Kvant elektronikası

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search

Kvant elektronikası - kvant sistemlərinin (atom, molekul və s.) məcburi şüalanma ideyası, kvant elektronikasının yaranmasına səbəb oldu.

Tarixi[redaktə | əsas redaktə]

Hələ XVII əsrdə İsaak Nyuton işığın korpuskulyar nəzəriyyəsini yaradarkən işığa zərrəciklər dəstəsi kimi baxırdısa, X.Hügens işığın dalğa nəzəriyyəsini irəli sürdü. Burada da işığa – efirdə yayılan, bütün boş fəzanı və maddələrin zərrəciklərarası aralıqlarını dolduran dalğaların hipotetik mühiti kimi baxılırdı. Sonradan Ceyms Maksvel işığın elektromaqnit nəzəriyyəsini yaratdı. Bu nəzəriyyəyə görə işıq elektromaqnit dalğası olub, dəyişən elektrik və maqnit sahələrinin qarşılıqlı təsirinin (vahid elektromaqnit sahəsi kimi) rəqsləridir. XIX əsrin sonunda X. Lorents maddənin klassik elektron nəzəriyyəsini irəli sürdü, sonra isə E. Rezerford atomun planetar modelini təklif etdi. Bu modelə görə atom daxilində elektronlar müxtəlif diskret orbitlər üzrə müsbət yüklü nüvə ətrafında hərəkət edir və hər bir orbitə elektronun müəyyən enerjisi uyğun gəlir. Hesablamalar göstərir ki, elektronla atom arasında əmələ gələn elektrik sahəsinin intensivliyinin qiyməti, bir santimetrdə milyard volta çatır. Fərz edilirdi ki, işıq dalğalarının şüalanmasına səbəb elektronların orbit üzrə fırlanmasıdır. Lakin elektron şüalanarkən enerjisini itirdikdə hansı səbəbdən nüvənin üzərinə düşmədiyi izah olunmadı. 1900‐cu ildə M.Plank göstərdi ki, işıq fasiləsiz deyil, ayrıayrı porsiyalarla şüalanır və bu şüaları işıq kvantları adlandırdı. Şüalanan kvantın enerjisi W = hν , burada ν – şülanma tezliyi, h – Plank sabiti olub, təqribən 6,63.10‐34 C⋅san‐ə bərabərdir. İşıq şüalarının bu kvantlar foton adlandırıldı. 1905‐cı ildə Albert Eynşteyn kvant nəzəriyyəsi əsasında fotoeffekt hadisəsini izah etdi. Lakin difraksiya və interferensiya hadisələrini kvant nəzəriyyəsi izah edə bilmədi. Bu hadisələr ancaq dalğa nəzəriyyəsinin köməyi ilə izahını tapdı. Nils Bor ilk dəfə olaraq kvant nəzəriyyəsi yanaşmasından atomun planetar modelini irəli sürdü. O, göstərdi ki, stasionar (sabit) orbitlər üzrə fırlanan elektronlar şüalanmır. Şüalanma yalnız elektron nüvədən daha uzaq yüksək enerjili orbitdən nüvəyə daha yaxın olan kiçik enerjili orbitə keçdikdə baş verir. Bu halda işıq kvantları (fotonlar) şüalanır. Eynşteyn göstərdi ki, sıçrayış anı (kvantın şüalanması), şüalanmanın istiqaməti isə təsadüfü xarakter daşıyır. Bu cür təsadüfü (özbaşına) şüalanma spontan şüalanma adlanır. Həyəcanlanmış atomda elektron nüvəyə daha yaxın orbitə keçərkən, şüalanma baş verir. Neytral atomla xarici elektron toqquşduqda, işıq udulduqda və ya temperatur artdıqda atomun həyəcanlanması baş verir. Adi işıq mənbələrinin, məsələn, közərmiş cismin şüalanması spontan şüalanmadır. Belə ki, müxtəlif atomlar zamanın müxtəlif anında, müxtəlif istiqamətdə, müxtəlif enerjili və fazalı kvantlar buraxır, yəni şüalanma nizamsız xarakter daşıyır.

Albert Eynşteyn yeni şüalanma növünü kəşf etdi və bu şüalanmanı məcburi, induksiyalanmış və ya stimullaşmış şüalanma adlandırdı. Fotonla həyəcanlaşdırılmış atomun elektronu fotonu udaraq nüvədən uzaqlaşır və yüksək enerjili orbitə keçir. Bu zaman atom əsas hala keçərkən buraxılan fotonun enerjisinin qiyməti və istiqaməti əvvəlki fotunun enerjisinin qiymət və yayılma istiqaməti ilə üst‐üstə düşür. Başqa sözlə desək, məcburi şüalanmada şüalanma anı və şüanın istiqaməti təsadüfü olmayıb, atomla toqquşan fotonla təyin olunur. Beləliklə, kvant sistemlərinin (atom, molekul və s.) məcburi şüalanma ideyası, kvant elektronikasının yaranmasına səbəb oldu.