Optika
Manba: ÖzME, 6-jild (2000–2005), «Özbekiston milliy ensiklopediyasi» Davlat ilmiy naşriyoti · elektron nusxa: ziyouz.com kutubxonasi, 195–197-b. — ziyouz.com
Optika (yun. optike — köriş haqidagi fan) — fizikaning yoruğlikning tabiatini, yoruğlik hodisalari qonuniyatlarini, yoruğlik b-n moddalarning özaro ta'sirini örganadigan bölimi. Yoruğlikning töğri çiziq böylab tarqalişi qadimda Mesopotamiya va qad. Misrda ma'lum bölgan hamda undan quriliş işlarida foydalanişgan. Tasvirning közguda hosil bölişi b-n mil. av. 3-a.da Aristotel, Platon, Yevklidlar şuğullanişgan. O.ning rivojlanişi I. Nyuton, R. Guk, F. Grimaldi, X. Gyuygens va b.ning işlari b-n boğliq. 11-a.da arab olimi Ibn al-Xaysam (Algazen) O. töğrisida risola yozgan bölsada, yoruğlikning sinişi qonunini ifodalay olmagan. Faqat 1620-y.larda bu qonunni tajriba yöli b-n golland olimi V. Snellius va R. Dekart isbotladi. 17-a.dan yoruğlik haqida korpuskulyar va tölqin nazariyalar paydo böla boşladi. Yoruğlik korpuskulyar (zarra) nazariyasining tarğibotçisi X. Gyuygens edi.
Yoruğlikning tölqin tabiati haqidagi tasavvurlar M. Lomonosov va L. Eyler tomonidan rivojlantirildi. 19-a. boşlarida ingliz olimi T. Yung va O. Frenel işlari yoruğlik tölqin nazariyasining uzil-kesil ğalabasiga olib keldi. O. Frenel kristallooptika hodisalariga tölqin nazariyasini qölladi. T. Yung yoruğlik interferensiyasi hodisasini kuzatdi. Bu hodisa yoruğlik tölqin tabiatiga ega ekanligini körsatdi. O. Frenel yoruğlik interferensiyasi asosida yoruğlikning töğri çiziq böylab tarqalişini, turli difraksiya xrdisalarini va b.ni tuşuntirdi. Yoruğlikning sinişi va qaytişida yoruğlikning qutblanişini fransuz olimi E. Malyus kuzatdi (1808) va fanga «yoruğlikning qutblanişi» terminini kiritdi. M. Faradey yoruğlik qutblaniş tekisligining magnit maydonda burilişini kaşf qildi (1846) va elektromagnetizm b-n O. orasidagi boğlanişni, tok kuçi elektromagnit birligining elektro-statik birligiga nisbati yoruğlik tezligiga tengligini (3-10°sm/s) topdi.
J. K. Maksvell elektromagnit maydon tuşunçasini rivojlantirdi, yoruğlik ham elektromagnit tölqindan iborat, degan nazariyani yaratdi. U yoruğlikning elektromagnit nazariyasiga asoslanib, yoruğlikning hatto bosimi bölişini aytdi va uning son miqdorini nazariy aniqladi (1873). Uning nazariy tekşirişlari elektromagnit maydonning yoruğlik tezligiga teng tezlik b-n tarqalişini körsatdi. Italyan olimi A. Bartoli esa 1876 y.da yoruğlik bosimining termodinamik asosini yaratdi. 1899 y.da P. N. Lebedev birinçi bölib tajriba yöli b-n yoruğlik bosimini anikladi. 1888 y. da G. Gers vakuumda tarqalayotgan elektromagnit maydonning tezligi yoruğlik tezligiga teng ekanligini anikladi va J. Maksvell nazariyasini tajriba yöli b-n tasdikladi.
Yoruğlikning modsalar b-n ta'sirlaşuvini 19-a. 90-y.larida juda köp olimlar, jumladan, nemis olimi E. Drude, G. Gelmgols va G. A. Lorents tekşirdilar. Lorents modda va yoruğlikning elektromagnit nazariyasini yaratdi. Şu nazariya asosida O.dagi qator hodisalarni, mas, yoruğlikning dispersiya hodisasi, dielektrik singdiruvçanlik ye ning elektromagnit tölqin uzunligi X ga boğliq bölişi va h.k.ni tekşiriş va tuşuntiriş mumkin böldi.
Klassik elektron nazariya ayrim optik hodisalarni tuşuntirib bera olmadi va nazariya natijalari tajriba natijalariga, mas, mutlaq qora jismning issiklik nurlanişi spektrida energiya taqsimoti va b.ga mos kelmay qoldi. Bunday qiyinçilikni bartaraf qiliş uçun M. Plank yoruğlikning kvant nazariyasini yaratdi (1900). O.ning keyingi rivojlanişi kvant mexanika nazariyalari b-n boğliq. Fotoeffekt hodisasi uçun Plank nazariyasini A. Eynşteyn rivojlantirib, yoruğlik kvanti — foton tuşunçasini fanga kiritdi (1905). Yoruğlikning elektromagnit nazariyasi nisbiylik nazariyasining yaratilişiga mos böldi.
O. şartli ravişda geometrik O. va tölqin O.siga, fiziologik O., noçiziqli O. va b. xillarga bölinadi. Geometrik O.da yoruğlikning qaytişi va sinişi qonunlari asosida, ya'ni ikki muhit çegarasida yoruğlikning sinişi va qaytişi natijasida obyektlarning tasviri hosil bölişini tuşuntiriş mumkin. Unda fotometriya, yoruğlik oqimi, yoruğlik kuçi, yoritilganlik va yoruğlikni miqsoriy ifodalovçi boşqa kattaliklar qaraladi. Geometrik O. fotometriya b-n birga O. texnikasi, ya'ni optik asboblar nazariyasi va ratsional yoritiş, yoruğlik dastasini taqsimlaş va yönaltiriş ta'limotining ilmiy asoslari b-n ham şuğullanadi.
Tölqin O.sida interferensiya, difraksiya va yoruğlikning qutblanişi kabi yorutlik tabiati b-n boğliq bölgan hodisalar örganiladi. Bu hodisalar nazariyalarining rivojlanişi yoruğlik tabiatini töla oçib beriş b-n birga, yoruğlikning qaytişi va sinişi qonunlarini xam tuşuntirib bera oldi. Yoruğlikning modda b-n ta'siri tufayli har xil effektlar — mexanik (yoruğlik bosimi, Kompton effekti), xususiy optik (yoruğlikning soçilişi, fotolyuminessensiya), elektr (fotoelektr hodisa), kimyoviy (foto-kimyo va fotografiya effektlari), şuningdek, yoruğlikning yutilişi va soçilişi, issiklik nurlanişi va b. kuzatiladi.
Yoruğlikning yutilişi va soçilişi rang haqidagi ta'limot asosini taşkil qilib, rassomlik san'atida keng işlatiladi. Mas, tiniq bölmagan muhitda yoruğlikning soçilişi fotolyuminessensiya uçun asos bölib xizmat qiladi. Lyuminessensiya hodisasi hozirgi zamon gaz razryad va lyuminessensiya yoruğlik manbalarini yara-tiş maqsadida qöllaniladi. Bu yoruğlik manbalari elektr energiyani ança tejaydi. Ulardan lyuminissensiyalanuvçi ekranlar tayyorlaşda foydalaniladi. Bu ekranlar rentgenologiya, televideniye, ölçov asboblari va harbiy texnikada işlatiladi. Fotoelektr hodisaga asosan ölçov asboblari, har xil yoruğlik relelari ixtiro qilindi. O. texnikasi va maşinasozlikda metall yoki obyektni nazorat qiliş yoruğlik intenferensiyasi hodisasiga asoslangan. Yoruğlik difraksiyasi hodisasi arxitektura akustikasida ultraakustik tölqinlarni optik qayd qilişga imkon beradi. Rentgen nurlarining molekulalar, ayniqsa, kristallardagi difraksiyasi moddalar strukturasini tahlil qilişda muhim ilmiy va amaliy ahamiyatga ega.
Fiziologik O.da odam közining optik xususiyatlari, köz nuqsonlarini optik vositalar (közoynaklar, linzalar va b.) yordamida töğrilaş, köz kasalliklarining kelib çiqişiga köz optik xususiyatlari buzilişining ta'siri va b. masalalar örganiladi.
O.ning amaliy qöllaniş sohasi keng, mas, spektral taxlil sohasida atom va molekulalarning spektrini tekşiriş natijasida moddalarning tuzilişini aniklaş mumkin. Spektral tahlil astronomiya, geol., biol., tibbiyot, tuproqşunoslik, san'atşunoslik va kriminalistika işlarida; metallurgiya, maşinasozlikda, neft, kimyo sanoati, yengil sanoat, geologiya-qidiruv işlari va b. da qöllaniladi.
Özbekiston FA tarkibida akad. P. Q. Habibullayev rahbarligida «Issiklik fizikasi» bölimining taşkil kilinişi (1977) respublikada O.ning zamonaviy fundamental yönalişlari böyiça i.t.ning keng rivojlanişiga asos yaratdi. Jumladan, lazer O.si, molekulyar tizimlar fizikasi, kondensatlangan muhitlar O.si, spektroskopiya, tölqin jarayonlar fizikasi va b.ga oid i.t. işlar bajarildi. Bölimda moddalar yuqori t-raturaviy sintezi, strukturasi va xossalarini lazer nuri b-n boşkarişning yangi usullari işlab çiqildi va ularning me-xanizmi, lazer nurining atomar muhitlar b-n ta'siri örganildi (D. T. Alimov). 5 — 1000° va 80 — 2000° t-ra intervalida işlaydigan pirometr (A. E. Aliyev), infraqizil jiyemning nurlanişini qayd qilişda işlatilişi mumkin bölgan yangi tur priyomnik yaratildi (A. T. Mamadalimov, A. S. Zoki-rova va X. T. Egamberdiyev). Kondensatlangan muhitlar optikasi sohasida öta toza şaffof muhitlarda lazer nurining tarqalişi b-n boğliq optik hodisalar örganilib, unda yangi hodisa — tezkor keng polosali lyuminissensiya topildi. Noçiziğiy modulyatsi-on nur tolalar Oxi yaratildi (M. A. Qosimjonov, E. A. Zohidov va S. S. Qurbonov). Lazer spektroskopiyasi sohasida noçiziğiy muhitlarda lazer nurining anomal oğişi va öz-özidan fokuslanişi hodisalari kaşf qilin-di (T. Usmonov, S. A. Baxromov), tibbiyotda va ilmiy izlanişlarda keng qöllaniladigan eksimer lazerlar yaratildi (T. U. Arslonbekov). Muntazam bir jinsli bölmagan muhitlarda nurlar tartibsizligi xodisasi aniklandi (S. S. Abdullayev). Şuningdek, ÖzMU hamda SamDU fizika f-tlarida qattiq va suyuq (yumşoq) muhitlar strukturasini hamda ulardagi relaksatsiyaviy jarayonlarni optik usullar b-n örganiş sohasida keng qölamli tadqiqotlar olib borildi (B. M. Nosenko, A. A. Ayvazova, Ş. O. Ota-jonov, U. V. Valiyev — ÖzMU; A. Q.Otaxöjayev, F. X. Tuxvatullin, L. M. Sobi-rov, A. Jumaboyev va b. — SamDU).
Ad.: Born M., Volf E., Osnovi optiki [per. s angl.], M., 1973.
Ergaş Nazirov.
Asl matn (kirill, PDF'dagidek)
ОПТИКА (юн. optike — кўриш ҳақидаги фан) — физиканинг ёруғликнинг табиатини, ёруғлик ҳодисалари қонуниятларини, ёруғлик б-н моддаларнинг ўзаро таъсирини ўрганадиган бўлими. Ёруғликнинг тўғри чизиқ бўйлаб тарқалиши қадимда Месопотамия ва қад. Мисрда маълум бўлган ҳамда ундан қурилиш ишларида фойдаланишган. Тасвирнинг кўзгуда ҳосил бўлиши б-н мил. ав. 3-а.да Аристотель, Платон, Евклидлар шуғулланишган. О.нинг ривожланиши И. Ньютон, Р. Гук, Ф. Гримальди, X. Гюйгенс ва б.нинг ишлари б-н боғлиқ. 11-а.да араб олими Ибн ал-Хайсам (Альгазен) О. тўғрисида рисола ёзган бўлсада, ёруғликнинг синиши қонунини ифодалай олмаган. Фақат 1620-й.ларда бу қонунни тажриба йўли б-н голланд олими В. Снеллиус ва Р. Декарт исботлади. 17-а.дан ёруғлик ҳақида корпускуляр ва тўлқин назариялар пайдо бўла бошлади. Ёруғлик корпускуляр (зарра) назариясининг тарғиботчиси X. Гюйгенс эди.
Ёруғликнинг тўлқин табиати ҳақидаги тасаввурлар М. Ломоносов ва Л. Эйлер томонидан ривожлантирилди. 19-а. бошларида инглиз олими Т. Юнг ва О. Френель ишлари ёруғлик тўлқин назариясининг узил-кесил ғалабасига олиб келди. О. Френель кристаллооптика ҳодисаларига тўлқин назариясини қўллади. Т. Юнг ёруғлик интерференцияси ҳодисасини кузатди. Бу ҳодиса ёруғлик тўлқин табиатига эга эканлигини кўрсатди. О. Френель ёруғлик интерференцияси асосида ёруғликнинг тўғри чизиқ бўйлаб тарқалишини, турли дифракция хрдисаларини ва б.ни тушунтирди. Ёруғликнинг синиши ва қайтишида ёруғликнинг қутбланишини француз олими Э. Малюс кузатди (1808) ва фанга «ёруғликнинг қутбланиши» терминини киритди. М. Фарадей ёруғлик қутбланиш текислигининг магнит майдонда бурилишини кашф қилди (1846) ва электромагнетизм б-н О. орасидаги боғланишни, ток кучи электромагнит бирлигининг электро-статик бирлигига нисбати ёруғлик тезлигига тенглигини (3-10°см/с) топди.
Ж. К. Максвелл электромагнит майдон тушунчасини ривожлантирди, ёруғлик ҳам электромагнит тўлқиндан иборат, деган назарияни яратди. У ёруғликнинг электромагнит назариясига асосланиб, ёруғликнинг ҳатто босими бўлишини айтди ва унинг сон миқдорини назарий аниқлади (1873). Унинг назарий текширишлари электромагнит майдоннинг ёруғлик тезлигига тенг тезлик б-н тарқалишини кўрсатди. Итальян олими А. Бартоли эса 1876 й.да ёруғлик босимининг термодинамик асосини яратди. 1899 й.да П. Н. Лебедев биринчи бўлиб тажриба йўли б-н ёруғлик босимини аниклади. 1888 й. да Г. Герц вакуумда тарқалаётган электромагнит майдоннинг тезлиги ёруғлик тезлигига тенг эканлигини аниклади ва Ж. Максвелл назариясини тажриба йўли б-н тасдиклади.
Ёруғликнинг модцалар б-н таъсирлашувини 19-а. 90-й.ларида жуда кўп олимлар, жумладан, немис олими Э. Друде, Г. Гельмгольц ва Г. А. Лорентц текширдилар. Лорентц модда ва ёруғликнинг электромагнит назариясини яратди. Шу назария асосида О.даги қатор ҳодисаларни, мас, ёруғликнинг дисперсия ҳодисаси, диэлектрик сингдирувчанлик е нинг электромагнит тўлқин узунлиги X га боғлиқ бўлиши ва ҳ.к.ни текшириш ва тушунтириш мумкин бўлди.
Классик электрон назария айрим оптик ҳодисаларни тушунтириб бера олмади ва назария натижалари тажриба натижаларига, мас, мутлақ қора жисмнинг иссиклик нурланиши спектрида энергия тақсимоти ва б.га мос келмай қолди. Бундай қийинчиликни бартараф қилиш учун М. Планк ёруғликнинг квант назариясини яратди (1900). О.нинг кейинги ривожланиши квант механика назариялари б-н боғлиқ. Фотоэффект ҳодисаси учун Планк назариясини А. Эйнштейн ривожлантириб, ёруғлик кванти — фотон тушунчасини фанга киритди (1905). Ёруғликнинг электромагнит назарияси нисбийлик назариясининг яратилишига мос бўлди.
О. шартли равишда геометрик О. ва тўлқин О.сига, физиологик О., ночизиқли О. ва б. хилларга бўлинади. Геометрик О.да ёруғликнинг қайтиши ва синиши қонунлари асосида, яъни икки муҳит чегарасида ёруғликнинг синиши ва қайтиши натижасида объектларнинг тасвири ҳосил бўлишини тушунтириш мумкин. Унда фотометрия, ёруғлик оқими, ёруғлик кучи, ёритилганлик ва ёруғликни миқцорий ифодаловчи бошқа катталиклар қаралади. Геометрик О. фотометрия б-н бирга О. техникаси, яъни оптик асбоблар назарияси ва рационал ёритиш, ёруғлик дастасини тақсимлаш ва йўналтириш таълимотининг илмий асослари б-н ҳам шуғулланади.
Тўлқин О.сида интерференция, дифракция ва ёруғликнинг қутбланиши каби ёрутлик табиати б-н боғлиқ бўлган ҳодисалар ўрганилади. Бу ҳодисалар назарияларининг ривожланиши ёруғлик табиатини тўла очиб бериш б-н бирга, ёруғликнинг қайтиши ва синиши қонунларини хам тушунтириб бера олди. Ёруғликнинг модда б-н таъсири туфайли ҳар хил эффектлар — механик (ёруғлик босими, Комптон эффекти), хусусий оптик (ёруғликнинг сочилиши, фотолюминесценция), электр (фотоэлектр ҳодиса), кимёвий (фото-кимё ва фотография эффектлари), шунингдек, ёруғликнинг ютилиши ва сочилиши, иссиклик нурланиши ва б. кузатилади.
Ёруғликнинг ютилиши ва сочилиши ранг ҳақидаги таълимот асосини ташкил қилиб, рассомлик санъатида кенг ишлатилади. Мас, тиниқ бўлмаган муҳитда ёруғликнинг сочилиши фотолюминесценция учун асос бўлиб хизмат қилади. Люминесценция ҳодисаси ҳозирги замон газ разряд ва люминесценция ёруғлик манбаларини яра-тиш мақсадида қўлланилади. Бу ёруғлик манбалари электр энергияни анча тежайди. Улардан люминисценцияланувчи экранлар тайёрлашда фойдаланилади. Бу экранлар рентгенология, телевидение, ўлчов асбоблари ва ҳарбий техникада ишлатилади. Фотоэлектр ҳодисага асосан ўлчов асбоблари, ҳар хил ёруғлик релелари ихтиро қилинди. О. техникаси ва машинасозликда металл ёки объектни назорат қилиш ёруғлик интенференцияси ҳодисасига асосланган. Ёруғлик дифракцияси ҳодисаси архитектура акустикасида ультраакустик тўлқинларни оптик қайд қилишга имкон беради. Рентген нурларининг молекулалар, айниқса, кристаллардаги дифракцияси моддалар структурасини таҳлил қилишда муҳим илмий ва амалий аҳамиятга эга.
Физиологик О.да одам кўзининг оптик хусусиятлари, кўз нуқсонларини оптик воситалар (кўзойнаклар, линзалар ва б.) ёрдамида тўғрилаш, кўз касалликларининг келиб чиқишига кўз оптик хусусиятлари бузилишининг таъсири ва б. масалалар ўрганилади.
О.нинг амалий қўлланиш соҳаси кенг, мас, спектрал тахлил соҳасида атом ва молекулаларнинг спектрини текшириш натижасида моддаларнинг тузилишини аниклаш мумкин. Спектрал таҳлил астрономия, геол., биол., тиббиёт, тупроқшунослик, санъатшунослик ва криминалистика ишларида; металлургия, машинасозликда, нефть, кимё саноати, енгил саноат, геология-қидирув ишлари ва б. да қўлланилади.
Ўзбекистон ФА таркибида акад. П. Қ. Ҳабибуллаев раҳбарлигида «Иссиклик физикаси» бўлимининг ташкил килиниши (1977) республикада О.нинг замонавий фундаментал йўналишлари бўйича и.т.нинг кенг ривожланишига асос яратди. Жумладан, лазер О.си, молекуляр тизимлар физикаси, конденсатланган муҳитлар О.си, спектроскопия, тўлқин жараёнлар физикаси ва б.га оид и.т. ишлар бажарилди. Бўлимда моддалар юқори т-ратуравий синтези, структураси ва хоссаларини лазер нури б-н бошкаришнинг янги усуллари ишлаб чиқилди ва уларнинг ме-ханизми, лазер нурининг атомар муҳитлар б-н таъсири ўрганилди (Д. Т. Алимов). 5 — 1000° ва 80 — 2000° т-ра интервалида ишлайдиган пирометр (А. Э. Алиев), инфрақизил жиемнинг нурланишини қайд қилишда ишлатилиши мумкин бўлган янги тур приёмник яратилди (А. Т. Мамадалимов, А. С. Зоки-рова ва X. Т. Эгамбердиев). Конденсатланган муҳитлар оптикаси соҳасида ўта тоза шаффоф муҳитларда лазер нурининг тарқалиши б-н боғлиқ оптик ҳодисалар ўрганилиб, унда янги ҳодиса — тезкор кенг полосали люминисценция топилди. Ночизиғий модуляци-он нур толалар Охи яратилди (М. А. Қосимжонов, Э. А. Зоҳидов ва С. С. Қурбонов). Лазер спектроскопияси соҳасида ночизиғий муҳитларда лазер нурининг аномал оғиши ва ўз-ўзидан фокусланиши ҳодисалари кашф қилин-ди (Т. Усмонов, С. А. Бахромов), тиббиётда ва илмий изланишларда кенг қўлланиладиган эксимер лазерлар яратилди (Т. У. Арслонбеков). Мунтазам бир жинсли бўлмаган муҳитларда нурлар тартибсизлиги ходисаси аникланди (С. С. Абдуллаев). Шунингдек, ЎзМУ ҳамда СамДУ физика ф-тларида қаттиқ ва суюқ (юмшоқ) муҳитлар структурасини ҳамда улардаги релаксациявий жараёнларни оптик усуллар б-н ўрганиш соҳасида кенг қўламли тадқиқотлар олиб борилди (Б. М. Носенко, А. А. Айвазова, Ш. О. Ота-жонов, У. В. Валиев — ЎзМУ; А. Қ.Отахўжаев, Ф. X. Тухватуллин, Л. М. Соби-ров, А. Жумабоев ва б. — СамДУ).
Ад.: Борн М., Вольф Э., Основы оптики [пер. с англ.], М., 1973.
Эргаш Назиров.
Matn ÖzME'dan o'zgartirişsiz olingan, faqat yozuvi yangi alifboga o'girilgan. Qisqartmalar asl holida. Xato ko'rsangiz — xabar bering.