Kvant optikasi - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	3.9MB
Покупки	0
Дата загрузки	23 Ноябрь 2024
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Kvant optikasi

Купить

www.umft.uz Kvant optikasi01

www.umft.uz  Issiqlik nurlanishi. Absolyut qora jismning nurlanish qonunlari.  Fotoeffekt. Tashqi fotoeffektning qonunlari va kvant nazariyasi. Kompton effekti.  Kvant fizikasi. Modda zarrachalarining korpuskulyar-to‘lqin dualistik tabiati. De-Broyl to‘lqinining fizik ma'nosi. Geyzenberg noaniqlik munosabati.  To‘lqin funksiyasi va uning statistik ma'nosi. Shredinger tenglamasi. Potensial chuqurlikdagi zarrachalar holati. Tunnel effekti Ma’ruza rejasi0C

www.umft.uz Qizdirilgan jismlarning nurlanishi Issiqlik nurlanishi moddaning atom va molekulalari issiqlik energiyasi harakati hisobiga va barcha jismlarga xos yuqori temperaturalarda sodir bo‘ladi. Issiqlik nurlanishida muvozanat saqlanadi – ya’ni jism birlik vaqtda qancha energiya yutsa, shuncha energiya nurlaydi(sochadi).

www.umft.uz yutilgan ,+d &#55349;&#56349;&#55349;&#56342; &#55349;&#57038; ,&#55349;&#57038; +&#55349;&#56349; &#55349;&#57038; &#55349;&#56365;&#55349;&#56366;&#55349;&#56364;&#55349;&#56353;&#55349;&#56346;&#55349;&#56370;&#55349;&#56360;&#55349;&#56365;&#55349;&#56352;&#55349;&#56346;&#55349;&#56359; &#55349;&#56349;&#55349;&#56342; &#55349;&#57038; ,&#55349;&#57038; +&#55349;&#56349; &#55349;&#57038; &#55349;&#56362;&#55349;&#56346;&#55349;&#56370;&#55349;&#56365;&#55349;&#56352;&#55349;&#56346;&#55349;&#56359; Jism Har xil uzunlikdagi ( λ ) va chastotali () to‘lqinlarni nurlash va yutish har xil jadalliklarda sodir bo‘ladi. &#55349;&#56349;&#55349;&#56342; &#55349;&#57038; ,&#55349;&#57038; +&#55349;&#56349; &#55349;&#57038; &#55349;&#56362;&#55349;&#56346;&#55349;&#56370;&

www.umft.uz Qizdirilgan jism nurlanganda, barcha yo‘nalishlar bo‘yicha, uning birlik sirtidan &#55349;&#57038; dan gacha chastota diapazonidagi &#55349;&#57038;+&#55349;&#56349;&#55349;&#57038; elektromagnit to‘lqinlar energiyani o‘zlari bilan olib ketadilar va bu xususiyat spektral nurlanish qobiliyati deb ataladi. Qizdirilgan jismning energetik yorutuvchanligi – bu birlik yuzadan birlik vaqt ichida issiqlik nurlanishi olib ketadigan energiyadir. Nurlanishni chiqarish xususiyatining to‘lqin uzunligiga bog‘liqligi quyidagichadir:nurlanish

www.umft.uz Kirxgof qonuni Qizdirilgan jismlar tizimi va issiqlik nurlanishi muvozanat holatiga kelganda barcha nurlayotgan va yutayotgan jismlar temperaturalari bir xil bo‘ladi. Nurlanish va yutish qobiliyatlari nisbati qizdirilgan jismning shakli va holatiga bog‘liq bo‘lmay, to‘lqinning uzunligi yoki chastotasining universal funksiyasidir . = () &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; ¿ &#55349;&#57295;− &#55349;&#56459;&#55349;&#56458;&#55349;&#56468;&#55349;&#56462; > &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; ¿&#55349;&#57296; − &#55349;&#56459;&#55349;&#56458;&#55349;&#56468;&#55349;&#56462; &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424

www.umft.uz Kirxgof qonuni Qizdirilgan jismlar tizimi va issiqlik nurlanishi muvozanat holatiga kelganda barcha nurlayotgan va yutayotgan jismlar temperaturalari bir xil bo‘ladi. Nurlanish va yutish qobiliyatlari nisbati qizdirilgan jismning shakli va holatiga bog‘liq bo‘lmay, to‘lqinning uzunligi yoki chastotasining universal funksiyasidir . = () &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; ¿ &#55349;&#57295;− &#55349;&#56459;&#55349;&#56458;&#55349;&#56468;&#55349;&#56462; > &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; ¿&#55349;&#57296; − &#55349;&#56459;&#55349;&#56458;&#55349;&#56468;&#55349;&#56462; &#55349;&#56441; &#55349;&#57154; ,&#55349;&#56443; &#55349;&#56424

www.umft.uz Absolyut qora jism Absolyut qora jismlar: • Kul • Qora duxoba • Yuduzlarning nurlayotgan sirti Tushayotgan istalgan chastotadagi nurlanishni, istalgan temperaturalarda yutish xususiyatiga ega bo‘lgan jismlar absolyut qora jismlar deb ataladi. Barcha chastota va temperaturalarda absolyut qora jismning spektral yutish qobiliyati birga teng bo‘ladi: =1 Absolyut qora jism uchun Kirxgof qonuni =f()

www.umft.uz uy Chastota oshganda – to‘lqin uzunligi kamayadi Infraqizil soha Ultrabinafsha soha

www.umft.uz Absolyut qora jism nafaqat yorug‘likni yutadi, balki nur chiqaradi, shu sababli, ma’lum temperaturada issiqlik muvozanati holati vujudga keladi. Absolyut qora jism issiqlik nurlanishi sifatida qancha energiya yutgan bo‘lsa, shuncha chiqaradi. Nur yutish qobiliyati birdan kichik, barcha chastotalar diapazonida bir xil, material temperaturasiga va jismning sirti holatiga bog‘liq bo‘lgan jismlar kul rang jismlar deb ataladi. = =const<1 Kul rang jismning energetik nur chiqarish qobiliyati (bo‘yicha intergral): ==

www.umft.uz Qora jismning nur chiqarish qobiliyati to‘lqin uzunligiga bog‘lioq bo‘ladi da maksimumga erishadi. Ana shu to‘lqin uzunligi issiqlik nurlanishining ehtimoli katta bo‘lgan to‘lqin uzunlig i deb ataladi. Stefan – Bolsman qonuni Qora jismning energetik yoritilganligi termodinamik temperaturaning to‘rtinchi darajasiga proporsionaldir: = =5,67∙ Vt / ∙ – Stefan – Bolsman doimiysi

www.umft.uz Vinning siljish qonuni Qora jismning nur chiqarish qobiliyati to‘lqin uzunligida maksimumga erishadi, termodinamik temperaturaga teskari proporsional bo‘ladi: = =b=const Bu yerda b=2,9 ∙ m ∙ K - Vin doimiysi Vin qonuni - siljish qonuni deb atalishining ma’nosi, absolyut qora jismning temperaturasi oshganda, nur chiqarish qobiliyatining maksimumi qisqa to‘lqin uzunligi (yuqori chastota) sohasi tomon siljiydi.

www.umft.uz Fotoeffekt Fotoelektrik effekt deb elektromagnit nurlanish ta’sirida elektronlarning urib chiqarish hodisasiga aytiladi. Tashqi fotoeffekt - elektron emmissiya – bu elektromagnit nurlanish ta’sririda elektron chiqarishi. Ichki fotoeffekt - bu elektromagnit nurlanish ta’sirida yarim o‘tkazgich yoki dielektrikda elektronlarni bog‘langan holatdan erkin holatga o‘tishidir. 28

www.umft.uz Fotoeffekt tajribasining chizmasi Shishali vakuum ballon Yorug‘lik manbai anod katod ampermetrvoltmetr reostat Tok manbai

www.umft.uz -To‘yinish toki To‘xtatuvchi potensialFotoeffektning volt-amper xarakteristikasi

www.umft.uz Yorug‘lik tarqalishi uzluksiz to‘lqin jarayoni deb tasavvur qimay, uni fazoda diskret yorug‘lik kvantlari oqimi sifatida, vakuumda esa c tarqalish tezligi bilan harakatlanadi, deb hisoblash kerak. Bu elektromagnit nurlanish kvantlari fotonlar deb ataladi.Eynshteyn nazariyasi Foton energiyasi E=h Tinch holatdagi fotonning massasi =0 Foton massasi: m = = Foton impulsi: p = = h=4,136 ∙ eV ∙ s h=6,63 ∙ J ∙ s 2A

www.umft.uz Fotoeffektning Eynshteyn tenglamasi Katodga tushayotgan foton energiyasi elektronni metalldan chiqish ishini (A) yengishga va chiqayotgan fotoelektronga kinetik berishga sarf bo‘ladi. = A + Eynshteyn tenglamasining boshqacha ko‘rinishi: e &#55349;&#56444; = h &#55349;&#57154; − &#55349;&#56424; Moddadan elektronni chiqishi uchun zarur bo‘lgan minimal energiya elektronning chiqish ishi deb ataladi. = = 28

www.umft.uz Tushayotgan foton Sochilgan foton θ - sochilish burchagi Foton moddaning elektroni bilan elestik to‘qnashadi, unga o‘z energiyasi va implusining bir qismini uzatadi va harakat yo‘nalishini o‘zgartiradi.Kompton effekti Ultraqisqa to‘lqinli elektromagnit nurlanishning moddadagi erkin elektronlarda, to‘lqin uzunligi oshishi bilan bog‘liq elastik sochilishi – Kompton effekti deb ataladi.01

www.umft.uz Mikrozarracha (yoki elektromagnit nurlanishning) bir yo‘la ikkita xususiyatga ega bo‘lishi – zarracha va to‘lqin ko‘rinishida bo‘lishi korpuskulyar – to‘lqin dualizmi deb ataladi.Modda zarrachalarining korpuskulyar – to‘lqin dualizmi xususiyati Elektromagnit nurlanishning ω chastotasi oshishi bilan uning korpuskulyar xususiyati namoyon bo‘lishi kuchaya di. Radioto‘lqinlar korpuskulyar xususiyatga umuman ega bo‘lmaydi ω ≤ Yorug‘lik va rentgen nurlari bir xil sharoitlarda to‘lqin xususiyatini (difraksiya, interferensiya), boshqa sharaoitlarda – korpuskulyar (fotoeffekt, yorug‘lik bosimi) xususiyatni namayon etadilar Qattiq γ – nurlanish o‘zini amalda fotonlar oqimi sifatida namayon etadi ω ≥ ≤ ω ≤ 0C

www.umft.uz Lui de Broyl gipotezasi (1924-yil) Elektron va moddalarning istalgan boshqa zarrachalari korpuskulyar va to‘lqin xususiyatiga ega bo‘ladilar. Korpuskulyar xususiyatlar – E energiya va p impuls To‘lqin xususiyatlar – chastota va λ to‘lqin uzunligi Korpuskulyar va to‘lqin xususiyatlari orasidagi bog‘lanish De Broyl to‘lqini: B2B

www.umft.uz Xulosalar • Korpuskulyar–to‘lqin dualizmi – moddaning universial xususiyatidir. • Korpuskulyar–to‘lqin dualizmi faqat mikroobyektlar uchun sezilarni tarzda namayon bo‘ladi. • Agarda, zarrachaning de Broyl to‘lqin uzunligi uning harakati sohasining xarakterli o‘lchamidan katta bo‘lgandagina to‘lqin xususiyati namayon bo‘ladi. • L shart, atom o‘lchovlariga yaqin sohalarda harakat qilayotgan, kichkina massali zarrachalar uchun bajariladi. • Makroskopik jismlar uchun de Broyl to‘lqin uzunligi juda kichik bo‘ladi: misol uchun, massasi 1 g bo‘lgan zarracha 1 m/s tezlik bilan uzunligi ∙ ga teng bo‘ladi va to‘lqin hodisalari inobatga olinmaydi. 35

www.umft.uz Geyzenbergning noaniqlik nisbati(1927-yil) Mikrozarracha bir vaqtda aniq koordinata (x,y,z) va unga tegishli impuls proyeksiyasiga ( , ) ega bo‘laolmaydi, bu kattaliklarning noaniqliklari quyidagichadir: ya’ni koordinatalar va ularga tegishli impulslar proyeksiyalari noaniqliklarining ko‘paytmasi qandaydir tartibdagi kattalikdan kichik bo‘laolmaydi.36

www.umft.uz Geyzenbergning noaniqlik nisbati(1927-yil) Noaniqliklar nisbati noaniqliklar prinsipining matematik ifodasidir. Shu prinsipga asosan, hech qanday tajribada, hech qanday mukammal o‘lchash asboblari orqali bir vaqtda mikrojismlarning bir-biriga bog‘liq ikkita o‘zgaruvchi fizikaviy kattaliklartining aniq qiymatlarini o‘lchash mumkin emas. Bir- biriga bog‘liq ikkita fizikaviy kattaliklar bir vaqtda ma’lum bo‘lishini ham tahmin qilib bo‘lmaydi.36

www.umft.uz Fazoning qandaydir nuqtasida zarrachani topish jarayonida, aniq qaysi nuqtadaligi noaniqdir. Fazoning surkalgan sohasida qandaydir ehtimollik bilan zarrachani toppish mumkin.

www.umft.uz To‘lqin funksiya modulining kvadrati fazoning koordinatali nuqtasida, berilgan vaqtda t ≥ 0, zarrani topish ehtimoli zichligini ω aniqlaydi. To‘lqin funksiyasining ehtimollik ma’nosi (Maks Born 1926-yil) 3A 2C

www.umft.uz To‘lqin funksiyasining ehtimollik ma’nosi (Maks Born 1926-yil) dω= dV - dt vaqt momentida dv sohada zarrachani topish ehtimolligi ω= - t vaqtda V sohada zarrachani topish ehtimolligi = - ehtimollik zichligi 3A 2C

www.umft.uz To‘lqin funksiyasining xususiyatlari Hajm elementida mikrozarrachani topish ehtimolligini belgilovchi to‘lqin funksiyasi quyidagi talablarga javob berishi zarur: 1) Chekli (ehtimolligi birdan oshmasligi kerak) 2) Aniq qiymatli 3) Uzluksiz (ehtimollik sakrab o‘sishi mumkin emas)3A

www.umft.uz x o‘qi bo‘ylab harakatlanayotgan E energiyali va p impulsli erkin mikrozarrachaning to‘lqin funksiyasi: =A= A bu yerda A – qandaydir doimiy kattalik. Ixtiyoriy yo‘nalishda harakatlanayotgan zarrachaning to‘lqin funksiyasi: =A= A impulsli erkin zarrachani impulsi dan gacha mumkin bo‘lgin impulslarga ega bo‘lgan de Broyl yassi to‘lqinlari majmuasidan iborat to‘lqin paketi ko‘rinishida tasavvur etish mumkin: = Erkin mikrozarrachaning to‘lqin funksiyasi

www.umft.uz Shredingerning umumiy tenglamasi potensial energiyali kuch maydonida zarracha harakatlanayotgan bo‘lsin. Kvant mehanikasida mikrozarrachalarning har xil kuch maydonlaridagi harakatini ta’riflovchi harakat tenglamasi zarrachalarning to‘lqin xususiyatini yoritib berishi zarur bo‘ladi. Asosiy tenglama to‘lqin funksiyasiga nisbatan va elektromagnit to‘lqinlarni xarakterlovchi to‘lqin tenglamasiga o‘xshash bo‘lishi kerak. Bunday tenglama Shredingerning umumiy tenglamasi deb ataladi va quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi: Laplas operatori24

www.umft.uz To‘lqin funksiyasi uchun chegaraviy shartlar 1. Zarrachaning to‘lqin funksiyasi chekli, aniq va uzluksiz bo‘lishi kerak; 2. Hosilalar uzluksiz bo‘lishi kerak; 3. Zarrachaning topish ehtimolligini integrallash mumkinligi; bu shart oddiy hollarda ehtimollikni normallashga olib keladi. =1 3A

www.umft.uz Devorlari cheksiz baland bo‘lgan potensial chuqurlikdagi zarrachaning holati Chuqurlik atrofidagi statsionar holatlar uchun Shredinger tenglamasi: yoki Shu tenglamaning yechimi:3311 29

www.umft.uz bu yerdan bu yerdan Chuqurlik devorlari cheksiz baland bo‘lgani uchun, zarracha potensial to‘siq Ichida bo‘ladi, uni to‘siqdan tashqarida topish ehtimolligi nolga tengdir. Chuqurlik chegarasida uzluksiz to‘lqin funksiyasi ham nolga aylanadi. ℓ kenglikdagi potensial o‘rada bo‘lgan m massali mikrozarracha energiyaning xususiy qiymatlari deb ataladigan aniq qiymatlarga ega bo‘ladi.

www.umft.uz Tunnel effekti Zarrachaning E to‘la energiyasi baryer balandligidan kichik bo‘lgan holda potensial to‘siq orqali o‘tishi Tunnel effekti deb ataladi. Agar klassik zarracha quyidagi energiya bilan E= ishqalanishsiz sirpanib h balandlikli tepalikka ko‘tarilib kinetic energiya potensial energiyaga aylanadigan A nuqtaga kelganda orqaga qayta boshlaydi. T=E-U kinetik energiya manfiy bo‘laolmasligi sababli, potensial baryerni hatlab o‘taolmaydi. Klassik nazariyada bunday o‘tish mumkin emas3A

www.umft.uz FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI 1. Abduraxmanov Q.P., Egamov O‘. UMUMIY FIZIKA KURSI 2. Савельев И.В. Основы теоретической физики, 1,2,3 том, 1991г. 3. Трофимова Т.И. Курс физики,1990 г. 4. А.Н.Огурцов. Лекции по физике . 5. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике. 6. Оплачко Т.М.,Турсунметов К.А. ФИЗИКА, часть 2, 2006 г.28

www.umft.uz TA’LIM SAYTLARI VA INTERNET RESURSLARI 1. fizika.uz – talabalar va fizika o‘qituvchilari uchun sayt 2. neutrino.ucoz.ru – TATU Fizika kafedrasi dotsenti O. E. Tigayning shaxsiy sayti 3. estudy.uz – TATU talabalari uchun fizikadan masofaviy ta’lim tizimi 4. Yenka.com 5. http://phet.Colorado.edu/ 6. http://www.falstad.com/mathphysics.html 7. http://www.quantumatomica.com.uk/download.html 8. http://school-collection.edu.ru3A

Купить