Kompyuter injinering fakulteti

3. Jaqtılıq nurınıń tábiyatı.
Jaqtılıq nurı tábiyatı haqqındaǵı birinshi qıyallar áyyemgi greklar hám Mısırlıqlarda payda bolǵan. XVII ásir aqırına kelip jaqtılıqtıń eki teoriyası I.Nyuton tárepinen korpuskulyar teoriya hám R.Guk hám X.Gyuygens tárepinen tolqın teoriyası qáliplese basladı.
Korpuskulyar teoriyaǵa tiykarınan, jaqtılıq nurın shashatuǵın denelerden shıǵıwshı bóleksheler (korpuskulyalar) aǵımınan ibarat esaplanadi. Nyuton jaqtılıq bóleksheleri háreketi mexanika nızamlarına boysınadı, degen pikirde edi. Mısal ushın, jaqtılıqnıń keri qaytıwı elastik shariktiń tegislikten urılıp qaytıwına uqsatǵan edi.

Jaqtılıqnıń sınıwı jaqtılıq bóleksheleriniń bir ortalıqtan ekinshisine ótiwinde, tezligi ózgeriwi esabınan júz beredi, dep tusintiriledi. Korpuskulyar teoriya boyınsha, vakuum - ortalıq shegarasında jaqtılıqtıń sınıwı tómendegi nızamǵa boysunadı:
(15)
bul jerde c - jaqtılıqtıń vakuumdaǵı tezligi, ϑ- jaqtılıqtıń ortalıqtaǵı tarqalıw tezligin ańlatadı. Korpuskulyar teoriyaǵa tiykarınan, n>1 bolǵan halda, jaqtılıqtıń ortalıqtaǵı tarqalıw tezligi ϑ vakuumdaǵı tarqalıw tezligi c dan úlken bolıwı kerek. Nyuton interferentsiyası tábiyat kórinisiniń payda bolıwın jaqtılıq shıǵıwı hám tarqalıwı menen baylanıslı processlerde qanday da hár qashan tákirarlanatuǵın bar degen shamalarǵa tiykarınan túsindiriwge háreket etdi.
Sonday etip, Nyutondıń korpuskulyar teoriyası tolqın elementlerine uqsas qıyallardı óz ishine ala basladı.
Korpuskulyar teoriyadan ayrıqsha túrde, jaqtılıqtıń tolqın teoriyası jaqtılıqtıń mexanik tolqınlarǵa uqsas, tolqın processinen ibarat, dep esaplaydı.

Tolqın teoriyası tiykarında Gyuygens principi jatadı. Gyuygens principi tiykarınan, tolqın jetip barǵan hár bir noqat ekilemshi tolqınlar deregine aylanadı, derekti qorshap alıwshı iymek sızıq keyingi orındaǵı tolqın frontı jaǵdayın belgileydi. Gyuygens principine tıykarlanıp jaqtılıqtıń qaytıwı hám sınıw nızamların ańsatǵana tastıyıqlaw múmkin.
Tolqın teoriyası vakuum-ortalıq shegarasında jaqtılıqtıń sınıwın tómendegi ańlatpa menen táriypleydi:
(16 )
Tolqın teoriyası tiykarında alınǵan sınıw nızamı Nyutonnıń sınıw nızamına keri bolıp tabıladı. Tolqın teoriyası jaqtılıqtıń ortalıqtaǵı tarqalıw tezligi vakuumdaǵı tezliginen kishi ekenligin tastıyıqlaydı: _.
XVIII ásir baslarında jaqtılıq tábiyatın túsindiriwde bir-birine qarsı bolǵan eki jaqınlaw ámeldegi bola basladı: Nyutonnıń korpuskulyar hám Gyugenstiń tolqın teoriyaları. Bul eki teoriyaler jaqtılıq nurınıń tuwrı sızıqlı tarqalıwın, sınıw hám qaytıw nızamların túsindirip berdi.
XIX ásir baslarında tolqın teoriyası - korpuskulyar teoriyadan ústin bola basladı. Buǵan ingliz fizigi T.Yung hám fransuz fizigi O.Frenel tárepinen interferensiya hám difraksiya hádiyselerin úyreniwde alınǵan nátiyjeler sebep boldı.
1851-jılda J.Fuko zárúrli áhmiyetke iye bolǵan tolqın teoriyasınıń tájiriybelik tastıyıǵın aldı, suwda jaqtılıqtıń tarqalıw tezligin ólshep ekenligin tastıyıqladı.
1865-jılda Maksvell jaqtılıqtıń elektromagnit teoriyasın jarattı: ol jaǵdayda jaqtılıq hár túrlı ortalıqlarda tezlik penen tarqalatuǵın,

júdá qısqa elektromagnit tolqınlardan ibarat dep esapladı, jaqtılıqtıń vakuumdaǵı tarqalıw tezligine

teńligin tastıyıqladı.
Maksvell teoriyası jaqtılıqtıń nurlanıw hám jutılıw protsessin, fotoelektrik effektti hám Kompton shashılıwın túsindire almadı. Lorens teoriyası da, jaqtılıqtıń elementler menen óz-ara tásirin, atap aytqanda, qara denenıń ıssılıq nurlanıwındaǵı tolqın uzınlıǵına baylanıslı energiya bólistiriwin túsindire almadı.
M.Plank tárepinen usınıs etilgen gipotezaǵa tiykarınan, jaqtılıqtıń nurlanıwı hám jutılıwı úzliksiz bolǵanday, diskret ózgeshelikke iye esaplanadı, yaǵnıy anıq porsiyadan (kvantlar) ibarat esaplanadı. Bul kvant energiyası tómendegishe ańlatıladı:
(17)
bul jerde h-Plank turaqlısı. Plank gipotezası qara deneniń ıssılıq nurlanıwın da ańsat túsindire aldı.
1905-jılda A.Enshteyn jaqtılıqtıń kvant teoriyasın jańalıq ashtı. Bul teoriyaǵa tiykarınan, jaqtılıq nurlanıwı hám tarqalıwı fotonlar-jaqtılıq kvantları aǵımı kórinisinde júz berip, olardıń energiyası tómendegi koefficient penen anıqlanadı:
(18)
jaqtılıqtıń tarqalıw nızamları, jaqtılıqtıń elementleri menen óz-ara tásiri haqqındaǵı teoriyalar jaqtılıq quramalı ózgeshelikke iye ekenligin kórsetedi. Sonday eken, jaqtılıq tábiyatı korpuskulyar-tolqın dualizmi oyda sawlelendiriwinen ibarat.