Kompton effekti

Tasavvur qiling, siz aks-sado qaytadigan joyda qattiq qichqirdingiz. Albatta, sizning tovushingiz o‘zingizga bir necha martadan qayta-qayta eshitiladi va u siz qanday qichqirgan bo‘lsangiz, o‘sha tovush chastotasida qaytadi. Tovushingiz hech qachon bir oktava past bo‘lib qaytmaydi. Ammo lekin, rentgen to‘lqinlari borasida bunday deyishning iloji yo‘q. 1923-yilda fizik olim Artur Kompton (1892-1962) rentgen nurlarining elektronlarga tushishi natijasidagi tarqoq nurlanishlarning chastotasi va energiyasi pastroq bo‘lishini ko‘rsatib bergan. Bu ko‘pchilik olimlar uchun kutilmagan hol bo‘ldi. Chunki, elektromagnit nurlanishlarning klassik to‘lqin nazariyasida bunday effekt ko‘zda tutilmagan edi.

Sochilgan rentgen nurlarining zarrachalari o‘zini xuddi bilyard sharlari singari tutardi. Ya’ni, ularning energiyasining ma’lum qismi, o‘zi borib urilgan elektronga uzatilar edi. Boshqacha aytganda, rentgen nurlari zarrachalarining boshlang‘ich impulsining ma’lum qismini elektron o‘ziga qabul qilib olardi. Bilyard sharlari bilan bog‘liq holatda, sochilib ketgan bilyard sharlarining energiyasi, ularning to‘qnashuvdan keyin qanday burchak ostida tarqalishiga bog‘liq bo‘ladi. Shunga o‘xshash, ya’ni, burchak bilan aloqadorlikni Kompton rentgen nurlari zarrachalari va elektronlarning to‘qnashuvida ham mavjud bo‘lishini aniqladi. Kompton effekti kvant nazariyasining haq ekaniga yaqqol isbot o‘laroq maydonga chiqdi. Ya’ni, u yorug‘likning bir vaqtning o‘zida ham to‘lqin va ham korpuskulyar xususiyatlarga ega ekanini tasdiqladi. Bundan avvalroq, Albert Eynshteyn tomonidan, fotoeffekt hodisasini, ya’ni, mis plastina yuzasini muayyan chastota diapazondagi yorug‘lik bilan yoritilganida, uning sirtidan elektronlar uchib chiqish jarayonini ham kvant nazariyasi orqali tushuntirish mumkinligi ko‘rsatib berilgan edi. Bunda ham, yorug‘likni zarrachalar oqimi deb tasavvur qilinadi. Hozirda, fizikada yorug‘lik zarrachalarini fotonlar deb yuritiladi.

Agar, rentgen nurlari to‘lqinlariga hamda elektronlarga mumtoz model nuqtai nazaridan yondoshilsa, unda, qoidaga ko‘ra, elektronlar ham, kelib tushayotgan to‘lqin chastotasida tebranishni boshlashi, bundan kelib chiqib esa, ularning o‘zi ham aynan shu chastotadagi to‘lqinlar taratishi kerak edi. Biroq, Kompton yaqqol ko‘rib turibdiki, rentgen nurlari bilan amalda bunday bo‘lmayapti. Kompton rentgen nurlarini ham xuddi fotonlar singari deb tasavvur qildi va fiziklarga yaxshi ma’lum bo‘lgan ikkita formula E=hf va E=mc² dan kelib chiqib, rentgen nurlari zarrachasini p=hf/c impulsga ega bo‘ladi deb qabul qildi. Kuzatish va tajribalar esa, ushbu taxminni mutlaqo to‘g‘ri ekanini tasdiqladi. Ushbu formulalarda E — energiya, f — foton chastotasi, c — yorug‘lik tezligi, m — massa, h esa Plank doimiysi. Kompton effektini qayd etish tajribalarida, elektronlarni atomlarga tortilish kuchini inobatga olinmaydi va elektronlarni o‘zini alohida, erkin obyektlar deb qaraladi va ular istalgan tarafga sochilishi mumkin deb qabul qilinadi.

Rasmda: Artur Kompton (chapda) o‘z shogirdi Luis Alvares bilan Chikago universiteti laboratoriyasida tajriba o‘tkazmoqda. Ularning har ikkalasi ham Nobel mukofotiga sazovor bo‘lishgan. Rasm 1933-yilga taalluqli.

Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring: