Қысқаша лекциялар жинағы

Rаорт : Rар : R кап = 3000:500:1

№ 16 -17 лекция

Митогенетикалық сәулелену.Хемилютинесценция

Инфра- қызыл және жоғары жиілікті толқындар ультра күлгін сәулелер. Биологиялық

жүйелерге осы сәулелердің эсері.

Акустика. Ультрадыбыстар оларды биология мен медиинада қолдану.

Адам организімінін физикалық өрістері.
Жарықтың түзу сызықпен таралуы, оның шағылуы, сынуы Евклидтің еңбектерінде кездеседі. Жарықтың мөлдір екі ортаның шекарасында сыну құбылысы Аристотельге мәлім болған. Жарықтың сыну заңын В.Снелиус тағайындады.

ХVII ғасырда жарықтың табиғаты жайында 2 түрлі ғылыми түсінік болды.

1. 
   Жарықтың корпускулалық теориясы.
   
2. 
   Жарықтың толқындық теориясы.
   

Бұл теория бойынша:

-Жарық дегеніміз – жарқырауық денелерден ұшып шыққан жарық бөлшектерінің ағыны:

-Жарық бөлшектері инерция заңына лайық, түзу сызық бойымен қозғалады, сондықтан жарық біртекті ортада түзудің бойымен таралады;

• 
  Айнаға түскен жарық бөлшектерінің шағылуы серпімді қабырғаға соғылған кәдімгі серпімді шардың шағылуына ұқсас, яғни шағылу бұрышы түсу бұрышына тең.
  
• 
  Екі мөлдір ортаның шекарасында жарықтың сыну себебі жарық сындырушы ортаның бөлшектеріне тартылады, соның салдарынан 1-ші ( ) ортадан 2-ші ( ) ортаға өткенде жарық бөлшектерінің жылдамдығы өзгереді. Корпускулярлық теория борйынша жарықтың сыну көрсеткіші (η) жарықтың 2-ші ортадағы жылдамдығының 1-ші ортадағы жылдамдығының қатынасына тең, яғни:
  

Жарықтың ауадағы таралу жылдамдығы 300000 км/сек, ал судағы таралу жылдамдығы 225000 км/с. Жарық ауадан суға өткендегі сыну көрсеткіші 1,33-ке тең, яғни 1-ден артық. Демек Ньютонның жарық сыну көрсеткіші жағдайындағы көрсеткіші дұрыс емес.

М.Гюгеньс (1678ж) жарықтың толқындық теориясын ұсынды. Бұл теория бойынша жарық дегеніміз ерекше серпімді ортада (эфирде) таралатын толқындық процесс. Гюгеньстің пікірінше жарық та, дыбысқа ұқсас сфералық беттер және толқындар түрінде таралады. Сонда жарық толқындары эфирде таралатын механикалық серпімді тербелістер болып табылады.

«Толқындық бет жеткен әрбір нүкте элементтар толқындардың дербес көзі болады; сол элементтар толқындарды ораушы бет жаңа толқындық беттің орнын көрсетеді» (Гюгеньс принципі). Толқындық беттерге тік жүргізілген түзулер жарық таралатын бағытты көрсетеді.

Гюгеньс осы принципке сүйеніп жарықтың шағылу және сыну заңдарын, сондай-ақ жарықтың қосарланып сынуын да дұрыс түсіндірді.

Толқындық теория бойынша жарықтың сыну себебі жарық бір ортадан екінші ортаға өткенде оның жылдамдығы өзгереді. Мысалы, тығыз емес ортадан (ауадан) тығыздау ортаға (суға) өткенде жарық жылдамдығы кемиді, сонда тығыздау ортаның жарық сыну көрсеткіші (η) жарықтың тығыз емес ортадағы -жылдамдығының тығыздау ортадағы жылдамдығына қатынасына тең, яғни

Сыну көрсеткіші жайындағы бұл қорытындының дұрыс екендігі кейін тәжірибе жүзінде дәлелденді.

Гюгеньстің толқындық теориясы – жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңын түсіндіре алмады.

О.Френель (1815) Гюгеньстің принципіне элементар толқындардың интерференциялау принципін қосты – бұл Гюгеньс-Френель принципі деп аталды, осы принцип жарықтың түзу сызық бойымен таралуын және жарықтың дифракция құбылысын дұрыс түсіндірді.

Д.Максвелл (1895) электормагниттік толқындар мен жарықтың табиғаты бір, яғни жарық дегеніміз электромагниттік толқындардың дербес түрі деген қорытындыға келді.

Жарықтың осы электромагниттік теориясы көптеген оптикалық мәселелерді дұрыс түсіндіргенмен жарық шығару және жарық жұту құбылыстарын, фотоэффект құбылысын т.б толық түсіндіре алмады.

1900ж М.Планк – атом құрамындағы электрондар тербелгенде сәулелік энергия белгілі мөлшерде үздік-үздік (порция-порция) квант түрінде шығады, ал оның энергиясы жарықтың тербеліс жиілігіне (ν) пропорционал деді.

ε=hν (3)

ε – энергия кванты

h – 6,62·10^-34Дж·с – Планк тұрақтысы

ν – жарықтың тербеліс жиілігі.

Осы кванттық теория бойынша А Эинштейн (1905) – жарық дара энергия кванттары түрінде жұтылуға тиіс деп болжап, фотоэффект құбылысының негізгі заңдарын түсіндірді. Эинштейн - жарық дегеніміз кванттар ағыны деді. Жарық кванттары қазір фотондар деп аталады, жарық кванттар – фотондар ағыны деп ұғынатын теория жарықтың фотондық теориясы деп аталады.

Сонымен ХХ-ғасырдың басында жарықтың элнетромагниттік теориясына жарықтың фотондық теориясы қосылды, яғни жарықтың әрі толқындық, әрі корпускулалық қасиеттері бар. Жарықтың табиғаты екі жақтылы . Осындай екі жақтылы қасиеттер кәдімгі заттың элементтер бөлшектеріне де тән. Осындай көзқарасты белгілі француз физигі Луй де – Броиль (1924) ұсынды.