Жарык Жана жарыктын жар

Жарык – сезүү органынын эң эле сезгич, универсалдуу жана кубаттуу органы болгон көздүн иши үчүн зарыл шарт болуп эсептелет –деп жазган академик С.И.Вавилов. – Түн болсо адамды бул органдан ажыратып, турмушту активдүүдөн пассивдүүгө айландырат.

Жасалма жарыктын ролу ишмердүүлүктү ачык сезимди колдоо болуп эсептелет. Жарык чындыгында адамдын сезимдүү жашоосун узартат, анын улуу мааниси мына ушунда. Ошондуктан биздин заманда жарыктын саны жөнүндөгү маселе эң чоң техникалык –экономикалык проблемага өсүп отуруу таң каларлык иш эмес.

Биз ар түрдүү нерселерди алардан жарык чыгып, ошол жарык биздин көзүбүзгө жеткенде гана көрө алабыз.Жарык окууда жана илимий билимдердин ар кайсы башка обласында кеңири теориялык жалпылоонун алдында тажрыйбалуу фактыларды үйрөнүү жана топтоо жана алардын негизинде кубулуштардын закондорун белгилөө болуп өткөн. Жарык экилик касиетке ээ болгон материянын бир түрү: 1) Электр –магниттик толкун, жыштыгы (4 Гц (толкун узундугу болгон көзгө көрүнүүчү нурлануу. 2) “ Фотон” деп аталуучу жарык бөлүкчөлөрүнүн агымы. Жарык бир эле учурда электр –магниттик толкун жана фотондордун агымы, башкача айтканда толкун жана корпускула касиетине ээ.

Жарыктын толкун касиетин интерференция, дифракция жана поляризация кубулуштары, ал эми корпускулалык касиетин фотоэффект жана Комптон эффект кубулуштары далилдейт. Ак жарык негизинен жети түстөгү жарыктын кошундусунан турат: кызыл, саргыч кызыл, сары, жашыл, көгүш, көк, кызгылт көк. Эң чоң толкун узундукка кызыл, эң кичинеге кызгылт көк түстөгү жарык ээ. Корпускулалык (кванттык) көз караш менен караганда чагылткан же жуткан бет фотондордон импульс алгандыктан жарык ал бетке басым жасарын тажрыйбада алгач П.Н. Лебедев (1900 –ж) аныктаган. Лебедевдин аспабы өз убагында үлгү болгон. Ал бири кара бири ак өтө жеңил канатчалардан турган илме ичке жипке бекитилет да, айлануучу таразаны түзөт. Ал абасы сордурулуп ташталган идиште орнотулган. Жарыкты кара канатча жутат, ак канатча чагылтат да карага караганда эки эсе көп басым алгандыктан илме айланат. Айлануу бурчу боюнча басым аныкталат.XVII кылымга чейин жарыктын жаратылышы, анын таралышы жөнүндө эки түрдүү ой айтылып келген. Жарыктын мейкиндикте таралышы кандайдыр чөйрөнүн болушуна муктаж эмес. Ал абасыз мейкиндикте да, суюк жана газ сыяктуу чөйрөлөрдө да тарала берет. Чөйрөлөрдө жарыктын таралуу ылдамдыгы багыты жана чоңдугу боюнча өзгөрүшү мүмкүн. Бир тектүү жана изотоптуу чөйрөдө жарыктын таралуу багыты өзгөрбөй, баардык багыттар боюнча бирдей ылдамдык менен таралат.

Эгерде көз менен караганда, кандайдыр бир анча чоң эмес жарыктын булагынын арасына тунук нерсени коё турган болсок, анда жарыктын булагы бизге көрүнбөй калаарлыгы бизге белгилүү. Бул болсо бир тектүү чөйрөдө ( Мисалы: абада) жарыктын түз сызык боюнча таралышы аркылуу түшүндүрүлөт.Жарыктын бир тектүү чөйрөдө түз сызык боюнча таралуусу баарына белгилүү болгон көлөкөнүн пайда болуу кубулушу аркылуу түшүндүрүлөт. Нерселерден түшкөн көлөкөлөр, Асан –Үсөн, Ай менен Күндүн тутулушу сыяктуу кубулуштар байыркы заманда эле күн нурунун таралышы менен байланыштуу экендиги күмөн туудурган эмес. Жарыктын түз сызык боюнча таралышы голландиялык математик, физик жана астроном Христиан Гюйгенс (1629 -1695) тарабынан иликтенген.

Ал эми жарык майда бөлүкчөлөрдүн агымы катары толкун түрүндө тараларын англиялык окумуштуу Исаак Ньютон (1643 – 1727) изилдеген.Жарыктын толкундук жаратылышын жактоо менен бир катар окумуштуулар, ал кандайдыр чөйрөдө таралууга тийиш деп эсептешкен. Үн абада же суюктуктарда турактуу ылдамдык менен таралган сыяктуу, жарык толкундары да бүт Ааламды каптаган,өңү түсү жана аракети байкалбаган серпилгичтүү чөйрөдө таралат деп божомолдошкон. Бул чөйрөгө “ эфир” деп ат коюшкан. Ааламдагы бардык нерселер ушул тынч турган эфирдин ичинде кыймылда болушат деп эсептешкен.

Жарыктын дисперсиясы

Байыркы заманда жашаган адамдар үчүн жаан –чачын күндөрү пайда болгон Асан –Үсөн сырдуу кубулуштардын бири болуп, кандайдыр жышаан катары бааланып, сыйынууга алып келген. Күндүн жана Айдын айланасында түстүү шакекчелердин пайда болушу да жамандыктын бир белгиси катары элди тынчсыздандырган. Калың күзгүнүн жантайыңкы кырларында да, асма аземчыракка илинген хрусталь сөйкөчөлөрүнүн кырында да кызгылт –жашыл түстөр пайда болорун көпчүлүгүбүз байкаган болсок керек. Бул кубулуштар “Дисперсия кубулушу” ачылгандан кийин гана түшүнүктүү болду.

Сынуу көрсөткүчү жарык нурларынын түшүү бурчуна көз каранды болбостон, анын түсүнө көз каранды. Ньютон алыскы асман телолорун жакындатып көрсөтүүчү приборду телескопто байкалуучу сүрөттөлүштөрдү жакшыртуу максатында анда пайдалануучу линзалардын четки кырларында жарыктын түстөргө ажырашын байкаган.Ал, бул кубулушка кызыгып калат да биринчи болуп “жарык нурларынын ар түрдүүлүгүн жана ошондон келип чыга турган түстөрдүн өзгөчөлүгүн изилдеген, мындай болоруна ошол убакытка чейин эч кимдин оюна да келген эмес” (Ньютондун мүрзөсүндөгү эстеликке жазылган сөздөр). Линза аркылуу түзүлгөн сүрөттөлүштүн күндүн желеси сыяктуу боёлушун, албетте, ага чейин эле байкашкан. Призма аркылуу каралуучу нерселердин четтери күндүн желеси сыяктуу болору дагы байкалган. Призма аркылуу өтүүчү жарык нурларынын тобунун чет жактары да боёлгонболот.

Ньютондун негизги тажрыйбасы эң эле жөнөкөй болгон. Ал призмага туурасынан кесилиши кичине болгон жарыктын тобун жиберүү керек экендигин сезген. Күн жарыгынын топ нуру караңгылатып коюлган бөлмөгө терезенин капкагындагы кичине көзөнөк аркылуу өткөн. Нур айнек призмага тийип, андан сынган жана карама –каршы дубалда түстөрү күндүн желесиндегидей тартипте жайланышкан узун сүрөттөлүштү берген. (2-сүрөт) Күндүн желеси жети түстөн түзүлөт деп эсептелген көп кылымдык традиция боюнча Ньютон дагы жети түстү алууга жетишкен.Күндүн желесиндей тилкени өзүн Ньютон спектр деп атаган.

Ньютон көзөнөктү кызыл айнек менен тосуп –дубалдан кызыл гана түстү, көк айнек менен тосуп –көк гана түстү ж.б.у.с.байкаган. Мындан мурда божомолдоп жүрүшкөндөй ак жарыкты призманын боёбой тургандыгы аныкталган. Призма жарыкты өзгөртпөстөн, аны составдык бөлүктөргө гана бөлөт, ак жарык татаал түзүлүшкө ээ. Андан ар түрдүү түстөгү нурлардын тобун бөлүп алууга болот; алардын биргелешкен аракети гана бизге ак түстүн элесин түзөт. Чындыгында эле, биринчисине карата бурулган экинчи призманын жардамы менен спектрдин бардык нурларын чогултса, анда кайрадан ак жарык пайда болот. Ушул жогорку тажрыйбалардан Ньютон төмөнкүдөй жыйынтыкка келген:

1. Ак жарык, түрдүү түстөгү нурлардан турган татаал жарык болуп эсептелет.

2. Жарыктын түрдүү түстөгү нурлары үчүн берилген заттын сынуу көрсөткүчү түрдүүчө болот; мына ушунун натыйжасында призма чыгарылган кезде ак жарыктын тобу спектрге ажырайт.

3. Спектрдин түстүү нурларын кошкондо кайрадан ак жарык пайда болот.

Спектрдин кандайдыр бир бөлүгүн, маселен, жашылын бөлүп алып призмадан экинчи жолу өткөрүлсө, ал да түстөргө ажырап жүрбөсүн деген божомол да пайда болгон. Бирок ар бир түс өз алдынча андай ажыроолорго дуушар болбой тургандыгы ырасталган.

Ньютон тарабынан жасалган башка маанилүү корутундуларды төмөндөгүчө формулировкалаган: “ Түсү боюнча айырмалануучу нурлар сынуу даражасы боюнча айырмаланышат” ( алар үчүн айнек ар түрдүү сынуу көрсөткүчтөрүнө ээ). Кызгылт –көк нурлар көбүрөөк, кызылдары башкалардан азыраак сынышат. Жарыктын сынуу көрсөткүчүнүн анын түсүнө көз карандылыгы дисперсия ( латындын dispergo –чачамын деген сөзүнөн) деп аталат.

Бир кыйла таза түстү алуу үчүн, Ньютон кийинчерээк өзүнүн спектрди байкоолорун жакшырткан. Анткени призма аркылуу өтүүчү жарык нурларынын түстүү тегерек тактары бири бирине бир аз кабатталып калышат. Сынуу көрсөткүчү жарыктын заттагы ылдамдыгына көз каранды. Абсолюттук сынуу көрсөткүчү . Кызыл жарык зат аркылуу өткөндө чоң ылдамдыкка ээ болгондуктан сынууга аз учурайт, ал эми кызгылт –көк жарыктын ылдамдыгы кичине болгондуктан ал чоң бурчка сынат.

Мына ошондуктан, призма жарыкты түстөргө ажыратат. Боштукта түрдүү түстөгү нурлардын ылдамдыктары бирдей. Эгерде мындай болбогондо, мисалы , Рёмер байкаган Юпитердин Ио спутниги көлөкөдөн чыккан моментте кызыл болуп, ал эми көлөкөгө кирердин алдында кызгылт –көк болуп көрүнөт эле. Бирок мындай болуп көрүнбөйт.

Нурлардын түстөрү, жарык толкундарынын мүнөздөмөлөрүнө, термелүү жыштыгына же толкун узундугуна жараша боло тургандыгы кийинчерээк аныкталды. Ошондуктан Ньютондун дисперсияга берген аныктамасына толугураак аныктама берүүгө болот. Жарыктын сынуу көрсөткүчүнүн термелүү жыштыгына ( же толкун узундугуна ) көз карандылыгы дисперсия деп аталат. Ак жарыктын татаал түзүлүшкө ээ экендигин билип, жаратылыштагы түстөрдүн таң каларлык көп түрдүүлүгүн түшүндүүрүгө болот. Эгерде нерсе, маселен бир барак кагаз өзүнө түшкөн ар түрдүү түстөгү нурлардын бардыгын чагылтса, анда ал ак болуп сезилет. Кагазга кызыл боёкту сүйкөгөндө жаңы түстөгү жарыкты түзгөнүбүз жок, бирок бир барак кагазда мурда болгон жарыктын кандайдыр бир бөлүгүн кармап калабыз. Эми кызыл нурлар гана чагылат, калгандары кызыл боёктун катмарында жутулат. Чөптөрдүн жана бактардын жалбырактарынын бизге жашыл болуп көрүнгөндүгү, аларга түшкөн бардык күн нурларынын ичинен алар жашылын гана чагылтып, калгандарын жутуп алгандыгынан болот. Эгерде кызыл түстү гана өткөрө турган кызыл айнек аркылуу чөптү караса, анда чөп дээрлик кара болуп көрүнөт.

Жарыктын жаратылышы жөнүндөгү алгачкы ой –пикирлер. Жарыктын толкундук жана кванттык жаратылышы

№1. Максвеллдин теориясы электр жана магниттик кубулуштардын негизинде закондорунун жыйындысы экенин ошол учурдагы белгилүү эксперименттердин жыйынтыгы көрсөткөн, ошол эле учурда жаңы кубулуштардын бар экенин мисалы,

Жарыктын толкун түрүндө таралышы жөнүндө биринчи жолу XVII кылымда Х.Гюйгенс айткан, бирок ал оюн далилдөөчү эксперименттик жыйынтык болбогондуктан, бара-бара И.Ньютондун корпускулалык теориясы кеңири таралат.

XIX кылымдын башында бир катар окумуштуулар Т.Юнг, Э.Малюс, Д.Арого, О.Френель тарабынан жарыктын толкундук касиеттерин далилдөөчү эксперименттик иштер жүргүзүлө баштаган. Жарыктын толкундук касиеттерин интерференция, дифраксия, дисперсия жана поляризация кубулуштары даана далилдейт. Ал эми XIX кылымдын аягында тескерисинче жарыктын корпускулалык касиеттерин аныктоочу жаңы кубулуштар ( жылуулук нурдануусу, фотоэффекти) ачылат. Жарыктын мындай эки жактуу касиеттерге ээ экендигин биринчи учурда абдан түшүнүксүз жана таңгалаарлык болду.

Жарык –жогорку жыштыктагы электромагниттик толкундар болуп эсептелет.Электромагниттик толкундардын жаратылышын аныктап жана эки жактуулугун, акырында эксперимент жана теориянын негизинде электромагниттик толкундар кош касиетке, башкача айтканда корпускулалык –толкундук дуализмге ээ экендиги толугу менен далилденди.

Байыркы замандан бери эле жарыктын түз сызык боюнча таралышы адамзатка кеңири белгилүү. Андан тышкары жарыктын чагылышы жана сынышы, жарык шоолаларынын өз ара көз каранды эместиги геометриялык (сызыктуу) оптиканын негизин түздү. Кийинчерээк, жарык аны чыгарган нерседен кантип которулат( тарайт) деген суроолор пайда болду. XVII кылымдын экинчи жарымында жарыктын таралышынын корпускулалык теориясын англиялык атактуу окумуштуу Исаак Ньютон сунуш кылды. Анын ою боюнча, жарык серпилгич материалдык бөлүкчөлөрдөн –орпускулдардан турат. Корпускулалык жарыктын булагы чыгарат жана көзгө түшкөндө жарыкты сезүүсүн козгойт. И.Ньютон корпускулалык теорияга таянып жарыктын чагылуу жана сынуу кубулуштарын түшүндүрдү. Бирок, анын ою баардык абага же боштукка караганда, баардык заттарда жарык тез кыймылдайт. Көп жылдардан кийин мунун туура эмес экендиги далилденди. Анткени, өлчөө көрсөткөндөй, тунук заттарга караганда жарыктын ылдамдыгы боштукта же абада эң чоң мааниге ээ. Жарыктын таралышын толкундук теориясын нидерланд окумуштуусу Х.Гюйгенс сунуштады. Ал үн толкуну менен жарык толкунунун ортосунда көптөгөн жалпылыкты (окшоштукту) белгилеп өткөн. Бирок, Гюйгенс жарык көлөкөгө кирет деп эсептеген эмес, башкача айтканда жарыктын дифракциясын ал күткөн эмес. XIX кылымдын башында англиялык окумуштуу Т.Юнгдун жана франциялык физик О.Ж.Френельдин интерференциясы (катталууну) жана дифракцияны (бурулууну) изилдөөсү Гюйгенс –Френельдин толкундук теориясын өнүктүрүүгө өбөлгө түздү. Акырында англиялык окумуштуу Д.К. Максвеллдин теориялык изилдөөлөрү көрсөткөндөй, жарык өзүнүн жаратылышы боюнча кыска толкун узундукка ээ болгон электромагниттик толкун болуп саналат. Максвеллдин теориясын немец физиги Г.Герц тажрыйбада аныктады. Максвеллдин теориясы боюнча нерсеге түшкөн жарык толкуну, ага нерсеге басым жасайт.Максвеллдин электромагниттик теориясы боюнча нерсеге түшкөн жарык ага басым көргөзөт. Ошондуктан өтө жеңил нерсеге жарыктын берген басымын өлчөөгө мүмкүн. Бирок бул өтө кичинекей басым экенин Максвелл эсептеп чыккан. Ал барабар. Тайрыйбада мындай кичине басымды өлчөө өтө кыйын нерсе. Нерсенин бетине жарык нурун жибергенде, бул нур абанын молекулаларын ысытат. Натыйжада жарыктын басымы байкалбай да калат. Ошондуктан, 1901 –жылы орус окумуштуусу П.Н.Лебедев өтө кылдат тажрыйба жүргүзүп жарыктын басымын өлчөөгө жетишти.Ал боштукта жүргүзгөн тажрыйбасында жарыктын жеңил катуу нерсеге жасаган басымын өлчөгөн. Ал тургай жарыктын газга жасаган басымын да өлчөй алган. Лебедевдин тажрыйбалары жарыктын электромагниттик теориясынын туура экендигин далилдеди.

Максвеллдин теориясы боюнча , мында -чөйрөнүн салыштырма сынуу көрсөткүчү, жана –чөйрөнүн салыштырма диэлектрдик жана магниттик өткөрүмдүүлүктөрү. Максвеллдин теориясы заттын оптикалык ( ), электрдик ( ) жана магниттик ( ) касиеттерин байланыштырып турат. Бирок бул теория менен жарыктын дисперсия кубулушун, демек сынуу көрсөткүчтүн жарык толкун узундугунан ( ) көз карандылыгын түшүндүрө алган жок.

Дисперция кубулуш түшүндүрүш үчүн жарык менен заттын өз ара аракеттин кароо керек. Муну немец окумуштуусу В.Э.Вебер менен нидерланд физиги Х.А.Лоренц ишке ашырышты. 1863 –жылы Вебер атом электрдик түзүлүшкө ээ деген ойду айткан. 1896-жылы Лоренц электрондук теорияны жаратты. Ушул теорияга таянып,Лоренц дисперсия кубулушун түшүндүрө алды, башкача айтканда электрондук теория боюнча заттын салыштырма диэлектрдик өткөрүмдүүлүгү электромагниттик толкундун жыштыгынан көз каранды.Ошентип жарык бир эле мезгилде толкундук жана корпускулалык касиеттерге ээ болот.

Комптон эффектиси

Комптон эффектиси жарыктын корпускулалык касиеттерин толук түшүнүүгө жана даана байкоого жардам берет. Бул кубулушту 1923 –жылы америкалык физик А.Комптон ар түрдүү заттардан өтүүдө рентген нурларынын чачыроосун изилдеп, бул законду ачкан.Комптон эффектиси: эгерде бош же начар байланыштагы электрону бар зат ретген нурларын өткөзсө, рентген нурлары заттан чачырап чыгат жана толкун узундугунун чоңоюшу байкалат.

Заттын бетине түшкөн фотондун энергиясы барабар болот.Фотон заттагы тынч абалдагы электрон менен кагылышат. Электрон менен кагылышкан фотон өз энергиясынын бир бөлүгүн ага берет. Ошону менен бирге фотондун энергиясы да, импульсу да, багыты да өзгөрүлөт.Анын натыйжасында электрондун энергиясы көбөйөт да, ал кыймылга келет.Ал эми фотондуку азаят дагы багыты өзгөрөт. Фотондун энергиясынын кемиши, анын жыштыгынын азайышына, демек чачыраган фотондун толкун узундугунун көбөйүшүнө алып келет. болот. Мында – чачыраган фотондун энергиясы. Фотон менен электрон чагылышкан кезде энергия менен импульстун сакталуу закондору аткарылат. Энергиянын сакталуу закону боюнча ( )

Мында - электрондун баштапкы (уруунуга чейинки) энергиясы, -электрондун акыркы (урунуудан кийинки) энергиясы, - чачыраган фотондун жыштыгы.

Чагылышкан фотон менен электрондун энергиясы, импульстун модулу жана багыты өзгөрүлөт.Фотондун импульсунун бир бөлүгү электронго берилет. Импульстун сакталуу закону боюнча фотондун кагылышканга чейинки импульсу ( ) жана кагылышуудан кийинки ( ) импульстары. = + ( )

Энергиянын жана импульстардын сакталуу закондорун пайдаланып, нурдануунун толкун узундугунун канчага өзгөрөөрүн, табууга болот:

( ))

Мында турактуу чоңдук, электрондун комптондук толкун узундугу деп аталат. Комптондун тажрыйбалары ( )) формуланын туура экендигин далилдейт. Фотоэффект кубулушу фотондун энергиясын барабар деп аныктаса, ал эми Комптон эффектиси фотондун импульсу барабар экендигин тажрыйба жүзүндө далилдеди. Бул жагынан алганда фотон башка бөлүкчөлөргө эле окшош, демек жарык агымы бөлүкчөлөрдөн (корпускула) турат деп түшүндүрүүгө болот.

Жыйынтыктап айтканда, жарыктын кош касиеттүүлүгү башкача айтканда корпускулалык –толкундук дуализм бул ар кандай материалдык бөлүкчөлөрдүн өзүнүн корпускулалык касиеттери менен бир катарда толкундук касиеттерге да ээ экендигин далилдейт. Жарык тараган учурда анын толкундук касиеттери, ал эми нурданганда жана жутулганда корпускулалык касиеттери байкалат. Интерференция жана дифракция кубулуштары жарыктын толкундук касиеттерин, ал эми фотоэффект жана комптон эффектиси жарыктын корпускулалык касиеттери бар экендигин далилдейт. Убакыттын өтүшү менен кош касиеттүүлүк электрондорго, нейтрондорго жана башка бөлүкчөлөргө да таандык экендиги далилденген. Микробөлүкчөлөрдүн бул абалы кванттык механика теориясы менен түшүндүрүлөт.Кванттык механиканын теориясы төмөнкү жоболорго таянат:

а ) Планктын (1900) ою боюнча атомдон электромагниттик энергияны үзгүлтүксүз эмес, бөлүп –бөлүп квант түрүндө чыгарылат, ошондой эле квант түрүндө жутат. Ар бир бөлүктүн энергиясы . Мында -Планктын турактуулугу; - жарыктын жыштыгы;

б) А.Эйнтейн (1905) тажрыйба жүзүндө жарык нурдануусу өзгөчө бөлүкчөлөр –фотондордун агымы деп далилденген.

в) Француз физиги Де Бройльдун (1924) ою боюнча кош касиеттүүлүк жеке эле жарыкка тиешелүү эмес, ал табияттагы баардык нерселерге таандык.

Жарыктын толкундук жана корпускулалык касиеттери бекем байланышта болот да бирин бири өз ара толукташат. Жарыктын кош касиеттүүлүгүн негизги мааниси –бул касиеттеринин ажырагыс биримдиги болуп эсептелинет.

Де Бройль гипотезасы. Заттардын корпускулалык –толкундук касиеттерин далилдөөчү тажрыйбалар

Француз окумуштуусу Луи Де Бройль (1924) абдан маанилүү ойду сунуш кылган: корпускулалык –толкундук эки жактуулук жеке эле жарык бөлүкчөлөрү –фотондордун эмес, массага ээ болгон ар кандай бөлүкчөлөрдүн да касиеттери болуп эсептелинет. Фотонду мүнөздөөчү чоңдуктардын ортосунда кандай байланыш болсо, электрондук мүнөздөмөлөрдүн ортосунда ошондой эле байланыш бар деп божомолдогон Де –Бройль.

Бирок, Де –Бройль толкунунун таралышынын бир гана электрон менен эмес, массасы m, кыймыл ылдамдыгы болгон ар түрдүү бөлүкчөлөр менен да байланышы бар экендиги далилденген. Демек, электрон жана башка бөлүкчөлөрдүн кыймылы толкун процесстери менен байланышта турат.

( ))

Бул жерде: - Планк турактуулугу, –кыймылдагы бөлүкчөнүн импульсу. Бөлүкчөнүн ылдамдыгы менен вакуумдагы жарыктын с ылдамдыгы өлчөмдөш болгондо, анын импульсу релятивистик деп эсептелинет.

=m мында m=

Экинчи жагынан алганда, бизге белгилүү =ħ формуласы бар. потенциал айырмасы менен электр талаасында ылдамдатылган электрондун толкун узундугу төмөнкү формула менен эсептелет

( ))

( 24)) туюнтма бир гана электрондор үчүн эмес, ар түрдүү материалдык нерселер үчүн да колдонула тургандыгы аныкталган. Мисалы: массасы 0,14 кг болгон 40 м/с ылдамдыктагы топту алсак, ушул топ менен байланышкан Де –Бройль толкунунун узундугу болот. Башкача айтканда бул толкундун узундугу дээрлик кичине болгондуктан тажрыйба жолу менен аныктоого мүмкүн эмес. Ушул эле ылдамдыктагы электрондун толкун узундугу

Демек, мындай толкундун узундугун тажрыйба аркылуу оңой эле байкаса болот. Де –Бройль толкунунун энергиясы фотондун энергиясындай эле төмөнкү формула менен аныкталат :

Мында – Де-Бройль толкунунун жыштыгы. Жогоруда айтылгандай, Де-Бройль гипотезасы кванттык механика теориясынын жоболорунун бири болот.Америкалык физиктер Дэвинсон жана Джермердин тажрыйбалары бул жобонун негиздеринен болуп эсептелет. Алар Де-Бройль гипотезасын текшерүү максатында никельдин монокристаллынан электрондордун чачыроосун изилдешкен.

Жарыктын интерференциясы

Жарыктын интерференциясы –жарыктын толкундук касиетин далилдөөчү кубулуштардын бири; толкундардын кошулушунан пайда болгон кубулуш жана натыйжалуу жарык толкунунун мейкиндиктин түрдүү чекитинде убакыт боюнча туруктуу күчөшү же начарлашы. Толкундардын кошулушу алардын энергияларынын мейкиндикте кайра бөлүнүшүнө алып келет жана ал энергиянын сакталуу законуна каршы болбойт. Мейкиндиктин ар кандай чекитинде эң чоң энергияга жарыктын күчөшү, ал эми эң кичине энергияга –жарыктын начарлашы туура келет, башкача айтканда экранда туруктуу интерференциялык сүрөт пайда болот. Эгер кошулуучу толкундар монохромдук болсо, анда сүрөт кайталанып туруучу жарыктан жана күңүрт сызыктардан турат. Мындай туруктуу интерференциялык сүрөттү байкоо үчүн кошулуучу толкундар когеренттүү башкача айтканда толкун узундуктары (жыштыктары) бирдей, ошондой эле фазаларынын айырмасы туруктуу болушу керек. Когеренттүү эки толкундун интерференциясынан жарыктын күчөшү же начарлашы толкундардын жүрүш аралыгынын айырмасына көз каранды. Эгерде когеренттүү толкундардын жүрүш аралыгынын айырмасы толкун узундугунун бүтүн санына барабар болсо, анда мейкиндиктин берилген чекитинде жарык термелүүсүнүн күчөшү байкалат; ал эми толкундардын жүрүш аралыгынын айырмасы жарым толкун узундугунун так санына ( га барабар болсо, анда мейкиндиктин ал чекитинде жарыктын начарлашы пайда болот.

Жарыктын интерференциясы вакуумда жана башка чөйрөлөрдө байкалат. Түзүлүшү жарыктын интерференция кубулушуна негизделген оптикалык прибор интерферометр деп аталат. Жарыктын интерференциясы техникада аралыкты эң жогорку тактыкта, жука плёнкалардын калыңдыгын, жарык толкундарынын узундугун өлчөөдө, буюмдардын бетин жылмалоонун сапатын текшерүүдө жана оптикалык сүрөттөлүштү жакшыртууда жана башка колдонулат.Жарыктын толкун түрүндө тараларын ачык түрдө далилдөө керек болуп жатат. Жарыктын толкундук жаратылышка ээ экендигине ишениш үчүн, жарыктын интерференция жана дифракция кубулуштарын эксперимент түрдө далилдөө керек болуп жатат.