U qora jism nurlanishini o'rganayotganda, energiya uzatilishi davomida uzluksiz ravishda emas, balki kichik kvantlar yoki "kvantlar" (har bir kvantga "kvant" deyiladi) shaklida amalga oshadi degan g'oyani ilgari surdi.
Plank bu g'oyasini jism radiatsiyasi bilan bog'liq muammoni hal qilish uchun ishlab chiqdi va nurlanishning spektrini to'g'ri modellashga muvaffaq bo'ldi.
Eyshteynning kvant nazariyasi:
- Albert Eyshteyn Plankning kvant tushunchasidan ilhomlangan holda, 1905-yilda fotoelektrik effektni izohladi. U yorug'lik to'lqin emas, balki individual energiya kvantlari ("fotonlar") sifatida uzatiladi, degan g'oyani ilgari surdi.
- Ushbu nazariya yordamida, Eyshteyn fotoelektrik effektni (ya'ni, yorug'likning metallarga tushishi natijasida elektronlar chiqishini) tushuntirdi. Uning ishlari Plank g'oyasi bilan birga kvant mexanikasi rivojlanishining asosini yaratdi.Plank va Eyshteynning bu nazariyalari birgalikda fizikada katta o'zgarishlarni keltirib chiqardi va zamonaviy kvant mexanikasining shakllanishida muhim rol o'ynadi.
Devission Jermer tajribasi
19-asr oxiridagi Maksvell tenglamalariga koʻra, yorugʻlik elektromagnit maydon toʻlqinlaridan, materiya esa lokalizatsiya qilingan zarrachalardan iborat deb hisoblangan. Biroq, bu Albert Eynshteynning 1905-yildagi fotoelektrik effekt haqidagi maqolasida shubha ostiga olindi, u yorugʻlikni diskret va ichki energiya kvantlari (hozirda fotonlar deb ataladi) deb taʼriflagan, bu unga 1921-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotini qoʻlga kiritishiga sabab boʻlgan. 1924-yilda Lui de Broyl toʻlqin-zarracha ikkilik nazariyasiga oid dissertatsiyasini taqdim etdi, u barcha materiya fotonlarning toʻlqin-zarracha dualizmini aks ettiradi degan gʻoyani ilgari surdi. De Broylning fikriga koʻra, barcha moddalar uchun ham, radiatsiya uchun ham energiya � zarrachaning toʻlqin chastotasi bilan bogʻliq edi � Plank munosabati boʻyicha:
E=hv
Va bu zarrachaning impulsi � uning toʻlqin uzunligi bilan hozir de Broyl munosabati deb nomlanuvchi munosabat bilan bogʻliq edi.
Devisson-Germer tajribasiga 1920-yillarda Gettingenda Valter M. Elsasser muhim hissa qoʻshgan boʻlib, u moddaning toʻlqinga oʻxshash tabiatini xuddi toʻlqinsimon tabiat kabi kristall qattiq jismlarda elektron sochish tajribalari orqali oʻrganish mumkinligini taʼkidlagan. Rentgen-nurlarining mavjudligi kristalli qattiq jismlarda rentgen nurlarining tarqalishi tajribalari orqali tasdiqlangan.
Elsasserning bu taklifini uning yaqin hamkasbi (keyinchalik Nobel mukofoti sovrindori) Maks Born Angliyadagi fiziklarga yetkazdi. Devisson va Germer tajribasi amalga oshirilganda, eksperiment natijalari Elsasser taklifi bilan tushuntirildi. Ammo, Devisson va Germer tajribasining dastlabki maqsadi de Broyl gipotezasini tasdiqlash emas, balki nikel sirtini oʻrganish edi.�=ℎ�,1927-yilda Bell laboratoriyasida Klinton Devisson va Lester Germer kristalli nikel nishoniga sekin harakatlanuvchi elektronlarni otdilar. Koʻzda tutilgan elektron intensivligining burchakka bogʻliqligi oʻlchandi va rentgen nurlari uchun Bragg tomonidan bashorat qilinganiga oʻxshash diffraktsiya naqshiga ega ekanligi aniqlandi; baʼzi kichik, ammo sezilarli farqlar oʻrtacha potentsialga bogʻliq edi, bu Hans Bethe oʻzining toʻliqroq tahlilida koʻrsatdi. Shu bilan birga , Jorj Paget Tomson difraksiya naqshini hosil qilish uchun tsellyuloid plyonkalar orqali elektronlarni otishning xuddi shunday taʼsirini mustaqil ravishda namoyish etdi va Devisson va Tomson 1937-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻlishdi Devisson-Germer tajribasi materiyaning toʻlqinga oʻxshash xatti-harakati borligi haqidagi de Broyl gipotezasini tasdiqladi. Bu Artur Kompton (1927-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotini qoʻlga kiritgan) tomonidan kashf etilgan Kompton effekti bilan birgalikda kvant nazariyasining asosiy bosqichi boʻlgan toʻlqin-zarracha dualizmi gipotezasini asoslab berdi.
Devisson-Jermer tajribasi – bu elektrondagi to'lqin xususiyatlarini isbotlovchi fizik tajriba. Uni fransuz olimi Devisson va amerikalik olim Jermer tomonidan 1927-yilda o‘tkazilgan.
Tajriba quyidagi tartibda o‘tkazilgan:
1. Elektron manbai: Elektronlar termionik emissiya orqali olinadi va ma'lum bir energiyaga ega bo'lgan elektron nurga aylantiriladi.
2. Kristalga urish: Elektronlar kristalga, ko'pincha nikel kristaliga, ma'lum bir burchak ostida yo'naltiriladi. Kristal atomlarining muntazam tartibini hisobga olib, elektronlar kristal sirtiga urilganda tarqaladi.
3. Tarqalgan elektronlarni kuzatish: Tarqalgan elektronlar ma'lum bir burchak bilan detektorga tushadi. Bu burchak, kristalning to'lqin uzunligi va elektronlarning impulsiga bog'liq.
4. To'lqin xususiyatlari: Devisson-Jermer tajribasi, elektronlarning kristal sirtidan tarqalishi natijasida to'lqin uzunliklari va intensivliklaridagi o'zgarishlarni ko'rib chiqadi. Bu diffraksiya hodisasi elektronning to'lqin xususiyatlarini isbotlaydi.Tajribada kristal strukturasidan qaytgan elektronlarni o'lchab, diffraksiya to'lqin uzunliklarini hisoblash orqali, elektronlarning dalga sifatida harakat qilayotganligi isbotlanadi. Tajriba elektronning dual xususiyatlarini tasdiqlashda muhim ro'y o'ynagan. Devisson-Jermer tajribasi, elektronlarning to'lqin xususiyatlarini isbotlash uchun juda muhim tajriba bo'lib, bu tajriba kvant mexanikasi tushunchalariga asoslangan. Ularning tajribasi 1927-yilda amalga oshirilgan bo'lib, u juda o'ziga xos va ajoyib natijalarga olib kelgan.Ushbu tajribada Devisson va Jermer bir nechta muhim komponentlardan foydalanishgan:
Elektron manbai: Elektronlar termoyonik emissiya orqali katoddan chiqarilgan. Elektronlar yuqori energiya darajasiga yetib borishi uchun akselerator orqali tezlashtirilgan.
Elektron nuri: Tezlashtirilgan elektronlar ma'lum yo'nalish bo'ylab harakat qilgan. Elektronlar to'lqin sifatida harakat qilib, ma'lum bir uzunlikdagi kristalga yo'naltirilgan.
Kristal: Eksperimentda ko'pincha nikel kristali ishlatilgan. Kristalning atomlar orasidagi masofasi ma'lum to'lqin uzunliklariga mos keladi.
Diffraksiya: Elektronlar kristalga urilganda, atomlarning muntazam tartibiga qarab diffraksiya ya'ni to'lqin sochilishi sodir bo'ladi. Elektron to'lqin uzunliklariga ko'ra, kristal bilan o'zaro ta'sir ko'rsatadi va diffraktsiyalanadi.
Detektor:Tajribada detektor elektronlarning tarqalishini va intensivligini o'lchab, ma'lumot yig'ib, xarita yaratish uchun ishlatilgan.
Devisson va Jermer tajribasining natijalari elektrondagi to'lqin xususiyatlarini, ya'ni dual tabiatini tasdiqlashga yordam bergan. Ular diffraktsiya o'lchovlaridan foydalanib, elektronning to'lqin uzunligi bilan kristalning atomlar orasidagi masofa o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlashgan. Bu tajriba, elektronning to'lqin xususiyatiga ega ekanligini isbotlaydi va shu bilan birga, kvant mexanikasining asosiy tamoyillarini tasdiqlaydi. Tajriba ilmiy dunyoda katta inqilobga sabab bo'ldi va keyinchalik fizika va elektronika sohalarida ko'plab yangiliklarga yo'l ochdi.
Devisson-Jermer tajribasi haqida yana ham ko'proq ma'lumot berish uchun, tajribaning texnik jihatlari va uning ilmiy ahamiyatiga ko'proq e'tibor qaratamiz. Tajribaning texnik jihatlari:
Elektron manbai va akselerator: Tajribada elektronlar manbai sifatida termionik emissiya orqali elektronlar chiqarilgan katod ishlatiladi. Elektronlar elektr maydoni yordamida ma'lum bir energiyaga (tezlikka) erishish uchun tezlashtiriladi.
Elektron nurining boshqarilishi: Tezlashtirilgan elektronlar vakuumli trubka orqali sayohat qilib, nikel kristaliga yo'naltiriladi. Elektron nurining energiyasi va yo'nalishini aniqlash uchun elektr maydonlari va boshqa qurilmalar yordamida nazorat qilinadi.
Diffraksiya va detektor: Elektronlar kristalga urilganda, u atomlar tomonidan sochilib, ma'lum bir yo'nalishda qaytadi. Tarqalgan elektronlar keyin detektor orqali o'lchangan. Elektron intensivligi detektorda kuzatiladi va diffraksiya burchaklariga ko'ra o'lchanadi.
Diffraksiya naqshlari: Tajribaning asosiy natijasi, elektronlar nikel kristaliga urilganda diffraksiya natijasida hosil bo'ladigan diffraksiya naqshlarini kuzatishdir. Bu naqshlar kristalning muntazam atom tartibiga va elektron to'lqinining xususiyatlariga bog'liq.
Tajribaning ilmiy ahamiyati:
1.Elektronning dual tabiati: Devisson-Jermer tajribasi, elektrondagi to'lqin xususiyatlarini amalda isbotlash orqali elektronning dual tabiati (ya'ni zarrache va to'lqin sifatida harakat qilishi) ni ko'rsatib berdi. Bu Niels Bor va Lui de Broil kabi olimlar tomonidan ilgari surilgan kvant mexanikasi nazariyalarini tasdiqladi.
2.To'lqin uzunligi va kristalning atom tartibi: Tajriba orqali olimlar elektronning to'lqin uzunligini o'lchash va uni nikel kristalining atom tartibi bilan solishtirish imkoniyatiga ega bo'lishdi. Bu, elektronlarning atom darajasida qanday tarzda sochilib, tarqalishini tushunishga yordam berdi.
3.Yangi imkoniyatlar: Devisson-Jermer tajribasi elektronning to'lqin xususiyatlari haqida yangi tushunchalarni ochib berdi. Bu esa keyinchalik kvant mexanikasi, elektron mikroskopiya va boshqa ko'plab texnologiyalarni rivojlantirishga asos bo'ldi.Umuman olganda, Devisson-Jermer tajribasi fizikada yangi davrni boshlagan muhim tajribalardan biri bo'ldi. U elektronlarning to'lqin xususiyatlarini tasdiqlash orqali zamonaviy fizika va texnologiya sohalarining rivojlanishiga yo'l ochdi.
Devisson va Jermer elektronlarning to’lqin uzunligini aniqlash uchun rentgen spektrometri g`oyasidan foydalandilar. Rentgen trubkasi elektron to’pi bilan almashtirildi. K-katod, u –nakel kuchlanishi yordamida qizdiriladi. Katoddan uchib chiqqan elektronlar dastasi o’z navbatida tezlantiruvchi potenstial bilan tezlantiriladi. Tezlantirish kuchlanishini miqdori P-potenstiometr yordamida bajariladi. Potenstiometr yordamida to’pdan chiqqan elektronlarning tezligi boshqariladi. Elektronlar kristall sirtiga tushgandan so’ng, ma’lum burchaklarda qaytadilar. Qaytgan nurlar elektron detektori (Faradey stilindri) bilan qayd qilinadi va I tok miqdori galvanometr (G) yordamida o’lchanadi. Elektron to’pi, kristall va Faradey stilindri vakuumga joylashtirilgan.
|
| |
