Fizika pani boyinsha lekciyalar

3.Difraktsiyalíq reshetka degenimiz ne?

4.Difraktsiyalíq reshetkadaǵı bas maksimum shártin túsindirip beriń.

5.Difraktsiya hádiysesinen nede paydalanamız?

6.Golografiya haqqında túsinik.

27-tema. Jaqtılíqtıń polyarizatsiyası. Jaqtılíq dispersiyası

Jobası:

1.Tábiyiy hám polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq

2.Malyus nızamı. Bryuster nızamı.

3.Nurdıń ekilenip sınıwı. Kristalldıń optik kósheri.

4.Jaqtılíq dispersiyasınıń tábiyatı.

5.Denelerdiń reńi. Spektrlerdiń túrleri.

6.Nurlanıw hám jutılıw spektrleri.

Tayanısh túsinikler hám sózler: tábiyiy jaqtılíq, polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq, polyarizatorlar, Malyus nızamı, Bryuster nızamı,polyarizatsiyadan paydalanıw, optik aktiv zatlar. dispersiya, spektr reńleriniń qosılıwı, denelerdiń reńi, spektrlerdiń túrleri,dispersiyanıń áhemiyeti, nurlanıw spektri,jutılıw spektri,spektral analiz.

1. Tábiyiy hám polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq

Bizge belgili, Maksvell teoriyasına muwapıq jaqtılıń kóldeneń tolqınlardan ibarat bolıp, elektr hám magnit maydan kernewlikleriniń vektorları E hám H ózara perpendikulyar hám tolqın taralıw tezligi vektorına da perpendikulyar tegisliklerde terbeledi(1-súwret). Sonıń ushın hám jaqtılíqtıń polyarizatsiya nızamların úyreniwde tek ǵana bir vektordı úyreniwdiń ózi jeterli.

Jaqtılíq kóplep atomlar tárepinen shıǵarıladı hám kóplep elektromagnit nurlanıwlardıń jıyındısınan ibarat boladı. Bul nurlanıwlar ǵáresiz túrde ámelge asırılǵanı ushın jaqtılíq vektorınıń barlíq baǵıtlar boyínsha bólistriliwi birdey boladı(ǵa-súwret).

Е

Н

E vektorı barlíq baǵıtlar boyínsha teń bólistirilgen jaqtılíq tábiyiy jaqtılíq dep ataladı Jaqtılíq vektorı terbelis baǵıtınıń tegis bólistirilgenligi bazıbir usıl menen ózgertirilgen

jaqtılíq polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq dep ataladı.

Aytayıq qandayda sırtqı tásir nátiyjesinde E vektorı terbelisiniń bazı baǵıtı basqa baǵıtqa salıstırǵanda ústinrek bolsın(ǵb-súwret). Ol jaǵdayda jaqtılíq tolíq emes polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq delinedi. E vektorınıń terbelisi tek bir baǵıtta bolsa jaqtılíq tegis polyarizatsiyalanǵan

162

jaqtılíq dep ataladı(ǵv-súwret). Tegis polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq E vektorınıń terbelis hám tolqın tarqalıw baǵıtları jatıwshı tegislik polyarizatsiya tegisligi dep ataladı.

Jaqtılíqtı bazı bir kristallardan, máselen turmalinnen, ótkersek, bunday kristallar anizotropiyalíq qásiyetge iye bolǵanlıǵı ushın, jaqtılíq terbelisiniń málim baǵıttaǵısın ótkerip, basqaların ótkermeydi. Basqasha aytqanda, olar jaqtılíqtı polyarizatsiyalaw qásiyetine iye boladı. Bunday kristallar polyarizatorlar dep ataladı. Jaqtılíq tolqınınıń polyarizatsiyalanıw qásiyetine iye bolıwı onıń kóldeneń tolqın ekenligin dáliylleydi.

2. Malyus nızamı. Bryuster nızamı.

Tábiyiy jaqtılíqtan polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq alıw ushın sonday sharayat jaratıw kerek,

bunda jaqtılíq tolqınınıń E vektorı anıq bir baǵıt boylap terbeletuǵın bolsın. Bunday sharayatlar polyarizatsiyalawshı prizmalar arqalı ámelge asırıladı. Prizmalar eki túrge bólinedi:

á) tek tegis polyarizatsiyalanǵan nur alınatuǵın;

ǵ) bir-birine perpendikulyar tegisliklerde polyarizatsiyalanǵan eki nur beretuǵın prizmalar. Polyarizatsiyalawshı prizmalar tolíq ishki shaǵılısıw hádiysesine tiykarlanıp isleydi. Bunday

prizmalardıń ayqın mısalı Nikol prizması. Nikol prizmasi eki island shpatınan islengen AV sızıq boylap kanada balzam (n=1.óó) kleyi menen biriktirilgen qurılma. Tábiyiy nur kristall ichinde

ápiwayı (n0=1.úú) hám ózgeshe ápiwayı (nc=1.óá) nurlarǵa bólinedi. !piwayı nur kanada balzamınan tolíq shaǵılısadı hám qaraytırılǵan SV betinde jutıladı. Kristalldan ózgeshe ápiwayı nur chıǵadı.

Anizotrop ortalíqlarda nur ekige bóliniwden tısqarı turliche jutıladı. Dixroizm dep atalıwshı bul hádiyse sebepli eki nurdan biri tolíq jutıladı. Máselen, turmalin kristalında ápiwayı nurdıń jutılıw koeffitsienti ózgeshe ápiwayı nurdıkinen bir neche márte úlken. №alıńlıǵı á mm bolǵan turmalin plastinkasında ápiwayı nur jutılıp, tek ózshgeshe ápiwayı nur shıǵadı. Bul bolsa dixroizmli kristallardan polyarizator sıpatında paydalanıw imkaniyatın beredi.

Polyarizatorlar sıpatında polyaroidlar keń qollanıladı. Polyaroid juqa tselluloid plenkasınan ibarat bolıp, oǵan gerapatit jińishke kristalları kiritilgen boladı. Gerapatittiń 0,á mm qalíqlíqtaǵı plastinkası ápiwayı nurdı tolíq jutadı. Eger bir turmalin plastinkası arqasına ekinshi turmalin plastinkasi jaylastırılsa, birinshisi polyarizator, ekinshisi analizator dep ataladı. Ekinshi kristalǵa túsiwshi jaqtılíq intensivligin I0, shıǵıwshı jaqtılíq intensivligin I dep belgilesek,

I=I0cosǵ (á)

tábiyiy jaqtılíq intensivligi Iá bolsa, I0=Iá/ǵ . - kristallardıń optik kósherleri arasındaǵı múyes8.

(á) ańlatpa Malyus nızamın sıpatlaydı.

Tábiyiy jaqtılíq eki dielektriktiń shegarasına túskende bir bólegi shaǵılısadı, bir bólegi bolsa sınıp ekinshi ortalíqta háreketlenedi.Bul nurlardıń jolına turmalin plastinkasın qoyıp, olardıń tolíq emes polyarizatsiyalanıwına isenim payda etiw múmkin. Tájriybeler shaǵılısqan nurda túsiw tegisligine perpendikulyar bolǵan terbelis, sınǵanında bolsa túsiw tegisligine parallel terbelis ústinrek bolıwın kórsetedi.

Polyarizatsiya dárejesi nurdıń túsiw múyeshi hám sınıw kórsetkishine baylanıslı.

Shotlandiyalíq fizik D.Bryuster (áwhá-áhúh) túsiw múyeshi iБ sındırıw kórsetkishi nǵá járdeminde

tgiБ n21 (ǵ)

163

ańlatpası arqalı anıqlanıwın kórsetiwshi óz nızamın jarattı. Bunda nǵá– ekinshi ortalíqtıń birinshi ortalíqqa salıstırǵanda sınıw kórsetkishi.

Tábiyiy jaqtılíq dielektrikler shegarasına Bryuster múyeshi astında tússe, shaǵılısǵan nur tegis polyarizatsiyalanǵan boladı. Sınǵan nur maksimal polyarizatsiyalanǵan boladı.

3. Nurdıń ekilenip sınıwı. Kristalldıń optik kósheri.

Fizikalíq qásiyetleri baǵıtlarǵa baylanıslı bolmaǵan ortalíq izotrop ortalíq dep, baǵıtlarǵa baylanıslı bolǵan ortalíq anizatrop ortalíq dep ataladı. İzotrop ortalíq (máselen shiyshe plastinka)ta jaqtılíqtıń sınıwı sınıw nızamına boysınadı. Eger island shpatına jaqtılíq tússe, kristalldan eki bir-birine hám túsip atırǵan nurǵa parallel nur shıǵadı. Eger túsip atırǵan nur kristallǵa perpendekulyar bolǵan jaǵdayda da sınǵan nur ekige bólinedi. Bul nulardan biriniń elektr terbelisleri kristaldıń bas optik tekkisligine perpendikulyar boladı; bul nur ápiwayı nur (0) dep ataladı. ekinshi nurdıń elektr terbelisleri bolsa bas tegislikte boladı; bul nur ózgeshe ápiwayı nur (e) dep ataladı (q-suret).

Kubik sistemaǵa kiriwshi kristallardan basqa barlíq kristallar nurdı ekilenip sındırıw qásiyetine iye. Bul hádiyse birinshi bolıp island shpatında Bartolini tárepinen anıqlanǵan. Bul hádiyse jaqtılíqtıń anizotrop kristallarda turli baǵıtta x,u lar hár qıylı bolıw múmkinligi menen

kristallǵa túskende turli múyesh asıtnda sınadı.

polyarizatsiyalanbaydı.

Polyarizatsiya hádiysesi xalíq xojalıǵında keń qollanıladı. Bularǵa mexanik kernew nátiyjesinde payda bolatuǵın elastik kernew orınların anıqlaw, ses jazıw hám esittiriw sıyaqlı tez ótetuǵın protsesslerdi úyreniw mısal bola aladı.

Tájriybelerdiń kórsetiwinshe, bazı kristallar hám organikalíq zatlardıń eritpelerinen polyarizatsiyalanǵan jaqtılíq ótkende polyarizatsiya tegisliginiń burılıwı bayqaladı. Polyarizatsiya tegisligi burılıwshı zatlar optikalíq aktiv zatlar dep ataladı. Bunday zatlarǵa kvarts, qanttıń suwdaǵı eritpesi hám basqalar mısal bola aladı.

Polyarizatsiyalíq mikroskop.

Polyarizatsiyalíq mikroskop qádimgi biologiyalíq mikroskopqa uqsas.

164

Jaqtılíq dispersiyası

4.Dispersiya sózi latınsha dispersioshashılıw sózinen alınǵan. Jaqtılíq dispersiyasın birinshi bolıp baqlaǵan ingliz fizigi İ.Nyuton esaplanadı. Ol aq jaqtılíq dástesin shiyshe prizma arqalı ótkerip, ekranda túrli reńler izbe-izliginen quralǵan spektrdi baqladı. Nyuton aq jaqtılíq jeti túrliqızıl, oranjevıy, sarı, jasıl, aspan kók, kók, fiolet reńlerden ibarat ekenligin anıqladı. Prizmadan ótken aq jaqtılíqtıń túrli reńlerge ajralıp ketiwi dispersiya qubılısınıń nátiyjesi bolıp tabıladı.

Dispersiya dep, ortalíqtıń sınıw kórsetkishiniń jaqtılíq tolqın uzınlıǵına(jiyiligine) baylanıslılıǵı aytıladı. Solay etip, dispersiya hádiysesi jaqtılíqtıń tolqın tábiyatı tiykarında túsindiriliwi múmkin bolǵan hádiyselerden biri bolıp, onda tolqın uzınlıǵı áhmiyetli rol oynaydı.

Vakkumda qálegen tolqın uzınlíqlı elektromagnit tolqınlardıń taralıw tezligi birdey(c=q*10h m/s), zatlarda bolsa tolqın uzınlıǵına baylanıslı boladı. Sonıń ushın hám aq jaqtılíq quramına kiretuǵın túrli reńlerge sáykes keliwshi tolqınlar ushın ortalíqtıń sınıw kórsetkishi hár qıylı boladı. Nátiyjede prizmadan ótiw waqtında reńler túrlishe sınıw kórsetkishine ushraydı, túrlishe sınadı hám bir-birinen ajralıp shıǵadı.Sonı aytıw kerek, dispersiya hádiysesi tek ǵana prizmada emes, bálki júdá kóp basqa halatlarda hám ushraydı.

Máselen, quyash nurlaranıń atmosferada payda bolatuǵın suw tamshılarında sınıwı onıń reńlerge ajralıwına, yagnıy raduganıń payda bolıwına alıp keledi.

Nyuton óz tájriybesin dawam ettirip, prizmadan sınǵan reńli nurlardı linza járdeminde bir tochkaǵa toplaǵan hám ekranda aq jaqtılíqtıń payda bolǵanlıǵın kórgen. Demek reńli nurlardıń qosılıwı nátiyjesinde aq jaqtılíq payda boladı, yaǵnıy dispersiya nátiyjesinde payda bolǵan jeti reńli jaqtılíq aq jaqtılíq quramına kiriwshi jaqtılíqlar.

5. Móldir deneniń reńi onnan ótetuǵın jaqtılíqtıń quramı menen anıqlanadı. Eger boyaw jaǵılǵan shiyshege aq jaqtılíq tússe, onda shiyshe tiykarınan, boyaw reńindegi jaqtılíqtı ótkeredi.

165

Máselen qızılǵa boyalǵan shiyshe qızıl reńli jaqtılíqtı, jasıl shiyshe jasıl reńli jaqtılíqtı ótkeredi 8.t.b. Túrli reńli filtrlerden paydalanıw usı qásieytke tiykarlanǵan. Eger dene ózine túsip atırǵan jaqtılíqtı qaytarsa, ne boladı? Tábiyiy ráwishte dene usı reńde kórinedi. Máselen qızıl bolıp kóringen dene qızıl reńli jaqtılíqtı, kók bolıp kóringen dene kók reńli jaqtılíqtı qaytaradı. Móldir emes deneniń reńi ol qaytaratuǵın jaqtılíq reńleriniń aralaspası menen anıqlanadı. Demek, denelerge bazı reńli boyaw jaǵıwoǵan usı reńli jaqtılíqtı qaytaratuǵın zat penen boyaw degendi ańlatadı. Barlíq reńdegi jaqtılíqtı qaytaratuǵın dene aq bolıp kórinedi. Ózine túsip atırǵan barlíq jaqtılíqtı jutatuǵın dene qara bolıp kórinedi. Tábiyatta absolyut qara dene hám absolyut aq dene hám joq.Yaǵnıy barlíq deneler jaqtılíqtı azlı-kóp jutadı hám qaytaradı.

Difraktsiya hám dispersiya nátiyjesinde payda bolatuǵın spektrler bir-birinen keskin parıqlanadı. Difraktsiyalíq reshetkaǵa túsip atırǵan jaqtılíq tolqın uzınlıǵına qarap difraktsion maksimumlarǵa bólistiriledi. Auısıw múyeshiniń sinusı tolqın uzınlíqqa proportsional boladı. Sonıń ushın da úlken tolqın uzınlíqqa iye bolǵan nurlar, kishi tolqın uzınlíqqa iye bolǵan fiolet nurlarǵa qaraǵanda kóbirek auısadı.

Dispersiyada bolsa jaqtılíq ortalíqtıń sınıw kórsetkishine qarap jayıladı. Túsip atırǵan jaqtılíqtıń tolqın uzınlıǵı artıwı menen prizmanıń sındırıw kórsetkishi kemeyedi. Sonıń ushında úlken tolqın uzınlíqqa iye bolǵan nurlar, kishi tolqın uzınlíqqa iye bolǵan fiolet nurlarǵa qaraǵanda azıraq auısadı.

Dispersiya hádiysesiniń ashılıwı jaqtılíqtıń tábiyatı, ulıwma alǵanda, nurlanıw járdeminde zatlardıń dúzilisi haqqında maǵlıwmatlar alıwǵa járdem beredi.

Jaqtılíqtıń jutılıwı (absorbtsiya) dep zatlardan ótiwde jaqtılíq energiyasınıń joǵalıwına aytıladı.Bunıń sebebi jaqtılíq energiyasınıń zattın ishki energiyasına aylanıwı. Jutılıw nátiyjesinde ótip atırǵan jaqtılíq intensivligi kemeyedi. Jaqtılíqtıń zatlarda jutılıwı Buger nızamı járdeminde sıpatlanadı:

I I 0 e x (á)

bunda I0 hám I –sáykes ráwishte x qalıńlíqlı zatqa túsip atırǵan hám onnan shıǵıp atırǵan jaqtılíqtıń intensivlikleri. α- jutılıw koeffitsienti dep atalıp, zattıń ximiyalíq quramı, halatı hám túsip atırǵan jaqtılíqtıń tolqın uzınlıǵına baylanıslı shama.

6. Hár qanday qızdırılǵan zat ózinen elektromagnit nurlar shıǵaradı. Bul tolqınlar jıyındısı nurlanıw spektri dep ataladı. Zatlardıń halatına hám nurlanıw mexanizmine qarap spektrleri hám túrlishe boladı. Eger qızdırılǵan qattı deneden shıǵıp atırǵan jaqtılíq prizma arqalı ótkerilse, ekranda bir tekli úzliksiz spektr payda boladı. Eger gaz yamasa puw jaqtılíq deregi bolıp xızmet etse, spektrdiń kórinisi keskin ózgeredi. №arańǵı oblastlar menen ajratılǵan jaqtı sızıqlar payda boladı. Bunday spektrler sızıqlı spektrler dep ataladı.Natriy, vodorod hám geliydiń spektrleri sızıqlı spektrlerge mısal bola aladı(1-súwret).

166

Spektrdi fotoplastinkada belgilewshi áspab spektrograf dep ataladı. Jánede quramalılastırılǵan, yaǵnıy úshinshi truba menen támiynlengen pribor spektrometr dep ataladı. Spektral analiz ilim ushın úlken áhemiyetke iye.!sirese onıń astronomiya ushın áhemiyeti júdá úlken. aspan deneleriniń quramı haqqında maǵlıwmat alıwdıń jalǵız jolı spektral analiz bolıp tabıladı. Bul usıl menen №uyashtıń, juldızlardıń quramı úyrenilgen, Mendeleev tablitsasınıń ǵó elementi ashılǵan.*ázirgi waqıtta spektral analiz geologiyada, metallurgiyada, ximiyada, meditsinada keń qollanılıp kelmekte.

Bekkemlew ushın sorawlar:

1.Tolqınlardıń polyarizatsiyalanıwı qalay payda boladı?

2.Terbelis tegisligi degen ne?

3.Polyarizatsiyalanıw tegisligi degen ne?

4.Analizator polyarizator degen ne?

5.Kristallardıń qanday qásiyeti dixroizm dep ataladı.

6.Bryuster nızamı kanday?

w. Nurdıń ekilenip sınıwın túsindirip beriń.

8.Kristalldıń optik kósheri degen ne?

9.Polyarizatsiyalíq mikroskoptı túsindirip beriń?

10. Jaqtılíqtıń dispersiyasın birinshi bolıp kim tapqan?

11.Dispersiya qubılısın túsindirip beriń.

12.Denelerdiń reńi haqqında aytıp beriń?

13.Spektrlerdiń qanday túrleri bar?

14.Nurlanıw hám jutılıw spektrleri qanday boladı?

15.Spektral analiz járdeminde neler anıqlanadı?

16.Spektroskoptıń dúzilsin túsindirip beriń.

17.Spektral analizdiń qollanılıwı haqqında aytıp beriń.

28-tema. Jıllılíqtan nurlanıw. Reley-Djins nızamı.

Jobası:

1.Jıllılíqtan nurlanıw xarakteristikaları.

2.Kirxgoff nızamı.

3.Stepan-Boltsman nızamı.Vinnıń jıljıw nızamı

4.Reley-Djins nızamı.Plank gipotezası.

Tayanısh túsinikler hám sózler: jıllılíqtan nurlanıw, termodinamik teńsalmaqlíq, jıllılíqtan nurlanıw xarakteristikaları, nurlanıw koeffitsienti, jutılıw koeffitsienti, Kirxgoff nızamı, StefanBoltsman nızamı,Vinnıń jıljıw nızamı, Reley-Djins nızamı, Plank gipotezası.

1. Jıllılíqtan nurlanıw tabiyatta eń kór tarqalǵan elektromagnit nurlanıwlar. Ol temperaturası 0 K nan parıq qılatuǵın hár qanday denege tán bolıp, zattıń ishki energiyası esabınan ámelge asırıladı. Nátiyjede zattıń ishki energiyası kemeyedi, temperaturası tómenleydi, yaǵnıy suwıydı. Dene uzaq waqıt nurlanıp turıw ushın onıń kemeygen energiyasın toltırıp turıw kerek. Sonnı aytıp ótiw kerek, dene nurlanıw menen qatar basqa deneler tárepinen shıǵarıp atırǵan nurlanıw energiyasın jutadı. Demek dene bir tárepten energiya nurlandırsa, ekinshi tárepten energiya jutadı. Nátiyjede málim waqıt dawamında dene shıǵarıp atırǵan hám jutıp

168

atırǵan energiyanıń teńlesiwi júzege keledi, yaǵnıy onıń temperaturası ózgermeydi. Bunday halatdaǵı nurlanıw teńsalmaqlı nurlanıw dep ataladı. Sistemanıń waqıt ótiwi menen termodinamik parametrleri ózgermeytuǵın halatı termodinamik teńsalmaqlíq dep ataladı.

Nurlanıwdıń eń tiykarǵı xarakteristikası W nurlanıw energiyası bolıp tabıladı. Nurlanıw aǵımı Fe dep, W nurlanıw energiyasınıń t nurlanıw waqtına qatnası menen anıqlanatuǵın shamaǵa aytıladı:

Deneniń nurlanıwı Re dep, dene shıǵarıp atırǵan nurlanıw Fe aǵımınıń dene betiniń S maydanına qatnası menen anıqlanatuǵın shamaǵa aytıladı:

Joqarıda keltirilgen xarakteristikalar pútin nurlanıw spektrine tán bolǵan shamalar. !melde bolsa tolqın uzınlíqtıń birar kishi intervalǵa tiyisli nurlanıwın biliw úlken áhmiyetke iye boladı.Energiyanıń qanday da bir aralíqqa tiyisli bólegi nurlanıw tıǵızlıǵı menen xarakterlenedi.

Nurlanıwdıń spektral tıǵızlıǵı rλ dep, spektrdiń birar bólegine tuwrı keliwshi Re nurlanıwdıń usı bólektiń tolqın uzınlıǵı Δλ ǵa qatnası menen anıqlanatuǵın shamaǵa aytıladı:

Jutıw koeffitsienti α dep, usı dene tárepinen jutılǵan Fe nurlanıw aǵımınıń, oǵan túsip atırǵan Fe’ nurlanıw aǵımına qatnasına aytıladı:

2. Biz qarap atırǵan sistema bir neshe denelerden quralǵan hám ol deneler arasında energiya almasıwı tek jıllılíq nurlanıwı hám jutılıwı arqalı ámelge assın. Basqasha aytqanda deneler arasında jıllılíq beriliwi hám konvektsiya bolmasın. Usınday jaǵdayda hám málim waqıttan keyin sistemadaǵı deneler temperaturasınıń teńlesiwi júzege keledi. Buǵan sebep ıssıraq deneler jutqanına salıstırǵanda kóbirek nurlanıp, energiyasınıń bir bólegin suwıqıraq denelerge beredi. Bul protsess sistemada teńsalmaqlíq bolmaǵansha dawam etedi hám temperaturalar teńleskennen soń toqtaydı

Tek nurlanıw hám jutıw arqalı energiya almasatuǵın, termodinamik teńsalmaqlíq halatındaǵı deneler nurlanıw spektral tıǵızlıǵınıń jutıw koeffitsientine qatnası turaqlı shama bolıp, deneniń tábiyatına baylanıslı bolmaydı. Barlíq deneler ushın ol birdeytolqın uzınlıǵı λ hám temperaturanıń T funktsiyası:

Buǵan muwapıq: dene qanday tolqın uzınlíqlı elektromagnit tolqınlardı shıǵarsa, sonday tolqın uzınlíqlı elektromagnit tolqınlardı jutadı. Asolyut qara dene ushın αλ=1. Óz qásiyetlerine kóre qara kúye, qara baxmal 8.t.b. absolyut qara denelerge mısal bola aladı. İshki bólegi jutıwshı zattan jasalǵan, kishi sańlaqlı dene absolyut qara deneniń jaqsı modeli bola aladı(1-súwret).Sańlaqtan kirgen nur kóp márte shaǵılısadı hám hár bir shaǵılısqanda jutılıp baradı.

169

3. Kirxgoff nızamı nurlanıwdıń spektral tıǵızlıǵı temperatura hám tolqın uzınlıǵına proportsionallıǵın kórsetse de, bul baylanıstıń anıq kórinisin jazıw úlken áhmiyetke iye edi. Usı máseleni sheshiwge erisken avstriyalíq fizikler Y.Stepan hám L.Boltsman tómendegi nızamdı jarattı. №ara deneniń nurlanıwı onıń termodinamik temperaturasınıń tórtinshi dárejesine proportsional:

bunda σ=ó,úw*10h Vt/(mǵKń) – Stepan-Boltsman turaqlısı.2-súwrette nurlanıw spektral tıǵızlıǵı hám tolqın uzınlıǵı arasındaǵı baylanıslardıń túrli temperaturalar ushın alınǵan tájriybe

2-сурет

Joqarıda kórip óttik, temperatura artıwı menen sızıqlar tolqın uzınlıǵınıń kishi mánislerine qarap jıljıydı, yaǵnıy λmax kemeyedi. Usı jıljıwdı nemets fizigi V.Vin tómendegi jıljıw nızamı járdeminde ańlatqan. Eń úlken tolqın uzınlıǵı λmax qara deneniń temperaturasına keri proportsional boladı:

Bul nızam Vinnıń jıljıw nızamı dep ataladı. Bunda s=ǵ,h9h*10-q m*K bolıp Vin turaqlısı dep ataladı. №ızdırılǵan dene suwıy baslaǵanda kóbirek tolqın uzınlıǵı úlken bolǵan nurlanıw shıǵarıwı Vinnıń jıljıw nızamı járdeminde túsindiriledi. Máselen aq reńli qızdırılǵan metall suwıy baslaǵanda qızıl reńge kiredi.

Sonı aytıp ótiwimiz kerek, empirik jol menen tabılǵan Stefan-Boltsman hám Vin nızamları jıllılíq nurlanıwında áhmiyetli rol oynasada, olar dara jaǵdaylardı ǵana sıpatlaw múmkin.

4.Stefan-Boltsman hám Vin nızamı járdeminde nurlanıw spektral bólistiriliwiniń kórinisin tabıw jolındaǵı urınıwlar nátiyje bermegen soń, inglis fizikleri D.Reley hám J.Jins jańa formulanı usındı. Olar energiyanıń erkinlik dárejesi boyínsha bir tekli bólistiriliwi haqqındaǵı klassik nızam tiykarında nurlanıwdıń spektral tıǵızlıǵı ushın tómendegi ańlatpanı jazdı:

Biraq bul ańlatpa 2-súwrettegi baylanıslardıń úlken tolqın uzınlíqlı(kishi jiyilikli) bólegin túsindirip bera aldı. Ol kishi tolqın uzınlíqlar ushın ulıwma jaramsız bolıp shıqdı. Máselen, tolqın uzınlıǵı nolge jaqınlasqanda nurlanıwdıń spektral tıǵızlıǵı sheksiz úlken mánisti qabıl etedi. Bul

170

jaǵday ilimde «ultrafiolet avariyası» dep ataladı. Solay etip, deneler shıǵaratuǵın energiya úzliksiz ráwishte ózgeredi dep esaplawshı klassik-kózqaraslar tiykarında, dene nurlanıw spektrin túsindiriw jolındaǵı barlíq urınıwlar ótip bolmaytuǵın tosıqqa dus kele berdi. Mashqalanı sheshiw jańasha ideya, jańasha pikirlewdi talap etti.

Bul ideya klassik kózqarasqa qarama-qarsı, yaǵnıy nurlanıw energiyası úzlikli, mánisi sekirip ózgeredi, degen kózqarasqa tiykarlanǵan bolıwı múmkin edi. Bunı birinshi bolıp túsinip jetken nemets fizigi M.Plank tómendegi gipotezanı ilgeri súrdi.

Deneniń nurlanıw energiyası klassik fizikada kóz aldımızǵa keltirgenimizdey úzliksiz bolmay, terbeliw jiyiligine proportsional energiyalı kvantlardan, yaǵnıy energiya portsiyalarınan ibarat.

E h (9)

bunda h=ú,úǵ*10-qń Dj*s bolıp Plank turaqlısı dep ataladı. ν- nurlanıw jiyiligi. Bizge belgili, dene kóplegen sandaǵı atomlardan ibarat hám bul atomlardıń hár biri Plank gipotezasına muwapıq elektromagnit tolqınlar shıǵaradı. Basqasha aytqanda, atomnıń nurlanıw energiyası kvant energiyasına eseli túrde ózgerip, E,ǵE,qE,…,nE mánislerin qabıl etiwi múmkin. Plank tárepinen tabılǵan formula tek ǵana deneniń nurlanıw spektrin tolíq túsintirip bermey, bálki onıń járdeminde klassik fizika nızamları, sonday-aq Stefan-Boltsman ham Vinnıń nızamlarında payda etiw múmkin.

Plank gipotezası jaqtılíq kvantı haqqındaǵı túsiniktiń payda bolıwına alıp keldi hám ol foton dep ataldı. Foton tómendegi xarakteristikalarǵa iye.

Fotonnıń energimyası:

Foton jaqtılíq tezligine teń tezlik penen háreketlenedi. Onı ásteletip hám, tezletip hám bolmaydı. Sonıń ushın fotonnıń tınıshlíqtaǵı massası haqqında gáp aytıw mániske iye emes.

Bekkemlew ushın sorawlar:

1.Jıllılíqtan nurlanıw degenimiz ne?

2.Termodinamik teńsalmaqlíqtı túsindirip beriń.

3.Jıllılíqtan nurlanıw xarakteristikaları haqqında aytıp beriń?

4.Nurlanıw hám jutılıw koeffitsienti degenimiz ne?

5.Kirxgoff nızamı aytıp beriń.

6.Stefan-Boltsman,Vinnıń jıljıw nızamların aytıp beriń.

w. Reley-Djins nızamın túsindirip beriń. 8. Plank gipotezası haqqında aytıp beriń.

171