O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI
OLIY VA O`RTA MAXSUS TA`LIM VAZIRLIGI
ZAHIRIDDIN MUHAMMAD BOBUR NOMIDAGI
ANDIJON DAVLAT UNIVERSTITETI
FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI
FIZIKA YO`NALISHI 2F2-GURUH TALABASI
ALIJONOVA NASIBANING
OPTIKA FANIDAN TAYYORLAGAN
MUSTAQIL ISHI
Mavzu:Yorug’likning kvant xossalari
Bajardi: _______________________
Rahbar: _______________________
ANDIJON-2023
Reja:
1.Plank gipotezasi va yorug’lik kvanti haqida tushuncha
2. Plank formulasini keltirib chiqarish (Enshteyn)
3. Fotoelektrik effekt
4. Ichki fotoeffekt
Agar jism sirtiga nurlanish tushsa, ikki xil hodisa ro'y beradi: nurlanishning ma’lum bir qismi jism tomonidan yutiladi, qolgan qismi esa jism sirtidan qaytadi. Jism nurlarni qancha kam qaytarsa, u shuncha qoraroq tuyuladi. Agar jism o'ziga tushgan nurlanishni qaytarmasdan to'la yutib qolsa, u bizga mutlaqo qora bo'lib tuyuladi. Yuqorida qayd etilgan xususiyatga ega bo'lgan jismlar absolut qora jism deyiladi. "Absolut qora jism” deb, unga tushayotgan har qanday chastotali yomg'likni butunlay jmtish qobiliyatiga ega bo'lgan jismga aytiladi. Kvant nazariyasining paydo bo'lish tarixi absolut qora jismning issiqlik nurlanish spektrini hisoblashdagi urinishlar bilan bog'liqdir (1-rasm)
Bunday jismlaming issiqlik nurlanishi ajoyib xususiyatga ega; ularning spektri, ya’ni nurlanishning chastotalar bo'yicha taqsimlanishi, jismning tabiati bilan mutlaqo bog'liq emas. Masalan, har qanday yopiq bo'shliqni, yoki qora kuyani absolut qora jism deb qarash mumkin chunki ulaming nurlanish spektri bir xil, sababi ulaming bar ikkalasi ham o'ziga tushayotgan yorug'likni to'liq yutadi. Ana shu xususiyat tufayli absolut qora jismning nurlanish spektrini statistik fizikadagi metodlar yordamida nazariy hisoblash mumkin. Issiqlik nurlanish nazariyasining asosiy maqsadi absolut qora jisnming temperaturasi va to'lqin uzunligi orasidagi bog'lanishni aniqlashdan iboratdir. Bu sohada tajribalardan kelib chiqadigan xulosalar quyidagicha; 1).absolut qora jismning nurlanish spektri uzluksiz xarakterga ega. 2).har bir temperaturaga tegishh bo'lgan nurlanishning energetik taqsimotini ifodalovchi egri chiziqda aniq maksimum mavjud bo'lib, u temperatura oshgan sari qisqa to'lqin uzunliklar sohasiga siljiydi. Bu sohada olib borilgan izlanishlar tufayli quyidagi kashf etilgan qonunlarga to'xtalib o'taylik. Birinchi qonun Stefan-Bolsman qonuni deb nomlanib, absolut qora jismning to'la nur chiqarish qobiliyatini temperaturaning to'rtinchi darajasiga proporsionalligini ko'rsatadi;
Eγ=σΤ4 (1,1)
bunda σ- Stefan-Bolsman doimiysi bo'lib, tajribada aniqlangan qiymati
σ=5,67*10-6 (1,2)
ga teng. Vinning siljish qonuni deb nomlangan ikkinchi qonun 1- rasmdagi spektming maksimumiga taalluqlidir; absolut qora jism nurlanishi maksimumiga mos keluvchi λ -to'lqin uzunlikning temperaturaga ko'paytmasi o'zgarmas kattalikdir, ya’ni
λmaxT=b (1.3)
Bunda b - Vin doimiysi bo'lib, tajribalar asosida b = 2,898*10-3K*m ekanligi aniqlangan. Bu formuladan ayonki, absolut qora jismning nurlanish temperaturasi qancha yuqori bo'lsa, shuncha kichik qiymatga ega bo'ladi, boshqacha aytganda, nurlanish 10 temperaturasi oshgan sari absolut qora jismning nurlanish qobiliyatining niaksimumi qisqa to‘lqin uzunliklar sohasiga siljiydi. 1900-yilgacha tajribalardan olingan absolut qora jismning nurlanish spektri intensivligining egri chizig‘ini nazariy jihatdan ma’lum bo‘lgan klassik fizikaning fundamental qonunlari asosida tushuntirib bo'lmadi . Klassik mexanika, statistik termodinamika va elektromagnit nazariyasining qonunlaridan foydalangan holda faqatgina Reley-Jins formulasini olindi, ya’ni
ρ(ω,Τ)= κΤ (1.4)
bunda k= 1,3807 *10-23 J/K - Bolsman doimiysi,ρ (ω,T)- nurlanish energiyasi zichligi. Reley-Jins formulasi bilan faqat 1-rasmdagi shtrixlangan qism tushuntira olinadi (past chastotalar sohasi). Reley-Jins formulasiga asosan nurlanish energiyasining to'la intensivligi cheksiz orta borishi kerak. Eksperiment natijasiga ko'ra to'la nurlanishning intensivligi cheklidir. Shunday qilib, hosil qilingan formulalar tajriba bilan keskin qarama-qarshi chiqdi.
1900-yilga kelib Maks Plank absolut qora jism nurlanish muammosini hal etdi va issiqlik nurlanish spektrini aynan ifodalovchi formulani olishga muvaffaq bo'ldi. Ammo Plank buning uchun moddanurlanish o'zaro ta’siri haqidagi klassik fikriarga mutlaqo zid bo'lgan yangi g'oya kiritishga majbur bo'ldi. Uning g'oyasiga asosan, elektromagnit nurlanish energiyasi uzluksiz ravishda emas, balki alohida diskret porsiyalar - kvantlar - holida atomlarda yutilishi va nurlanishi mumkin. Bunda ε - energiya kvanti v nurlanish chastotasi bilan h universial doimiy ko'paytmasiga teng bo'lishi kerak ekan:
ε=hv (1.5)
bunda
h= 6,62606957*10-34 J*s
- Plank doimiysi. Plank gipotezasiga asosan moddadan chiqarayotgan V chastotali nurlanishning E umumiy energiyasi energiya kvantiga ( ε ega) karrali bog'liq bo'ladi, ya’ni
E = nε = nhV = nhω
Universal doimiy h=h/2π= 1,05*10-34 J*s hozirgi zamon fizikasida juda katta ahamiyatga ega. Uning qiymatini turli metodlar bilan eksperimental ravishda aniqlash mumkin. O’z g’oyasiga asoslanib hamda statistik fizika qonunlaridan foydalanib, Plank absolut qora jismning issiqlik nurlanish spektrini hisoblaydigan fonnulaga keldi, ya’ni T temperaturadagi muvozanatli nurlanishning hajmiy energiyasi zichligi uchun quydagi ko'rinishdagi formulani keltirib chiqardi:
ρ(ω,Τ)= (1.7)
|
