ОПТИКА

ОПТИКА (юн. optike — кўриш ҳақидаги фан) — физиканинг ёруғликнинг табиатини, ёруғлик ҳодисалари қонуниятларини, ёруғлик б-н моддаларнинг ўзаро таъсирини ўрганадиган бўлими. Ёруғликнинг тўғри чизиқ бўйлаб тарқалиши қадимда Месопотамия ва қад. Мисрда маълум бўлган ҳамда ундан қурилиш ишларида фойдаланишган. Тасвирнинг кўзгуда ҳосил бўлиши билан мил. ав. 3-а. да Аристотель, Платон, Евклидлар шуғулланишган. Оптиканинг ривожланиши И. Ньютон, Р. Гук, Ф. Гримальди, X. Гюйгенс ва б. нинг ишлари билан боғлиқ. 11-а. да араб олими Ибн ал-Хайсам (Альгазен) Оптика тўғрисида рисола ёзган бўлсада, ёруғликнинг синиши қонунини ифодалай олмаган. Фақат 1620-й. ларда бу қонунни тажриба йўли б-н голланд олими В. Снеллиус ва Р. Декарт исботлади. 17-а. дан ёруғлик ҳақида корпускуляр ва тўлқин назариялар пайдо бўла бошлади. Ёруғлик корпускуляр (зарра) назариясининг тарғиботчиси X. Гюйгенс эди.

Ёруғликнинг тўлқин табиати ҳақидаги тасаввурлар М. Ломоносов ва Л. Эйлер томонидан ривожлантирилди. 19-а. бошларида инглиз олими Т. Юнг ва Оптика Френель ишлари ёруғлик тўлқин назариясининг узил-кесил ғалабасига олиб келди. О. Френель кристаллооптика ҳодисаларига тўлқин назариясини қўллади. Т. Юнг ёруғлик интерференцияси ҳодисасини кузатди. Бу ҳодиса ёруғлик тўлқин табиатига эга эканлигини кўрсатди. О. Френель ёруғлик интерференцияси асосида ёруғликнинг тўғри чизиқ бўйлаб тарқалишини, турли дифракция хрдисаларини ва б. ни тушунтирди. Ёруғликнинг синиши ва қайтишида ёруғликнинг қутбланишини француз олими Э. Малюс кузатди (1808) ва фанга «ёруғликнинг қутбланиши» терминини киритди. М. Фарадей ёруғлик қутбланиш текислигининг магнит майдонда бурилишини кашф қилди (1846) ва электромагнетизм билан Оптика орасидаги боғланишни, ток кучи электромагнит бирлигининг электро-статик бирлигига нисбати ёруғлик тезлигига тенглигини (3-10°см/с) топди.

Ж. К. Максвелл электромагнит майдон тушунчасини ривожлантирди, ёруғлик ҳам электромагнит тўлқиндан иборат, деган назарияни яратди. У ёруғликнинг электромагнит назариясига асосланиб, ёруғликнинг ҳатто босими бўлишини айтди ва унинг сон миқдорини назарий аниқлади (1873). Унинг назарий текширишлари электромагнит майдоннинг ёруғлик тезлигига тенг тезлик билан тарқалишини кўрсатди. Итальян олими А. Бартоли эса 1876 й. да ёруғлик босимининг термодинамик асосини яратди. 1899 й. да П. Н. Лебедев биринчи бўлиб тажриба йўли билан ёруғлик босимини аниклади. 1888 й. да Г. Герц вакуумда тарқалаётган электромагнит майдоннинг тезлиги ёруғлик тезлигига тенг эканлигини аниклади ва Ж. Максвелл назариясини тажриба йўли билан тасдиклади.

Ёруғликнинг модцалар билан таъсирлашувини 19-а. 90-й. ларида жуда кўп олимлар, жумладан, немис олими Э. Друде, Г. Гельмгольц ва Г. А. Лорентц текширдилар. Лорентц модда ва ёруғликнинг электромагнит назариясини яратди. Шу назария асосида Оптика даги қатор ҳодисаларни, мас, ёруғликнинг дисперсия ҳодисаси, диэлектрик сингдирувчанлик е нинг электромагнит тўлқин узунлиги X га боғлиқ бўлиши ва ҳ. к. ни текшириш ва тушунтириш мумкин бўлди.

Классик электрон назария айрим оптик ҳодисаларни тушунтириб бера олмади ва назария натижалари тажриба натижаларига, мас, мутлақ қора жисмнинг иссиклик нурланиши спектрида энергия тақсимоти ва б. га мос келмай қолди. Бундай қийинчиликни бартараф қилиш учун М. Планк ёруғликнинг квант назариясини яратди (1900). Оптиканинг кейинги ривожланиши квант механика назариялари билан боғлиқ. Фотоэффект ҳодисаси учун Планк назариясини А. Эйнштейн ривожлантириб, ёруғлик кванти — фотон тушунчасини фанга киритди (1905). Ёруғликнинг электромагнит назарияси нисбийлик назариясининг яратилишига мос бўлди.

Оптика шартли равишда геометрик Оптика ва тўлқин Оптика сига, физиологик Оптика, ночизиқли Оптика ва б. хилларга бўлинади. Геометрик Оптикада ёруғликнинг қайтиши ва синиши қонунлари асосида, яъни икки муҳит чегарасида ёруғликнинг синиши ва қайтиши натижасида объектларнинг тасвири ҳосил бўлишини тушунтириш мумкин. Унда фотометрия, ёруғлик оқими, ёруғлик кучи, ёритилганлик ва ёруғликни миқцорий ифодаловчи бошқа катталиклар қаралади. Геометрик Оптика фотометрия билан бирга Оптика техникаси, яъни оптик асбоблар назарияси ва рационал ёритиш, ёруғлик дастасини тақсимлаш ва йўналтириш таълимотининг илмий асослари билан ҳам шуғулланади.

Тўлқин Оптикасида интерференция, дифракция ва ёруғликнинг қутбланиши каби ёрутлик табиати билан боғлиқ бўлган ҳодисалар ўрганилади. Бу ҳодисалар назарияларининг ривожланиши ёруғлик табиатини тўла очиб бериш билан бирга, ёруғликнинг қайтиши ва синиши қонунларини хам тушунтириб бера олди. Ёруғликнинг модда билан таъсири туфайли ҳар хил эффектлар — механик (ёруғлик босими, Комптон эффекти), хусусий оптик (ёруғликнинг сочилиши, фотолюминесценция), электр (фотоэлектр ҳодиса), кимёвий (фото-кимё ва фотография эффектлари), шунингдек, ёруғликнинг ютилиши ва сочилиши, иссиклик нурланиши ва б. кузатилади.

Ёруғликнинг ютилиши ва сочилиши ранг ҳақидаги таълимот асосини ташкил қилиб, рассомлик санъатида кенг ишлатилади. Мас, тиниқ бўлмаган муҳитда ёруғликнинг сочилиши фотолюминесценция учун асос бўлиб хизмат қилади. Люминесценция ҳодисаси ҳозирги замон газ разряд ва люминесценция ёруғлик манбаларини яра-тиш мақсадида қўлланилади. Бу ёруғлик манбалари электр энергияни анча тежайди. Улардан люминисценцияланувчи экранлар тайёрлашда фойдаланилади. Бу экранлар рентгенология, телевидение, ўлчов асбоблари ва ҳарбий техникада ишлатилади. Фотоэлектр ҳодисага асосан ўлчов асбоблари, ҳар хил ёруғлик релелари ихтиро қилинди. Оптика техникаси ва машинасозликда металл ёки объектни назорат қилиш ёруғлик интенференцияси ҳодисасига асосланган. Ёруғлик дифракцияси ҳодисаси архитектура акустикасида ультраакустик тўлқинларни оптик қайд қилишга имкон беради. Рентген нурларининг молекулалар, айниқса, кристаллардаги дифракцияси моддалар структурасини таҳлил қилишда муҳим илмий ва амалий аҳамиятга эга.

Физиологик Оптикада одам кўзининг оптик хусусиятлари, кўз нуқсонларини оптик воситалар (кўзойнаклар, линзалар ва б.) ёрдамида тўғрилаш, кўз касалликларининг келиб чиқишига кўз оптик хусусиятлари бузилишининг таъсири ва б. масалалар ўрганилади.

Оптиканинг амалий қўлланиш соҳаси кенг, мас, спектрал тахлил соҳасида атом ва молекулаларнинг спектрини текшириш натижасида моддаларнинг тузилишини аниклаш мумкин. Спектрал таҳлил астрономия, геол., биол., тиббиёт, тупроқшунослик, санъатшунослик ва криминалистика ишларида; металлургия, машинасозликда, нефть, кимё саноати, енгил саноат, геология-қидирув ишлари ва б. да қўлланилади.

Ўзбекистон ФА таркибида акад. П. Қ. Ҳабибуллаев раҳбарлигида «Иссиклик физикаси» бўлимининг ташкил килиниши (1977) республикада Оптиканинг замонавий фундаментал йўналишлари бўйича и. т. нинг кенг ривожланишига асос яратди. Жумладан, лазер О. си, молекуляр тизимлар физикаси, конденсатланган муҳитлар Оптикаси, спектроскопия, тўлқин жараёнлар физикаси ва б. га оид и. т. ишлар бажарилди. Бўлимда моддалар юқори т-ратуравий синтези, структураси ва хоссаларини лазер нури билан бошкаришнинг янги усуллари ишлаб чиқилди ва уларнинг ме-ханизми, лазер нурининг атомар муҳитлар билан таъсири ўрганилди (Д. Т. Алимов). 5 — 1000° ва 80 — 2000° т-ра интервалида ишлайдиган пирометр (А. Э. Алиев), инфрақизил жиемнинг нурланишини қайд қилишда ишлатилиши мумкин бўлган янги тур приёмник яратилди (А. Т. Мамадалимов, А. С. Зоки-рова ва X. Т. Эгамбердиев). Конденсатланган муҳитлар оптикаси соҳасида ўта тоза шаффоф муҳитларда лазер нурининг тарқалиши билан боғлиқ оптик ҳодисалар ўрганилиб, унда янги ҳодиса — тезкор кенг полосали люминисценция топилди. Ночизиғий модуляци-он нур толалар Охи яратилди (М. А. Қосимжонов, Э. А. Зоҳидов ва С. С. Қурбонов). Лазер спектроскопияси соҳасида ночизиғий муҳитларда лазер нурининг аномал оғиши ва ўз-ўзидан фокусланиши ҳодисалари кашф қилин-ди (Т. Усмонов, С. А. Бахромов), тиббиётда ва илмий изланишларда кенг қўлланиладиган эксимер лазерлар яратилди (Т. У. Арслонбеков). Мунтазам бир жинсли бўлмаган муҳитларда нурлар тартибсизлиги ходисаси аникланди (С. С. Абдуллаев). Шунингдек, ЎзМУ ҳамда СамДУ физика ф-тларида қаттиқ ва суюқ (юмшоқ) муҳитлар структурасини ҳамда улардаги релаксациявий жараёнларни оптик усуллар билан ўрганиш соҳасида кенг қўламли тадқиқотлар олиб борилди (Б. М. Носенко, А. А. Айвазова, Ш. О. Ота-жонов, У. В. Валиев — ЎзМУ; А. Қ. Отахўжаев, Ф. X. Тухватуллин, Л. М. Соби-ров, А. Жумабоев ва б. — СамДУ).

Ад.: Борн М., Вольф Э., Основы оптики [пер. с англ. ], М., 1973.

Эргаш Назиров.

Loading...