Oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi berdaq nomidagi qoraqalpoq davlat universiteti fizika fakulteti2-v fizika guruh talabasi

Lyuminessensiya haqida tushuncha

Vakuumda yorug‘lik tezligi. Fizikada yorug‘lik tezligi qiymati o‘zgarmaydigan asosiy doimiylardan biri hisoblanadi. Uning ta’rifi fizika rivojlanishidagi qator davrlar to‘lqin optikasi (T.Yung, O.Frenel), elektrodinamika (J. K. Maksvell, G. Geri, P.N.Lebedev), kvant nazariyasi (M. Plank, A. Eynshteyn, I. Bor), maxsus nisbiylik nazariyasi (A. Eynshteyn) bilan bog‘liqdir. Maktab fizika kursida o‘quv materialini o‘rganishda yorug‘lik tezligi asosiy tushunchalardan biri maxsus nisbiylik nazariyasi bo‘limida esa oxirgi natijaviy tushuncha hisoblanadi. Yorug‘likning vakuumdagi tezligi chegaraviy kattalik bo‘lib, sanoq tanlanishiga qarab nisbiydir. Yorug‘likning bu xossalarini fizika kursining maxsus bo‘limlarida ko‘rib o‘tiladi [1].
Yorug‘lik tezligini chekli ekanligini to‘g‘ri va bilvosita metodlar bilan tajribada isbotlash mumkin. Turli metodlarda yorug‘likning manbadan qabul qilgichgacha bo‘linib—tarqalishidan foydalaniladi. Hozirgi zamon radiolashgan qurilmalarida uzatuvchi qurilmalar impulsni davriy ravishda uzatadi, qaytgan to‘lqin uzatuvchi radiostantsiyaga kelib uriladi.
Mustaqil tarqaluvchi yorugʻlik nurlari haqidagi tasavvur qad. dunyo fani davridayoq vujudga kelgan edi. Yunon olimi Evklid nurning toʻgʻri chiziqli tarqalish va yorugʻlikning koʻzgudan qaytish qonunini kashf qildi. 17-asrda bir qator optik asboblar (kuzatish trubasi, teleskop, mikroskop va b.) kashf qilinishi va ularning keng qoʻllanishi munosabati bilan Geometrik optika juda tez rivojlana boshladi. Shu davrda golland matematigi V. Snell va R. Dekart tomonidan yorugʻlik nurlarining ikki muhit chegarasida sinish qonunlari tajriba asosida kashf qilindi. 17-asr oʻrtalaridayoq fransuz olimi P. Ferma Geometrik optikaning asosiy prinsipini quyidagicha ifodalagan edi: ikki nuqta orqali oʻtuvchi yorugʻlik nuri shu nuktalar oraligʻida eng qisqa vakt ketadigan yoʻl boʻylab yuradi. 18-asrdan boshlab optik sistemalarining hisoblash usullari takomillasha borgan sari Geometrik optika amaliy fan sifatida rivojlana bordi [2].
Geometrik optikada ozgina tushuncha va qonunlar (yorugʻlik nuri toʻgʻrisida tasavvur, yorugʻlikning qaytishi va sinishi qonunlari)ga asoslanib, koʻpgina muhim amaliy natijalarni olish mumkin.
Agar biror moddaga tashqaridan energiya berilsa, yutilgan energiya ta’sirida moddani tashkil qilgan atomlar yoki molekulalar qo‘zg‘olgan holat ya’ni ortiqcha energiyaga ega bo‘lgan holatga keladi. Bu vaqtda elektronlar, ortiqcha energiya hisobiga atomlarning yuqori pog‘onalariga o‘tib qo‘zg‘algan holatda bo‘ladi.Lekin ular qo‘zg‘olgan holda uzoq saqlanmay, qisqa vaqt ichida ortiqcha energiyasini chiqarib, o‘zining avvalgi turg‘un holatiga kelishga harakat qiladi. Molekulalar va atomlar yutgan energiyasining bir qismini issiqlik emas nurlanish holida chiqarsa bu hodisa lyuminessensiya deyiladi.
Lyuminessent nurlanish intensivligi I_l analiz qilinayotgan moddaning konsentratsiyalarinyng ma’lum intervalida shu modda konsentratsiyasiga (C) proporsional bo‘ladi.
I_l = k*C
Bu bog‘liqlikdan foydalanib ko‘pchilik moddalar miqdoriy analiz qilinadi. Lyuminessensiyani vujudga keltirish uchun odatda ultrabinafsha nurlaridan foydalaniladi. Lyuminessent usuli juda sezgir metodlar qatoriga kiradi va uning yordamida moddalarning kam miqdorlarini (10^{- 6} - 10^{- 8} g/ml) aniqlash mumkin. Bundan tashqari kimyoviy analizda ba’zi lyuminessent hossaga ega bo‘lgan organik birikmalar titrlash jarayonida indikatorlar tariqasida ishlatilishi bilan muhim ahamiyatga ega. Organik moddalarning molekulasi kislotali yoki asosli hossalarga ega bo‘lsa, eritmada vodorod ionlari konsentratsiyasi o‘zgarishi bilan ularning lyuminessensiyasi ham o‘zgaradi. Kimyoviy analizning tirimetrik metodlarida bunday birikmalar lyuminesssent indikatorlar deb ataladi va ular moddalarning miqdorini aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Lyuminessent analiz usuli sanoatda, qishloq xo‘jaligida keng qo‘llaniladi [3].
Moddaning turli energiyalar manbai ta’sirida shu’lalanishi lyuminessensiya deyiladi. Usul bilan konsentratsiyaning kichik chegarasida (10^-4 -10^-7) moddalar miqdorini tahlil qilish mumkin . Tasnifi: 1) Qo‘zg‘atuvchi manbaning turiga ko‘ra:
Fotolyuminessensiya – spektrning UB va ko’rinadigan soxa, nurlari ta’sirida moddani shu’lalanishi.
Xemolyuminessensiya – kimyoviy reaksiyaning energiyasi hisobiga, moddani shu’lalanishi.
Rentgenolyuminessensiya – rentgen nurlari ta’sirida moddani shu’lalanishi.
Katodolyuminessensiya – gaz xolatida katod lampasidan chiqayotgan elektronlar oqimi ta’sirida moddani shu’lalanishi.
Termolyuminessensiya – qizdirib cho’g’latilgan moddani shu’lalanishi.
2) Shulalanish davomiyligiga ko‘ra:
Fluoressensiya – qo’zg’atuvchi manba ta’siri to’xtatilgach darxol so’nuvchi shula (10^-6 -10^-9 sek).
Fosforessensiya – qo’zg’atuvchi manba ta’siri to’xtatilgach, ma’lum vaqt davom etuvchi shu’lalanish (10^-2 -10^-3sek).
Titrimetrik analiz aniqlanayotgan modda bilan reaksiyaga sarflangan ma’lum konsentratsiyali reagentning hajmini o‘lchashga asoslangan usuldir. Titrimetrik analizda titrtushunchasiga duch kelamiz.Titrlash so‘zi titrso‘zidan olingan. Titri ma’lum eritma yordamida titri noma’lum eritmaning titrini aniqlash jarayoniga titrlash deyiladi.Titrlashning mohiyati quyidagidan iborat: aniqlanayotgan A modda eritmasiga B reaktivdan oz-ozdan qo‘shib boriladi, B ning konsentratsiyasi juda aniq bo‘lishi kerak. Titrlash jarayonida B reagent to Ava B ning miqdorlari ekvivalent bo‘lguncha tomchilatib qo‘shib turiladi. Shunday qilib, bunday aniqlash qo‘shilgan reaktiv miqdori aniqlanayotgan modda miqdoriga ekvivalent bo‘lgandagina mumkin bo‘ladi.Titrimetrik analiz juda tez bajariladi,uni 1828 -yilda fransuz olimi GeyLyussak ilmiy asoslab bergan. Ma’lumki,bir-biri bilan miqdoran reaksiyaga kirishuvchan eruvchan eritma hajmlari bu eritmalarning normal konsentratsiyalariga teskari proporsionaldir.
Yerda yorug‘likning asosiy manbalari kuchli cho‘lg‘angan jismlardir. Yorug‘likning bunday manbalari issiq manbalar deb ataladi. Ammo yorug‘likning issiq manbalaridan tashqari, sovuq manbalari ham bor, ularda energiyaning boshqa turlari (masalan, kimyoviy energiya) yorug‘lik energiyasiga aylanadi. Sovuq yorug‘lik beruvchi xilma-xil hodisalar Lyuminessensiya deb ataladi. Lyuminessensiya – lotincha lyumen, ya’ni yorug‘lik so‘zidan olingan. Lyuminessensiyani vujudga keltiruvchi sabablar ham turli-tumandir. Hashoratlarning (masalan, yaltiroq qurtlar), daraxt chirindilari, chiriyotgan go‘sht va hokazolarning shu’lalanishi odamzodga qadimdan ma’lum, bu hodisalar sovuq holda shu’lalanishning misoli bo‘la oladi. Bu yerda shu’lalanish kimyoviy protsesslar natijasida, asosan, oksidlanish natijasida paydo bo‘ladi. Agar uran nitratning sariq kristallaridan ozrog‘ini sandonga qo‘yib, qorong‘i joyda bolg‘acha bilan ursak, urilganda chiroyli yashil tusda chaqnashini ko‘ramiz. Bunda kristallning sovuq holda yorug‘lik chiqarishiga mexanik ta’sir sabab bo‘ladi. Kristallning bolg‘acha urilganda atrofga sachrab ketgan parchalari yana bir oz vaqt nur sochib turadi, bu narsa lyuminessensiya hodisasiga juda xarakterlidir.

1-rasm
Lyuminessensiya hodisasining hosil bo’lishi

Lyuminessensiyaning hosil bo‘lishi. Yorug‘lik manbai fotoni kristallning lyuminessensiya markazini uning yutish polosasi - sathlar bilan zich to‘lgan interval sathlaridan biriga o‘tkazadi. 10^-8 s vaqt ichida lyuminessensiya markazi AA sathga o‘tib, energiyani kristall panjaraga beradi. Asosiy holat sathi ВВ ga o‘tishda bu sathdan kvant chiqadi. Lyuminessensiya yuz beradigan moddalar lyuminofor moddalar deb ataladi. Lyuminessensiya markazi uyg‘ongan holatdan pastroq energiya sathiga o‘tishida o‘rtacha sarflanadigan vaqt lyuminessensiya jarayonining asosiy xarakteristikalaridan biri hisoblanadi.