Optika

Optika (Yunoncha optike — ko’rish haqidagi fan) — fizikaning yorug’likning tabiatini, yorug’lik hodisalari qonuniyatlarini, yorug’lik bilan moddalarning o’zaro ta’sirini o’rganadigan bo’limi. Yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishi qadimda mesopotamiya va qadimgi Misrda ma’lum bo’lgan hamda undan qurilish ishlarida foydalanishgan. Tasvirning ko’zguda hosil bo’lishi bilan miloddan avvalgi 3-asrda Aristotel, Platon, Evklidlar shug’ullanishgan. Optikaning rivojlanishi I. Nyuton, R. Guk, F. Grimaldi, X. Gyuygens va boshqalarning ishlari bilan bog’liq. 11-asrda Arab olimi Ibn al-Xaysam (Algazen) Optika to’g’risida risola yozgan bo’lsada, yorug’likning sinishi qonunini ifodalay olmagan. Faqat 1620-yillarda bu qonunni tajriba yo’li bilan golland olimi V. Snellius va R. Dekart isbotladi. 17-asrdan yorug’lik haqida korpuskulyar va to’lqin nazariyalar paydo bo’la boshladi. Yorug’lik korpuskulyar (zarra) nazariyasining targ’ibotchisi X. Gyuygens edi. Yorug’likning to’lqin tabiati haqidagi tasavvurlar M. Lomonosov va L. Eyler tomonidan rivojlantirildi. 19-asr boshlarida ingliz olimi T. Yung va O. Frenel ishlari yorug’lik to’lqin nazariyasining uzil-kesil g’alabasiga olib keldi. O. Frenel kristallooptika hodisalariga to’lqin nazariyasini qo’lladi. T. Yung yorug’lik interferentsiyasi hodisasini kuzatdi. Bu hodisa yorug’lik to’lqin tabiatiga ega ekanligini ko’rsatdi. O. Frenel yorug’lik Interferentsiyasi asosida yorug’likning to’g’ri chiziq bo’ylab tarqalishini, turli difraktsiya hodisalarini va boshqalarni tushuntirdi. Yorug’likning sinishi va qaytishida yorug’likning qutblanishini frantsuz olimi E. Malyus kuzatdi (1808) va fanga “yorug’likning qutblanishi” terminini kiritdi. M. Faradey yorug’lik qutblanish tekisligining magnit maydonda burilishini kashf qildi (1846) va elektromagnetizm bilan Optika orasidagi bog’lanishni, tok kuchi elektromagnit birligining elektrostatik birligiga nisbati yorug’lik tezligiga tengligini (3-10°sm/s) topdi. J. K. Maksvell elektromagnit maydon tushunchasini rivojlantirdi, yorug’lik ham elektromagnit to’lqindan iborat, degan nazariyani yaratdi. U yorug’likning elektromagnit nazariyasiga asoslanib, yorug’likning hatto bosimi bo’lishini aytdi va uning son miqdorini nazariy aniqladi (1873). Uning nazariy tekshirishlari elektromagnit maydonning yorug’lik tezligiga teng tezlik bilan tarqalishini ko’rsatdi. Italyan olimi A. Bartoli esa 1876 yilda yorug’lik bosimining termodinamik asosini yaratdi. 1899 yilda P. N. Lebedev birinchi bo’lib tajriba yo’li bilan yorug’lik bosimini aniqladi. 1888 yilda G. Gers vakuumda tarqalayotgan elektromagnit maydonning tezligi yorug’lik tezligiga teng ekanligini aniqladi va J. Maksvell nazariyasini tajriba yo’li bilan tasdiqladi. Yorug’likning modsalar bilan ta’sirlashuvini 19-asr 90-yillarida juda ko’p olimlar, jumladan, nemis olimi E. Drude, G. Gelmgols va G. A. Lorents tekshirdilar. Lorents modda va yorug’likning elektromagnit nazariyasini yaratdi. Shu nazariya asosida o.dagi qator hodisalarni, masalan, yorug’likning dispersiya hodisasi, dielektrik singdiruvchanlik e ning elektromagnit to’lqin uzunligi X ga bog’liq bo’lishi va hokazolarni tekshirish va tushuntirish mumkin bo’ldi. Klassik elektron nazariya ayrim optik hodisalarni tushuntirib bera olmadi va nazariya natijalari tajriba natijalariga, masalan, mutlaq qora jismning issiqlik nurlanishi spektrida energiya taqsimoti va boshqalarga mos kelmay qoldi. Bunday qiyinchilikni bartaraf qilish uchun M. Plank yorug’likning kvant nazariyasini yaratdi (1900). Optikaning keyingi rivojlanishi kvant mexanika nazariyalari bilan bog’liq. Fotoeffekt hodisasi uchun Plank nazariyasini A. Eynshteyn rivojlantirib, yorug’lik kvanti — foton tushunchasini fanga kiritdi (1905). Yorug’likning elektromagnit nazariyasi nisbiylik nazariyasining yaratilishiga mos bo’ldi. Optika shartli ravishda geometrik Optika va to’lqin Optikasiga, fiziologik Optika, nochiziqli Optika va boshqa xillarga bo’linadi. Geometrik Optikada yorug’likning qaytishi va sinishi qonunlari asosida, ya’ni ikki muhit chegarasida yorug’likning sinishi va qaytishi natijasida ob’yektlarning tasviri hosil bo’lishini tushuntirish mumkin. Unda fotometriya, yorug’lik oqimi, yorug’lik kuchi, yoritilganlik va yorug’likni miqsoriy ifodalovchi boshqa kattaliklar qaraladi. Geometrik Optika fotometriya bilan birga Optika texnikasi, ya’ni optik asboblar nazariyasi va rasional yoritish, yorug’lik dastasini taqsimlash va yo’naltirish ta’limotining ilmiy asoslari bilan ham shug’ullanadi. To’lqin Optikasida interferentsiya, difraktsiya va yorug’likning qutblanishi kabi yorutlik tabiati bilan bog’liq bo’lgan hodisalar o’rganiladi. Bu hodisalar nazariyalarining rivojlanishi yorug’lik tabiatini to’la ochib berish bilan birga, yorug’likning qaytishi va sinishi qonunlarini xam tushuntirib bera oldi. Yorug’likning modda bilan ta’siri tufayli har xil effektlar — mexanik (yorug’lik bosimi, Kompton effekti), xususiy optik (yorug’likning sochilishi, fotolyuminessentsiya), elektr (fotoelektr hodisa), kimyoviy (fotokimyo va fotografiya effektlari), shuningdek, yorug’likning yutilishi va sochilishi, issiklik nurlanishi va boshqalar kuzatiladi. Yorug’likning yutilishi va sochilishi rang haqidagi ta’limot asosini tashkil qilib, rassomlik san’atida keng ishlatiladi. Masalan, tiniq bo’lmagan muhitda yorug’likning sochilishi fotolyuminessentsiya uchun asos bo’lib xizmat qiladi. Lyuminessentsiya hodisasi hozirgi zamon gaz razryad va lyuminestsentsiya yorug’lik manbalarini yaratish maqsadida qo’llaniladi. Bu yorug’lik manbalari elektr energiyani ancha tejaydi. Ulardan lyuminissentsiyalanuvchi ekranlar tayyorlashda foydalaniladi. Bu ekranlar rentgenologiya, televidenie, o’lchov asboblari va harbiy texnikada ishlatiladi. Fotoelektr hodisaga asosan o’lchov asboblari, har xil yorug’lik relelari ixtiro qilindi. Optika texnikasi va mashinasozlikda metall yoki ob’yektni nazorat qilish yorug’lik intenferentsiyasi hodisasiga asoslangan. Yorug’lik difraktsiyasi hodisasi arxitektura akustikasida ultraakustik to’lqinlarni optik qayd qilishga imkon beradi. Rentgen nurlarining molekulalar, ayniqsa, kristallardagi difraktsiyasi moddalar strukturasini tahlil qilishda muhim ilmiy va amaliy ahamiyatga ega. Fiziologik Optikada odam ko’zining optik xususiyatlari, ko’z nuqsonlarini optik vositalar (ko’zoynaklar, linzalar va boshqalar) yordamida to’g’rilash, ko’z kasalliklarining kelib chiqishiga ko’z optik xususiyatlari buzilishining ta’siri va boshqa masalalar o’rganiladi. Optikaning amaliy qo’llanish sohasi keng, masalan, spektral taxlil sohasida atom va molekulalarning spektrini tekshirish natijasida moddalarning tuzilishini aniklash mumkin. Spektral tahlil astronomiya, geologiya, biologiya, tibbiyot, tuproqshunoslik, san’atshunoslik va kriminalistika ishlarida; metallurgiya, mashinasozlikda, neft, kimyo sanoati, yengil sanoat, geologiya-qidiruv ishlari va boshqalarda qo’llaniladi. O’zbekiston Fanlar Akademiyasi tarkibida akad. P. Q. Habibullaev rahbarligida “issiqlik fizikasi” bo’limining tashkil qilinishi (1977) respublikada Optikaning zamonaviy fundamental yo’nalishlari bo’yicha ilmiy tadqiqotning keng rivojlanishiga asos yaratdi. Jumladan, lazer Optikasi, molekulyar tizimlar fizikasi, kondensatlangan muhitlar Optikasi, spektroskopiya, to’lqin jarayonlar fizikasi va boshqalarga oid ilmiy tadqiqot ishlar bajarildi. Bo’limda moddalar yuqori temperaturaturaviy sintezi, strukturasi va xossalarini lazer nuri bilan boshqarishning yangi usullari ishlab chiqildi va ularning mexanizmi, lazer nurining atomar muhitlar bilan ta’siri o’rganildi (D. T. Alimov). 5 — 1000° va 80 — 2000° temperatura intervalida ishlaydigan pirometr (A. E. Aliyev), infraqizil jiemning nurlanishini qayd qilishda ishlatilishi mumkin bo’lgan yangi tur priyomnik yaratildi (A. T. Mamadalimov, A. S. Zokirova va X. T. Egamberdiyev). Kondensatlangan muhitlar optikasi sohasida o’ta toza shaffof muhitlarda lazer nurining tarqalishi bilan bog’liq optik hodisalar o’rganilib, unda yangi hodisa — tezkor keng polosali lyuminissentsiya topildi. Nochizig’iy modulyasion nur tolalar oxi yaratildi (M. A. Qosimjonov, E. A. Zohidov va S. S. Qurbonov). Lazer spektroskopiyasi sohasida nochizig’iy muhitlarda lazer nurining anomal og’ishi va o’z-o’zidan fokuslanishi hodisalari kashf qilindi (T. Usmonov, S. A. Baxromov), tibbiyotda va ilmiy izlanishlarda keng qo’llaniladigan eksimer lazerlar yaratildi (T. U. Arslonbekov). Muntazam bir jinsli bo’lmagan muhitlarda nurlar tartibsizligi xodisasi aniqlandi (S. S. Abdullaev). Shuningdek, O’zMU hamda SamDU fizika fakultetlarida qattiq va suyuq (yumshoq) muhitlar strukturasini hamda ulardagi relaksasiyaviy jarayonlarni optik usullar bilan o’rganish sohasida keng qo’lamli tadqiqotlar olib borildi (B. M. Nosenko, A. A. Ayvazova, Sh. O. Otajonov, U. V. Valiev — O’zMU; A. Q.Otaxo’jaev, F. X. Tuxvatullin, L. M. Sobi-rov, A. Jumaboev va boshqalar — SamDU). Ad.: Born M., Volf E., Osnovi optiki [Per. s angl.], M., 1973. Ergash Nazirov.