|
Reja : ionlar implantatsiyasi Kvant tuzilmalari Maydon kvant nazariyasi
|
| Sana | 02.06.2023 | | Hajmi | 0.51 Mb. | | #68866 |
Bog'liq Murodov G\'olibjon fizika Mustaqil ish @Ziyolilarga 1-4 jismoniy tarbiya, Bilimlar bellashuvi физика, олимпиада с-9 физика, AXMADJONOVA SEVARANING 2, INKLYUZIV Karimova G, Hosila yordamida funksiyani toʻla tekshirish, MAXAMMADKARIMOVA MUXLISA test, TURSINBAYEVA ZIYODANING, JAXBARALIYEV ERKINANING, 555, O’ralova Gulasal test, FAYZULLAYEVA OZODANING, Olimova Zarina B.S, Olimova Zarina test
REJA :
1) Ionlar implantatsiyasi
2) Kvant tuzilmalari
3) Maydon kvant nazariyasi
4) Xol effekti
Ionlar implantasiyasi va kvant tuzilmalar Ionlar implantatsiyasi - bu asos material taglik (masalan, kremniy)ga boshqa element (masalan, Ge, Mn, Fe, Ni) ionlarini bombardimon qilib kiritishdir. Bunda taglikka mo‘ljallangan miqdorda begona atomlarni ionlar energiyasi va dozasini boshqarish orqali kiritiladi. Kiritilgan katta miqdordagi va nomuvozanatdagi atomlar o‘z-o‘zidan tashkillashish jarayonlari tufayli katta sondagi 10 000 tagacha atomlarning bir nuqtadagi birikmalari - nanoklasterni hosil qiladi va ular kvant xususiyatlilar deyiladi. Keyingi yillarda yarim o‘tkazgichlar sirtida KNlarni ionlar implantatsiyasi usuli yordamida hosil qilish va ularning xossalarini o‘rganish shiddat bilan rivojlanmoqda. Jumladan, jahondagi ko‘plab ilmiy markazlarda kremniy kristaliga germaniy ionlarini implantatsiya qilish yordamida KNlar hosil bo‘lishi, ularning shakli va xossalarga ta'sirini o‘rganishga bag‘ishlangan qator ilmiy ishlar mavjud. Hozirgi zamon elektron texnikasining asosiy materiali bo‘lib hisoblangan kremniy kristallarida bunday ob'ektlarni hosil qilish juda istiqbolli masala hisoblanadi. Kremniy kristaliga kiritiladigan aralashmalar miqdori ularning kremniydagi eruvchanligi bilan chegaralangan. Bu chegarani o‘zgartirish uchun qo‘llaniladigan usullardan biri ionlar implantatsiyasi usulidir. O‘tish guruhiga kiruvchi elementlar atomlarini kremniyga kiritish ularning fizik va rekombinatsion parametrlarini tubdan o‘zgartirib yuboradi. Shu tufayli, bunday aralashmalar kiritilayotgan kremniy namunalari o‘ta sezgir datchiklar sifatida xalq xo‘jaligining turli sohalarida ishlatiladi. Bunday aralashmalardan tashkil topgan KNlarni hosil qilish ham, albatta, amaliy jihatdan juda qiziqarlidir. Ionlar implantatsiyasi yordamida kremniy kristaliga kiritilgan Fe+ va Mn+ ionlarining KNlarni hosil qilish sharoitlari va ularning elektrofizik va fotoelektrik xossalarga ta'sirini o‘rganishga bag‘ishlangan qator tajribalar o‘tkazilgan. Haqiqatdan ham, KNga ega bo‘lgan bunday namunalarda spektrning yaqin va o‘rta infraqizil sohasida anomal ravishda katta bo‘lgan foto sezgirlik, turli xil tok noturg‘unliklari, gigant magnit qarshiligi va shunga o‘xshash juda ko‘p qiziqarli hamda amaliy jihatdan istiqbolli natijalar olingan. Ular temir hamda o‘tish guruhiga kiruvchi elementlar atomlarining ionlashgan holatida murakkab molekulalar (masalan: Mn6, Mn12, Fe8, Fe10 va h.k.), ya'ni KNlar hosil bo‘lishi bilan tushuntiriladi. Darhaqiqat, so‘nggi davrlarda o‘tish guruhi elementlari - Fe, Co, Ni, Mn kabilarning ma'lum sharoitlarda kislorod, vodorod va uglerod atomlari bilan o‘zaro ta'sirlashib o‘z-o‘zidan tashkillanish jarayonlari tufayli juda katta spinga ega bo‘lgan (S=12) ulkan magnit molekulalarning hosil bo‘lishi, ularning magnit xossalarini o‘rganish jadal sur'atlar bilan amalga oshirilmoqda. Bunday molekulalar maxsus texnologiya yordamida olingan, ularning magnit xossalari juda past haroratlarda namoyon bo‘lishi aniqlangan. Bundan tashqari, mazkur turdagi molekulyar sistemani tashkil qiluvchi magnit molekulalar (ular KNlar ham deb ataladi) to‘lqin funktsiyalari korrelyatsiyasini ta'minlashning murakkabligi, ya'ni ularning xossalarini bashorat qilish qiyinligi tufayli ularni amaliyotda ishlatish muammolari hanuz hal etilmagan.
Kvant tuzilmalarning qo‘llanilishi
Hozirdanoq kvant tuzilmalar elektronikaning barcha jabhalarida keng qo‘llanila boshlangan. Xususan, kvant tuzilmalar asosida yaratilgan o‘ta yuqori chastotali tunnel diodlar, tranzistorlar, yarim o‘tkazgichli lazerlar, turli datchiklar va sensorlar, kvant kompyuterlar uchun mikroprotsessorlar zamonaviy elektronikaning asosi bo‘lib hisoblanmoqda. Rezonansli tunnel diod - klassik zarracha, to‘liq energiyasi potentsial to‘siq energiyasidan katta bo‘lsagina undan oshib o‘tadi, kichik bo‘lsa zarracha to‘siqdan qaytadi va teskari tomonga harakatlanadi. Kvant zarracha esa boshqacha harakatlanadi: uning energiyasi etarli bo‘lmasa ham to‘siqni to‘lqin kabi engib o‘tishi mumkin. To‘liq energiyasi potentsial energiyadan kam bo‘lsa ham to‘siqni oshmasdan o‘tish ehtimoli mavjud ekan. Bu kvant hodisa «tunnel samarasi» nomini oldi va u rezonansli tunnel diodida foydalaniladi.
Kvant chuqurliklari asosidagi lazerlar Kvant tuzilmalar lazerlar tayyorlashda muvaffaqiyatli qo‘llanilmoqda. Bugungi kunda kvant chuqurliklar asosida yaratilgan samarali lazer qurilmalari iste'molchilar bozoriga etib bordi va tolali-optik aloqada muvaffaqiyatli qo‘llanilmoqda. Qurilmalar tuzilishi va ishlashi quyidagicha: birinchidan, har qanday lazer uchun energetik sathlarning invers zichlanishini oshirish lozim. Boshqacha aytganda, yuqori energetik sathda quyisathdagiga qaraganda ko‘proq elektronlar joylashishi kerak bo‘lib, termik muvozanat holati paytida buning aksi bo‘ladi. Ikkinchidan, har bir lazerga optik rezanator yoki elektromagnit nurlanishni ishchi hajmga to‘playdigan qaytargichlar sistemasi zarur. Kvant chuqurlikni lazerga aylantirish uchun uni elektronlar kiruvchi va chiqib ketuvchi ikki kontaktga ulash lozim. Kontakt orqali elektron o‘tkazuvchanlik zonasiga kirgan elektron sakrab, o‘tkazuvchanlik zonasidan valent zonasiga o‘tadi va ortiqcha energiyasini kvant, ya'ni elektromagnit to‘lqin shaklida nurlantiradi. Keyin valent zonadan boshqa kontakt orqali chiqib ketadi. Kvant mexanikasida nurlanish chastotasi (5) shart bilan aniqlanishi ma'lum. Bu yerda Es1, E v1 mos holda o‘tkazuvchanlik zonasi va valent zonadagi birinchi energetik sathlar energiyasi.Lazer hosil qilgan elektromagnit nurlanish asbobning markaziy ishchi sohasida to‘planishi lozim. Buning uchun ichki qatlamlarning sindirish ko‘rsatkichi tashqarinikidan katta bo‘lishi kerak. Ichki soha to‘lqin uzatgich vazifasini o‘taydi deyish ham mumkin. To‘lqin uzatgich chegaralariga qaytaruvchi oynalar o‘rnatilib, ular rezonator vazifasini bajaradi. Kvant chuqurliklar asosidagi lazerlar oddiy yarim o‘tkazgichli lazerlarga qaraganda qator afzalliklarga ega. Ularga quyidagilarni kiritish mumkin: generatsiyalanayotgan lazer chastotasini boshqarish imkoni, optik nurlanishda befoyda so‘nishning kamligi, invers zichlanishni hosil qilish elektron gazlarda osonligi tufayli kam tok talab qilinadi va ko‘proq yorug‘lik beriladi. Shu tufayli ularning foydali ish koeffitsienti 60 foizgacha etadi. Hozirda ham kvant chuqurliklar asosida lazerlar tayyorlash bo‘yicha dunyoning ko‘pgina laboratoriyalarida keng qamrovli ishlar olib borilmoqda. Aynan tolali-optik aloqada qo‘llanilayotgan lazerlar yaratishdagi xizmatlari uchun 2003 yili rus olimi J. Alfyorovga Nobel mukofoti berilgan edi.
Maydon kvant nazariyasi Maydon kvant nazariyasi -elementar zarralar va ularning oʻzaro taʼsiri, umuman, cheksiz koʻp erkinlik darajasiga ega (fizik maydonlar) kvant sistemalarni tadqiq qilish bilan shugʻullanuvchi fizik nazariyalarning umumiy nomi. Kvant mexanikahihhht elementar zarralar bilan bogliq jarayonlar (zarralar yutilishi, bir-biriga aylanishi va boshqalar) ga tatbiqi natijasida paydo boʻlgan. Qattiq jism fizikasi, atom yadrosi nazariyasi va boshqalarga tatbiq qilinadi. Kvant mexanikadan farqti ravishda, relyativistik(nisbiy) kvant mexanikada zarralar soni saqlanmaydi, deb qaraladi. Unga koʻra, oʻzaro taʼsirlar natijasida zarralar xosil boʻladi va yoʻqolali. Maydon kvant nazariyasin.ning keyingi rivojlanishi kvant elektrodinamika usullarini elektromagnit boʻlmagan oʻzaro taʼsirlar (mas, neytron-proton taʼsiri va boshqalar)ni tasvirlashga qoʻllash bilan bogliq. Bu soxadagi birinchi qadam 1934-yilda E. Fermi yaratgan beta-yemirilishi nazariyasi edi. Yadro kuchlarini tushuntirish uchun yaratilgan X. Yukavainig zarralar gipotezasi (1935) ham Maydon kvant nazariyasin. rivojlanishida muqim omil boʻldi. Erkin maydon. Maydon kvant nazariyasin. da barcha manjud va mumkin boʻlgai maydonlar opsratorlar bilan tasvirlanadi. U Lorents simashtiriiiarigl nisbatan maʼlum kovariant xossalarga ega va Lorents gruppasining tasapvurlariga tegishli boʻladi. Erkin Maydon kvant nazariyasin.ning ahamiyati shuplan iboratki, u zarralar bilan bir qatorda antizarralar mavjudligini koʻrsatib beradi va u bu fakt tajribada taslik,langan. Erkin Maydon kvant nazariyasin. faqat kinematik xususiyatlarning toʻla tasavvurini berib, oʻzaro taʼsir natijasida hosil boʻluvchi dinamik xususiyatlarni nazarga olmaydi. Vaqolanki, faqat zarralarning oʻzaro taʼsiri zarralarning hosil boʻlishi va yoʻqolishiga olib keladi va erkin Maydon kvant nazariyasin. zarralarning oʻzaro taʼsiriga qadar va undan soʻnggi xdpatini tasvirlaydi.Zarralarning oʻzaro taʼsirlarini lagranjianga maʼlum hadlar qutib tasvirlash mumkin. Elektromagnit maydon kvantlari. 1900-yilla M. Plank jismlarning issiqlik nurlanish tushunchasiga porsiya, yaʼni kvant degan iborani kiritdi. A. Eynshteyn bu gʻoyani umumlashtirib, nurlanish diskret boʻlishini aytli. Elektromagnit nurlanish kvantlar — fotonlarlan "tashkil to-par" ekan. bu esa fotoeffekt va Komiton effektiaxx tasdiklanli. Foton har doim diskret parametrlarga, yaʼni anik, energiya, impuls, spinga ega boʻlali. Ikkilamchi kvantlash. Klassik mexanikalan kvant mexanikaga oʻtish, odatda, kvantlash deb ham atalali va sistemada zarralar sonining oʻzgarishi-ii sxematik tasvirlash imkoniyatini beradi. Ikkilamchi kvantlashla zarralarning paylo boʻlishi va yoʻqolishi (mas, annigilyasiya jarayonlari)ni ifodalaydigan operatorlar koʻriladi. Spin va statistika. Spin va boshqa Kvant sonlarni k bilan belgilansa, S operatori vakuum holatiga taʼsir qilib, k knant sonlariga ega bul gai bitta zarra.ti qolatni hosil qilali. Skalyar maydon spini nol boʻlgan zarraga mos keladi. Spini S boʻlgan zarra 2S+I komponentam maydon tulqin funksiya bilan tasvirlanadi. Elektron spini yarimga teng bulib, uning yepin xrlatlari soni ikkiga teng. Bir kvant sonli holatda ixtiyoriy sondagi zarralar.xrsil qilinishi mumkin; bu zarralar bozonlar deb ataladi (qarang Boze — Eynshteyn stapshstikasi). Spini yarimtali butun sonlardan iborat zarralarning yaratish va yoʻqotish operatorlari antikommutaaion munosabatga buysunadi. Antikommutatsion munosabatlarga buysunuvchi yaratish operatorlari bilan hosil qilinishi mumkin bulgan holatda faqatgina yagona zarra boʻlishi mumkin (qarang Fermi — Dirak statistikasi). Fermi—Dirak statistikasiga buysunuvchi zarralar fermionlar leb atalali. Baʼzi maydonlar Lorents almashtirishlarida bir xilda uzgaruvchan komponentlarga uga bulishi mumkin. Bunday maydonlar massa va spindan tashqari, qushimcha fizik kattaliklar bilan i(|)odalanib, zaryad, izotop spin va boshqa fizik xususiyatlarga ega buladi. Oʻzaro taʼsirli maydonlar tenglamalari. Maylon operatorlarga nisbatan Geyzepberg tasavnuridagi chiziqli boʻlmagan tsnglamalar sistemasidir. Bu xolla operatorlar uchun almashtirish sharti vaqtning boshlangʻich momenti uchun yoziladi va u tenglamalar uchun boshlangʻich shart rolini bajaradi. Oʻzaro taʼsir hamla tenglamalarga kiruvchi doimiylar uzaro taʼsirlagi zarralarni tasvirlamaydi. Maydon kvant nazariyasi n.da biror konkret zarra bilan fakat bir maydonni boglash mumkin emas, uzaro taʼsir natijasida zarra xususiyatlariga boshqa maylonlar ham oʻz hissasini qoʻshadi. Gʻalayonlar nazariyasi. Massani qayta normallashtirish. Maydon kvant nazariyasin. konkret masalalarni faqatgina oʻzaro taʼsir langranjini yetarli darajada kichik bulgan hollarda miqdoriy koʻrishga imkoi beradi. Oʻzaro taʼsirlagi maylonlarni koʻrish uchun quyilagicha ish tutiladi. Avval erkin maydon knantlari (zarralari) kuriladi. Bu nolinchi yaqinlashish boʻlib. bunda oʻzaro taʼsir qisobga olinmaydi. Soʻng oʻzaro taʼsir hisobga olinadi va zarralar mustaqil boʻlmay ularning sochilishi, hosil boʻlishi, yuqolishi mumkin boʻlib qolali. Birin-ketin turli jarayonlar hisobga olinadi. Masalan: elektron — pozitron maydonining elektromagnit maydon bilan uzaro taʼsiri masalasida nolinchi yaqinlashishila erkin elektronga maʼlum tp massa mos keladi. Elektron va elektromagnit maydon uzaro taʼsiri hisobgaolinishi natijasida tp massasiga "maydon" massasi Am qoʻshiladi. Hisoblash Am ning (va, demak, ta+At=t toʻla) cheksiz bulishini kursatadi. Bu hol faqat Maydon kvant nazariyasin.ga xos bulmay, klassik elektrodinamikada ham uchraydi. Vakuum qutblanishi. Zaryadni qayta normallashtirish. Zaryadli zarra elektr maydonida virtual xrlda boʻlgan elektron-pozitron juftlari taqsimotiga taʼsir qiladi. Real elektron virtual pozitronlarni tortib, virtual elektronlarni itaradi. Natijada modlaning qutblanishiga uxshash hodisa roʻy beradi. Elektron virtual pozitron buluti bilan oʻralib, elektronning effektiv zaryadini oʻzgartiradi. Bu masalani galayonlash nazariyasi yordamila koʻrish mumkin, bu esa effektiv zaryadning nolga aylanishiga olib kelali. Shu qiyinchilikni yechish uchun yana qayta normallashtirish gʻoyasidan foydalanilali. Bu zaryadni qayta normallashtirish deb ataladi. Zarralarga "vakuum taʼsiri"ni tajriba yordamida kuzatish mumkin. X. Bete energetik satxlarning Lemb siljishini hisobladi va baʼzi atomlar uchun tajriba bilan katta aniqlikda mos kelishini tasdiqladi. Gʻalayonlar nazariyasidagi chsksizliklardan qutulish maqsadida 1943-yilda V. Geyzepberg faqat sochilish matriiasi (qarang Dirak tenglamasi) yordamida ish koʻrish dasturini ilgari surdi. Bu dastur asosida faqat kuzatish mumkin boʻlgan kattaliklar bilan amal qilish gʻoyasi yotadi. Bu usulda kvant sistemalar tuqnashishiga qadar va toʻqnashishilan soʻng berilib, ular orasidagi utish masalasi kuriladi. Sochilish matriiasiga unitarlik talabidan boshqa talablar (sababiylik va q.k.) qoʻyilib, uning kupgina xususiyatlarini aniqlash mumkin. Aksiomatik usullar. Maydon kvant nazariyasin.ning aksiomalari asosida yangi usullar (aksiomatik usullar) paydo buldi. Aksiomatik usullar, asosan, A. Vaytman, O. Leman. Simanzik, Simmerman, N. N. Bogolyubov va boshqalarning nomlari bilan boglangan. Vaytman aksiomatikasi asosida maydon operatorlari pa kupaytmalarilan vakuum buyicha olingan urtachalar asosiy rol uynab. ular Maydon kvant nazariyasini qayta qurishga, maydon operatorlari holatini tasvirlovchi Gilbert fazosini tiklashga imkon berali. Leman, Simanzik. Simmerman yunalishi asosida interpolyapion maydonlar karaladi, ular yordamida sochilish matrinasini kiritish mumkin bulali. Sochilish matritsasiga quyilgan talablar cheksiz tenglamalar sistemasigaolib keladi.N.N. Bogolyubov aksiomatikasida S matritsa asosiy kattalik bulib, dispersion munosabatlarni isbotlashda Bogolyubov formasidagi sababiylik prinsipi katta rol uynaydi. Bogolyubov birinchi bulib uz aksiomatikasida l-mezonlarning nuklonlarda sochilishi uchun dispersion munosabatlarning matematik aniq isbotini berdi va Maydon kvant nazariyasin.da dispersion munosabatlardan foydalanishga keng yul ochildi. Maydon kvant nazariyasin. ping usullaridan biri algebraik usuldir. Algebraik yunalishda har bir fizik sistemaga qandaydir algebra mos keltirildi. Kuzatiladigan kattaliklarga uz-uziga qushma operatorlar mos kelib, xrlatlarni esa algebrada aniqlangan musbat funksiyalar tasvirlaydi. Bu yunalishda relyativi-stik kvantlangan maydon lokal (cheklangan) algebraik tushuncha bilan almashtirilali. Algebraik yoʻnalish sochilish kesimi uchun qulay formula hosil qilishga va boshqa natijalar olishga imkon beradi.Maydon kvant nazariyasin.dagi operatorlar operator mazmunidagi umumlashgan funksiyalar bulib, asosiy funksiyalar fazosini tanlash masalasi katta ahamiyatga ega boʻlgan masalalardandir. Bu fazoni sababiylik prinsipi yordamida aniqlash Maydon kvant nazariyasin.ni ancha kengaytirib, maydonlarni lokalizatsiyalanuvchi va lokalizatsiyalanmaydigan gruppalarga bulishga olib keldi. Chekli Maydon kvant nazariyasi n. usullarilan biri polejal (cheklanmagan) Maydon kvant nazariyasi n. bulib, unda Lorents invariantlik sharti qanoatlantiriladi.[1] Eynshteyn gipotezasi. Yorug'likning kvant nazariyasi Plankning nurlanish energiyasi chastotaga proporsional degan g'oyasiga asoslanadi. Bu g'oyaga asosan, nurlanish ha ga teng diskret energiya tarqaladi. Eynshteyn yorug'likning korpuskulyar tabiatiga aniqlik kiritib, yorug'lik diskret zarralar - yorug'lik kvantlaridan iborat degan gipotezani berdi. Bunday fikrga Eyneshteyn mutlaq qora jism nurlanish energiyasining fluktuatsiyasini o'rganish asosida kelgan edi. U nurlanish har biri ho ga teng bo'lgan n = E/h(o ta yorug'lik kvantlaridan iborat bo'lishi kerak va bu yorug'lik kvanti butunligicha nurlanishi, yutilishi mumkin, deb hisobladi. Keyinchalik bu yorug'lik kvantlari fotonlar deb ataldi. Elektromagnit nurlanishning elementar zarrasi, yunoncha yorug'lik degan ma’nodagi so'zdan kelib chiquvchi foton termini, dastlab, amerikalik olim G. N. Lyuis tomonidan 1929-yili fanga kiritilgan. Yorug'likning har bir kvant zarralari - fotonlar chastotaga bog'liq tenglik bilan aniqlanuvchi energiyaga ega bo'ladi. Masalan, ko'rinuvchi yorug'lik fotonlarining energiyasi -1 0 14 J atrofida bo'ladi. Ma’lumki, nisbiylik nazariyasiga asosan, m massali zarra energiyasi Foton yorug'lik zarrasi bo'lib, u yorug'lik tezligida tarqaladi. Fotonning tinchlikdagi massasi noldan farqli desak v = с bo'lganda 5.1.3. Yorug'likning kvant xossalari holda e= h(o (1) e= me2 ga teng. (2) formulaga asosan m{—» oo bo'ladi. Bunday bo'lishi 19 www.ziyouz.com kutubxonasi mumkin emas. Shuning uchun yorug'lik tezligida harakatlanuvchi fotonning tinchlikdagi massasi nolga teng. U faqat yorug'lik tezligidagina mavjud bo'lib, yorug'lik kvanti hisoblanadi. Nisbiylik nazariyasidan ma’lumki, zarraning energiyasi impuls bilan quyidagi bog'lanishga ega: E =\j p2c2+rr^c* (4) Bu ifodani tinchlikdagi massasi nolga teng bo'lgan foton uchun (m0=0) E = c P (5) ga teng deb yoza olamiz. Bundan P = Etc = Aco/c (6) ekanligini topamiz. Bu foton impulsidir. (6)ni k = со/с to'lqin soni orqali shunday yozamiz: P = Йш/с = hk (7) yoki (7)ni impuls yo'nalishda(yorug'lik tarqalishi yo'nalishida) bo'lgan to'lqin vektorini kiritib, foton impulsining vektor ko'rinishidagi ifodasini hosil qilamiz: P = № (8) Foton moddiy zarralar kabi energiyaga, impulsga ega (elektr zaryadga, magnit momentga, dipol momentga ega emas). Yorug'lik kvanti - foton haqidagi Eynshteyn gipotezasining to'g'riligi tezda tajribalarda tasdiqlandi. Bote, Ioffe va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tajribalar hamda fotoeffekt, Kompton effekti, yorug'lik oqimining fluktuatsiyalanishi kabi juda ko'p hodisalar yorug'lik kvantlari haqidagi g'oyani to'la tasdiqladi. Biz bulaming ba’zilari bilan qisqacha tanishib o'tamiz. Yorug'lik bosim i. Kvant tushunchalar asosida yorug'lik bosimi oson tushuntiriladi. Foton impulsga ega desak, vaqt birligida tushayotgan fotonlarning birlik yuzaga ta’siri yorug'lik bosimini hosil qiladi, deb hisoblash mumkin. Birlik vaqt ichida birlik yuzaga tik tushayotgan fotonlar soni N ga teng deylik (ba’zan bu oqim zichligi deyiladi). Bunda jism fotonlami butunlay yutishi yoki butunlay qaytarishi yoki qisman yutib, qisman qaytarishi mumkin. Lekin tabiatda yorug'likni qisman yutib, qisman qaytaruvchi jismlargina mavjud. Jismlardagi yorug'likni (fotonlami) qaytarish qobiliyatlarini tavsiflovchi kattalik - qaytarish koeffitsiyentini \ bilan belgilaymiz. Bunday jismlar fotonlarning qismini qaytaradi, (1 - £)iV qismini yutadi. Bitta foton impulsi P - eJ с ga, qaytgan fotonlar impulsi www.ziyouz.com kutubxonasi N • е/с ga teng. Lekin qaytgan fotonlar, xuddi zarralar idish devoriga urilib qaytishida jismga ikki marta ortiq impuls bergani kabi, fotonlar sirtga ikki marta katta impuls beradi, ya’ni fotonlaming sirtdan qaytganda bergan impulsi 2^Ve/c ga teng bo'ladi. Fotonlaming yutilgan qismi (1 - QNdc ga teng impuls beradi. Jismga fotonlar tomonidan berilgan natijali impuls P = 2 yVe/c + (1 - QNdc = (1 +&E/c (9) ga teng bo'ladi. Vaqt birligida birlik yuzaga tushayotgan fotonlar E = Ne ga teng energiyaga ega deb yorug'likning jism sirtiga bergan bosimi P = (1 +QEIc (10) ga teng ekanligini topamiz. Yorug'lik bosimini dastlab 1901-yili P. N. Lebedev tajribada qattiq jismlarda, keyinchalik gazlarda o'rgandi. U o'tkazgan tajribalar asosida yorug'lik bosimini o'lchashga erishdi. Tajribalar (10) formulaning to'g'riligini tasdiqladi. Fotoeffekt. Yorug'lik kvantlari haqidagi g'oyaning to'g'riligini tasdiqlovchi hodisalardan biri fotoeffektdir. Bu hodisani dastlab 1887- yili Gers tajribada rux sharchalar oralig'ini ultrabinafsha nurlar bilan yoritib, ular oralig'ida elektr uchqunlarining paydo bo’lishini isbotlagan . I kanal - kanal oqimi, V Xoll - Hall zo'riqishi, e - elementar zaryad, h - Plank doimiysi va v - to'ldiruvchi omil deb nomlangan prefaktor, bu butun son yoki kasr qiymatdir. Shunday qilib, biz kvant zali effekti "v" butun son yoki kasr bo'ladimi -yo'qligiga qarab, kasrli kvant Hall effektining tamsayı ekanligini aniqlashimiz mumkin.Butun sonli kvant Xoll effekti o'ziga xos xususiyatga ega, ya'ni elektron zichligi o'zgarganda kvantizatsiyaning davomiyligi. Bu erda, Fermi darajasi toza spektral bo'shliqda bo'lganda, elektron zichligi doimiy bo'lib qoladi; Shunday qilib, bu holat fermi darajasi cheklangan holatlar soniga ega bo'lgan energiyaga to'g'ri keladi, lekin bu holatlar mahalliylashtirilgan. Fraktsion kvant Xoll effektini ko'rib chiqsak, bu murakkabroq, chunki uning mavjudligi asosan elektron-elektron o'zaro ta'siriga bog'liq. Hall effekti va kvant zal effekti o'rtasidagi farq nima? Hall effekti va kvant Xoll effektining asosiy farqi shundaki, Hall effekti asosan yarimo'tkazgichlarda, Holli kvant effekti asosan metallarda sodir bo'ladi. Hall effekti va kvant Xoll effektining yana bir muhim farqi shundaki, Hall effekti kuchsiz magnit maydon va o'rtacha harorat bo'lgan joyda sodir bo'ladi, Kvant Zali effekti esa kuchlimagnit maydonlarni va ancha past haroratni talab qiladi. Quyida infografikada Hall effekti va kvant Hall effekti o'rtasidagi farqlar keltirilgan.
1-rasm Xoll effekti va uning qo‘llanishi: Tokli o‘tkazgich magnit mydonga kiritilsa, tokni tashuvchi haraktdagi zaryadlarga Lorens kuchi ta’sir etadi. Buning oqibatini batafsil o‘rganish uchun o‘tkazgich muntazam (parallelopipid) shaklga ega deb hisoblaylik. O‘tkazuvchanlik zarralarining tartibli harakat tezligi bo‘lsin. Magnit maydon induksiyasi o‘tkazgichning yon sirtlaridan biriga tik va etarlicha kichik bo‘lsin. Maydonni kichikligi shunday bo‘lishi kerakki, o‘tkazgichda zarralarning aylanma harakati kuzatilmasin. Zarraga ta’sir etuvchi Lorens kuchi o‘tkazgichning magnit maydonga parallel joylashagan yon sirtlarida (rasmda yuqorigi sirtda) erkin zaryadlarni ortishiga, qarshi sirtda ularning kamomadi vujudga kelishiga olib keladi. Zaryadlarning bunday qayta taqsimotidan vujudga kelgan qo‘shimcha elektr maydon ta’siri Lorens kuchiga tenglashgach to‘xtaydi: O‘tkazgichning ko‘ndalang yo‘nalishdagi o‘lchami (magnit maydonga tik va maydon bo‘ylab) bo‘lsa, o‘tkazgichning ko‘ndalang yo‘nalishida kuchlanish vujudga keladi (Xoll kuchlanishi) va uni tajribada o‘lchash mumkin. Bu hodisa E.Xoll tarafidan 1879 yili kashf etilgan va uning ismi bilan ataladi. Xoll kuchlanishining ishorasi o‘tkazuvchanlik zaryadlarini ishorasi bilan bog‘liq bo‘lib, bu ishorani tajribada aniqlash imkonini beradi. Tajriba metallardan boshqa o‘tkazgichlar bilan o‘tkazilganda (yarimo‘tkazgichlar, eritmalar, gazlar), bu ham o‘tkazgich haqida muhim ma’lumotdir. Bundan tashqari Xoll kuchlanishigi qarab zarralarining o‘rtacha tartibli harakat tezligini aniqlash mumkin, bu esa mikroskopik ma’lumotdir. Xulosa qilib aytganda kvant o’ralar kvant mexanikaning toʻlqin mexanikasi— nazariy fizikaning juda kichik o'lchamli zarralar (elementar zarra, atom, molekula va h.k.) harakat qonunlarini oʻrganuvchi boʻlimi hisoblanadi . Kvant o’ralar ya’ni kvant mexanikada barcha zarralar korpuskulyar va toʻlqin xossalariga ega deb qaraladi; zotan bu xossalar bir-birini istisno qilmaydi, balki bir-birini toʻldiradi. Elektronlar, protonlar va boshqa zarralarning toʻlqin tabiati zarralar difraksiyasiga oid tajribalarda tasdiqlandi. Kvant mexanikada zarraning toʻlqin xususiyati toʻlqin funksiya orqali bayon qilinadi .ΨToʻlqin funksiya aslida statistik harakterga ega ekanligini bildiradi.
Foydalanilgan adabiyotlar :
Prinsipi kvantovoy mexaniki,per.s angl., M, 1960; Pauli V., Obshiye prinsipi volnovoy mexaniki, per. s nem., M., - 1947; Feynman R. P., Xibs A., Kvantovaya mexanika i integrali po trayektoriyam, per. s angl., M., 1968; Landau L. D., Lifshits Ye. M., Kvantovaya mexanika Nerelyativistskaya teoriya, 3 izd., M., 1974; Fok V. A., Nachalo kvantovoy mexaniki, M., 1976.[1]
|
| |
