Toʻsiq sigʻimi
Toʻsiq (yoki zaryad) sigʻimi oʻtish joyidagi potentsial toʻsiqning oʻzgarishi
bilan bogʻliq va teskari siljish paytida yuzaga keladi. Bu dielektrik qatlami
qulflash qatlami boʻlib xizmat qiladigan tekis kondansatör sigʻimiga teng
va p va n — oʻtish joylari plitalar boʻlib
xizmat qiladi. Toʻsiq sigʻimi oʻtish maydoniga va yarimoʻtkazgichning
nisbiy dielektrik oʻtkazuvchanligiga bogʻliq.
5.
Dia-, para- va ferromagnetizm tabiati.
Dia-, para-, ferro-, ferri- va antiferromagnitlar Har bir modda magnitdir,
ya'ni magnit maydon ta'sirida magnit momentni (magnitlanish) olishga
qodir.
Tashqi magnit maydon ta'sirida atomning elektron orbitalari aylana
oqimiga ekvivalent bo'lgan presession harakatga uchraydi. atom
tashqi maydonga qarama-qarshi yo'naltirilgan magnit maydon
komponentiga
ega.
Atomlarning
(molekulalarning)
magnit
maydonlarining induktsiyalangan komponentlari qo'shiladi va
moddaning o'z magnit maydonini hosil qiladi, bu esa tashqi magnit
maydonni zaiflashtiradi. Bu ta'sir diamagnit effekt deb ataladi va tashqi
magnit maydonda maydon yo'nalishiga qarshi magnitlangan moddalar
diamagnit deb ataladi. Tashqi magnit maydon bo'lmasa, diamagnit
material magnit bo'lmagan hisoblanadi. Diamagnetlarga ko'plab
metallar (masalan, Bi, Ag, Au, Cu), ko'pgina organik birikmalar,
qatronlar, uglerod va boshqalar kiradi. paramagnit - maydon yo'nalishi
bo'yicha tashqi magnit maydonda magnitlangan moddalar.
Molekulalarning issiqlik harakati tufayli ularning magnit momentlari
tasodifiy yo'naltirilgan, shuning uchun paramagnit moddalar magnit
xususiyatga ega emas. paramagnet magnitlangan bo'lib, o'zining
magnit maydonini yaratadi, bu tashqi maydon bilan yo'nalishda mos
keladi va uni kuchaytiradi. Ushbu ta'sir paramagnit deb ataladi. Tashqi
magnit maydon nolga zaiflashganda, termal harakat tufayli magnit
momentlarning yo'nalishi buziladi va paramagnet demagnetizatsiya
qilinadi. Paramagnit materiallarga noyob tuproq elementlari, Pt, Al va
boshqalar kiradi.
Ferromagnitlar Kyuri nuqtasidan past haroratlarda tashqi magnitlanish
maydoni mavjudligidan qat'i nazar, o'z-o'zidan magnitlanishni
namoyon qiladi
.
6.
Yorug‘lik nurining tabiati.
Yorug‘lik tabiati to‘g‘risidagi fan ikkita bir-biriga bog‘liq qonun orqali
biri-birini to‘ldirib keladi. Djeyms Maksvell (1831-1879, Shotlandiya)
elektromagnit qonunini, Albert Eynshteyn (1879-1955, Germaniya) kvant
qonunlarini ixtiro qilishdi.
Elektromagnit qonun asosida shunday tasavvur yotadiki, tarqalayotgan
yorug‘lik bu – elektromagnit to‘lqindir. Inson ko‘zi yorug‘lik sifatida
ko‘radigan, unchalik katta bo‘lmagan ko‘rish spektriga ega. Ko‘rish
spektrining ikki tarafida inson ko‘zi ko‘ra olmaydigan tele va radio
to‘lqinlar, ultrato‘lqinlar, rentgen va xokazolar joylashadi. Kvant qonuni
asosida esa shunday asos yotadiki, "yorug‘lik eneriyasi tarkibi" bo‘lmish
fotonlar – to‘g‘ri chiziq (pryamolineyno) bo‘ylab harakatlanadi va shu
harakatni inson ko‘zi yorug‘lik sifatida qabul qiladi.
Albatta, har bir qonunning qo‘llanilish sohalari bor. Maksvell qonuni
ko‘proq yorituvchilarga rangli filtrlar va plyonkalar, lampalar ishlash
prinsiplarini tushunishda ko‘proq xizmat qiladi.
Maksvell teoriyasi shuni ta’kidlaydiki, har xil chastotalarga ega
elektromagnit to‘lqinlar bor. Bu to‘lqinlar, ya’ni, energiya tarqatuvchilar
teleradiotarqatuvchi (uzun, o‘rta, qisqa va ultraqisqa), infraqizil,
ultrafiolet, yorug‘lik, rentgen, radar, gamma, kosmik kabi ko‘rinishlarda
bo‘ladi. Yorug‘lik tarkibidagi elektromagnit to‘lqinlar barcha yo‘nalishda
299792,4 km/sekund tezlik bilan harakatlanadi.
Uning tezligidan qat’iy nazar, yorug‘lik to‘lqinlarini ham o‘lchash
mumkin. Fizikada to‘lqin uzunligi birligi sifatida angstrem (Å) (Andres
Yonas Amgstrem, 1814-1874, Shotlandiya), ba’zi bir olimlar birlik sifatida
nanometrdan (nm) foydalanishadi. Bir nanometr o‘n angstremga teng yoki
bir metrning milliarddan biri. Millimikron (mm) atamasi nanometr (nm)
atamasi bilan sinonim sifatida ham ishlatiladi.
Yorug‘lik energiyasi spektr bo‘yicha tarqalishi spektrofotometr o‘lchov
asbobi yordamida o‘lchanadi. Aslida, har xil uzunlikdagi to‘lqinlar xech
qanday rangga ega emas, lekin ko‘z qobig‘i va miya retseptorlari har xil
uzunlikdagi to‘lqinlarini rangli yorug‘lik sifatida qabul qiladi.
Shu o‘rinda savol tug‘iladi. Rang o‘zi nima? Rang bu – yorug‘lik
nurining tarkibiy qismi bo‘lib, ma’lum uzunliklarga ega bo‘lgan to‘lqin
uzunliklaridir.
Yorug‘lik nurini shisha prizma orqali o‘tkazib, Isaak Nyuton quyosh
yorug‘ligi har xil ranglardan iborat bo‘lishini isbot qildi, quyosh nuri
prizmada sinib, yorug‘lik spektrini hosil qiladi.
To‘lqinlar qanday chastota yoki uzunlikka ega bo‘lishidan qat’iy nazar
prizma orqali o‘tganda turli ranglarda: qisqa to‘lqinlar spektrning havorang
qismi (fiolet, ko‘k, xavo rang), o‘rta to‘lqinlar spektrning yashil-sariq
qismi, uzun to‘lqinlar esa spektrning to‘q sariq-qizil qismilariga bo‘linadi.
Xalqaro birliklar sistemasida bu ranglar qisqartirilgan xolda R, G, B
nomlarini olgan.
Ranglar inson ko‘zi qabul qiladigan to‘lqin uzunliklariga mos keladi.
Ayrim hashorot va hayvonlar insonlardan farqli ravishda boshqa to‘lqin
uzunliklarini qabul qiladi va boshqacha ranglarni ko‘radi.
Inson ko‘zi ko‘ra oladigan to‘lqin uzunligi 380-780 nm oraliqqa to‘g‘ri
keladi. Fiolet to‘lqinlardan qisqa bo‘lgan to‘lqinlar ultrafiolet, qizildan
uzun bo‘lgan to‘lqinlar infraqizil to‘lqinlar deb nomlanadi.
7.
Golografiya prinsipi va uning qo‘llanilishi.
Golografiya tarixidan. Golografiya (yunoncha — to'la yozuv) —
interferensiya ma-zarasi yordamida yozuvni va to'Iqin maydonini qayta
tiklashning maxsus usuli. Bu usul interferensiya va difraksiya qonunlariga
asoslangan.Jismlarning fazoviy tasvirini qayd qilishning va qayta
tiklashning bu yangi usuli 1947- yilda ingliz fizigi D.Gabor (1900- 1979)
tomo-nidan kashf qilingan. Bu kashfiyoti uchun D.Gabor 1971- yilda
Nobel mukofotiga sazovor bo’ldi. Golografiya ixtiro qilingan dastlabki
yillarda unga yetarlicha e'tibor berilmadi. Buning aspsiy sababi qizigan
manbalar
chiqaradigan
yorug’lik to’lqinlari yodamida keskin
interferensiya manzarasi hosil qilish-ning imkoni bo’lmaganligidadir.
Ammo yuqori darajadagi monoxromatik nurlar — lazer nurlari paydo
bo’lganidan so’ng bu usulning amalda qo’llanishida keskin burilish ro’y
berdi.
Golografiyaning asosi.
Endi golografiyaning asosi bilan tanishishga o’taylik. Xo’sh, jism
to’g’risidagi malumot (uning tasviri) qanday qilib qayd etiladi va qanday
qilib tiklanadi? Buning uchun jismdan chiqayotgan to’lqin amplitudasi va
fazasini qayd qilish va qayta tiklash zarur. Bu esa amalda mumkin. Chunki
interferensiyada, intensivlikning taqsimoti interferensiyaga kiruvchi
to’lqinlarning ham amplitudalariga, ham fazalariga bog’liq. Shuning
uchun ham faza, ham amplituda haqidagi ma'lu-motlarni qayd qilish uchun
jismdan chiquvchi to’lqindan (jism to’lqini) tashqari, yorug’lik
manbayidan boruvchi, unga kogerent bo’lgan to’lqindan ham (tayanch
to’lqini) foydalaniladi.
Golografiyaning asosiy g’oyasiga muvofiq, jism va tayanch to’lqinlari
hosil qiladigan interferension manzaradagi intensivliklar taqsimoti rasmga
tushirib olinadi. So’ngra, fotoplastinkada qayd qilingan qoraygan
taqsimotlar yorug’lik difraksiyasi
yordamida qayta tiklanib
, jism bo’lmasa
ham, uni o’rganish imkoniyati vujudga keladi.
Gologramma hosil qilish.
Gologramma deb,fotoplastinkada qayd qilingan tayanch va jism to 'Iqinlari
hosil qilgan interferension manzamga aytiladi. Buning qanday amalga
oshirilishi. Lazer nuri ikkita qismga ajratilib, bir qismi ko’zguga, ikkinchi
qismi esa jismga yoo’naltiriladi. Nurning birinchi qismi ko’zgudan qaytib
fotoplastinkaga tushsa (tayanch to’lqini), ikkinchi qismi jismdan qaytib
fotoplastinkaga tushadi (jism to’lqini). Bu to’lqinlar kogerent
bo’lganliklari uchun fotoplastinkada interferensiya manzarasini vujudga
keltiradi. Tayanch va jism to’lqinlarining qo’shilishi natijasida hosil
bo’lgan interferensiya manzarasining fotoplastinkadagi rasmi chiqarilib,
gologramma hosil qilinadi.
Golografik tasvirni tiklash.
Tasvirni tiklash uchun gologramma dastlabki joyiga qo’yiladi U tayanch
to’lqini bilan yoritilib, lazerning jism orqali tushadigan qismi to’siladi.
Fotoplastinkaga tushayotgan nurning interferension manzaradagi difrak-
siyasi natijasida jism to’lqinining nusxasi, ya'ni jismning mavhum hajmiy
tasviri tiklanadi. Tasvirda jismning barcha xususiyatlari aks-langan bo’lib,
golografiyagacha qayerda turgan bo’lsa, o’sha joyda turadi. U shunchalik
real tuyuladiki, ushlab ko’rish mumkindek bo’ladi. Bundan tashqari,
kuzatish gologrammaning o’ng tomonidan o’tkir
burchak ostida olib
borilsa
, narsaning haqiqiy tasviri ham tiklanadi. Lekin bu holda narsaning
joylashuvi teskarisiga o’zgaradi. Masalan, botiq joy qavariq va aksincha
bo’ladi. Ammo, odatda, jism real mavjuddek tuyuladigan mavhum
tasvirdan foydalaniladi. Shuni ta'kidlash lozimki, hatto gologrammaning
bir bo’lagi ham tasvirni to’la tiklashga imkon beradi. Ammo bo’lakchaning
juda kichik bo’lishi tasvirning aniqligini yomonlashtirishi mumkin.
Golografiyaning qo’llanilishi.
Golografiya usulidan hozir juda ko’p sohalarda foydalaniladi. Lekin
ularning eng muhimi — ma'lumotlarni yozish va saqlash. Golografiya
oddiy mikrofotografiya usuliga qa-jjaganda, bir xil hajmga yuzlab marta
ko’p ma'lumotni yozishga imkon beradi. Masalan, o’lchamlari 32x32 mm
bo’lgan fotoplastinkaga, har birining yuzasi 1 mm2 dan bo’lgan 1024 ta
gologrammani, ya'ni 1024 betli kitobni joylashtirish mumkin. Golografik
xotirali EHM, golografik elektron mikroskop, golografik
kino va
televideniye
, golografik interferometrlar kabi istiqbolli sohalar endigina
rivojlana boshlamoqda.
8.
Qattiq jismlarda diffuziya hodisalari.
Qattiq jismning fazoviy panjarasini tashkil qiluvchi har bir zarra (atom
yoki ion) muvozanat vaziyat atrofida tebranib turadi. Qattiq jismning
ichki energiyani mana shu tebranishlarning energiyasidan iboratdir.
Qattiq jismlardagi zarralarning issiqlik harakati, gaz va suyuqliklardagi
zarralarning issiqlik harakatidan shuning uchun farqlanadi. Gazlarda
alohida molekulalar erkin uchib yuradi va bir-biri bilan faqat elastik
to`qnashishlarga uchraydi; gazlarda diffuziya jarayoni tezlik bilan
o`tishiga olib keladi.
Suyuqliklarda esa molekulalar o`zining tartibsiz harakati tufayli qo`shni
molekulalar bilan uzluksiz tebranib turadi. Suyuqliklarda ham,
gazlardagiga nisbatan sekinroq bo`lsada diffuziya mavjuddir. Ammo
qattiq jismlarda zarralar (atom va ion) ma`lum muvozanat atrofida
tebranib tursada, bir joydan ikkinchi kamdan kam holda joyga o`tishi
mumkin, shu sababli diffuziya juda sekin bo`ladi. Qattiq jismning
temperaturasi ko`tarilsa, zarralarning muvozanat vaziyatlardan
chetlanishlari ko`payadi. Bu qattiq jismni issiqlikdan kengayishiga olib
keladi.
Qattiq jismning ichki energiyasi jismni tashkil qiluvchi zarralarning zapas
tebranish
energiyasidan va shuningdek
, ularning o`zaro potensial
energiyasidan iboratdir, ya`ni ga teng bo`ladi. Kristall panjarani tashkil
qiluvchi zarralar (atomlar va ionlar) umuman aytganda, erkin bo`lmaydi,
chunki ular orasida anchagina o`zaro ta`sir kuchlari bo`ladi. Shuning
uchun zarralarning tebranishlarini bog`langan tebranishlar deb qarash
kerak; butun panjarada turli chastotali tebranishlar vujudga keladi. Shu
tebranishlarning energiyasi nazarga olinishi kerak.
Har bir zarra muvozanat vaziyat atrofida tebranma harakat qiladi. Zarra
tebranishining o`rtacha energiyasini aniqlash uchun, zarra ham kinetik,
ham potensial energiya zapasiga ega bo`lishini e`tiborga olish kerak.
Har bir zarra muvozanat vaziyat atrofida uch yo`nalishda tebranishini
e`tiborga olinsa,
zarraning erkinlik darajasi
i=3 ga teng bo`ladi. Shuning
uchun o`rtacha kinetik energiya
9.
Yuqori chastotali signallarni uzatish usullari.
Yuqori chastotali signallarni uzatish usullari quyidagilardan
foydalaniladi:
Interpolatsiya: Bu usulda, mavjud signalning orqa qavsida bo'shliqni
to'ldirish uchun signalning qavsini kengaytirish va yoqilg'i (zero-padding)
qo'shishdan foydalaniladi. Bu usul bilan signalning spektri kengayadi,
ammo ma'lum bir signalning uzunligini o'zgartirmaydi.
Fazoviy o'tkazish (Phase vocoding): Bu usulda, signalning fase vakili
o'zgartiriladi, shuningdek spektri kengayadi. Fazoviy o'tkazish asosan
avlodlarni tashkil etish va ovozni uzatish uchun ishlatiladi.
Chastotali o'tkazish (Frequency shifting): Bu usulda, signalning
chastotasi o'zgartiriladi. Chastotali o'tkazish asosan radiosignal ovozini
uzatish uchun ishlatiladi.
Fazoviy tashkil etish (Phase vocoder): Bu usulda, signalning fase vakili
va amplitudasi o'zgarib turadi. Fazoviy tashkil etish asosan musiqa va
ovoz ishlanuvchanliklarida ishlatiladi.
Chastota bo'shlig'i (Frequency domain zero-padding): Bu usulda,
spektrning orqa qismini kengaytirish uchun nol qavsini qo'shishdan
foydalaniladi. Bu usul bilan signalning spektri kengayadi, ammo
signalning uzunligi o'zgartirmaydi.
10.
To‘lqin o‘tkazgichlar (volnovodlar).
To‘lqin o‘tkazgichlar, elektromagnit ovozni o‘tkazish va uzatish uchun
ishlatiladigan qurilmalardir. Ular xususiy ravishda elektromagnit ovozni
bir nuqta dan boshqa nuqtaga o‘tkazishga ruxsat beradigan volnovodlar
hisoblanadi. To‘lqin o‘tkazgichlar bir nechta turdagi volnovodlar bo‘lishi
mumkin, masalan, metal, plastmassa yoki steklovolnovodlar.
To‘lqin o‘tkazgichlar elektromagnit ovozni yaxshi o‘tkazish uchun
ovozning tezligi, talqini va energiyasini saqlash imkoniyatini
ta’minlaydigan xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak. Ular katta masofalarni
qirqib chiquvchi ovozlarni o‘tkazish uchun ham ishlatiladi.
To‘lqin o‘tkazgichlar telekomunikatsiya sohasida, qizil-yorqinli va
infratuzilgan ovozlarni o‘tkazish uchun, shuningdek, mikrovaldalar va
infrachap ovozlarni ham o‘tkazish uchun foydalaniladi. Ularning asosiy
turlari o‘tkazgichlar, volnovodlar, ko‘p qatlamli to‘lqin o‘tkazgichlar
(fiber-optiklar) va yorqinli o‘tkazgichlar hisoblanadi.
To‘lqin o‘tkazgichlar, telekomunikatsiya, radiotexnika, optika,
teleradiobozor, infrachap va boshqa sohalarda keng qo‘llaniladi. Ularning
ulardan kelib chiqqan bir nechta turdagi ilovalari mavjud bo‘lib, ularni
signal o‘tkazish va uzatish uchun eng muhim vositalardan biri
hisoblanadi.
11.
Yupqa qatlamlarning tuzilishi va xossalari.
NanoTEXNOLOGIYA Keyingi o‘n yillikda jahon jamoatchiligi lug‘at
boyligiga «nano» so‘zi kirib keldi. Xo‘sh, «nano» nima?
| 