Fizikaning buyuk kashfiyotlari

Fizika sohasidagi Nobel mukofoti 1901 yildan boshlab berila boshlangan. Nobel vasiyatiga ko‘ra, birinchi bo‘lib fizika sohasida qilingan buyuk kashfiyotlarga berilgan va uning birinchi sovrindori nemis olimi Rentgen Vilgelm Konrad hisoblanadi.

Vilgelm Rentgen (1845-1923)

Buyuk nemis fizigi, turli fizik doimiyliklarini katta aniqlik bilan o‘lchagan mohir tadqiqotchi. «x» nurlarni ochgani uchun birinchi bo‘lib 1901 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan.

Rentgen 1845 yilning 27 martida tug‘ilgan. 1875 yildan Xoenxaym universiteti professori, 1876 yildan Strasburg universitetida fizika professori, 1879 yildan Gissen, 1885 yildan Vyursburg, 1899 yildan Myunxen universiteti professori bo‘lib ishlagan.

1895 yili nemis olimi Vilgelm Konrad Rentgen atom fizikasining rivojlanishida olamshumul ahamiyatga molik bo‘lgan kashfiyotni ochgan. Rentgen o‘sha vaqtda kristallarning elektrik va optik xossalarini, harakatdagi zaryadlangan dielektriklar magnit maydonlari va boshqa masalalar ustida murakkab tadqiqotlar olib borayotgan taniqli fizik edi. U tomonidan bajarilgan bu ilmiy ishlarning xarakterli tomoni shundan iborat bo‘lganki, Rentgen o‘zining juda yuqori malakali ilmiy tajribani namoyon etgan.

O‘sha vaqtda Rentgenning jahonda eng yaxshi tadqiqotchi deb nom olgani bejiz bo‘lmagan. Ko‘pgina fizik kattaliklar qiymatini katta aniqlik bilan o‘lchaganki, ulardan hozirgacha foydalanib kelinadi. Chunonchi, suyuqliklaning qisilishi, ulardagi ichki ishqalinishlardagi muammolar, gazlarda infraqizil nurlarning yutilishi, pezo va piroelektrik kristallar xossalarini o‘rganish, bosim va hajm doimiy bo‘lganida issiqlik sig‘imlarini juda katta aniqlikda o‘lchash, suyuqlik va gazlarda yorug‘likning ikkilamchi sinishi va boshqa fizikaviy muammolar bilan shug‘ullangan.

Shunday bo‘lsa-da, Rentgen tomonidan istalgan jism orqali o‘ta oladigan ko‘zga ko‘rinmas x-nurlarning (iks-nurlar) kashf etilgani dunyoda shov-shuvga sabab bo‘lgan. Professorning “Nurlarning yangi turi haqida”gi ilmiy maqolasi aql bovar qilib bo‘lmaydigan kashfiyotga bag‘ishlangan edi. To‘g‘risini aytganda, Rentgen kashfiyoti ma’lum bir ma’noda tasodifan ochilgan edi. O‘sha vaqtda Rentgen katod nurlarining turli xossalarini o‘rganish bilan band bo‘lgan. Buning uchun u shakli va o‘lchami turlicha bo‘lgan razryad trubkalarni olib, ularning gazlardagi elektr tokiga hamda trubkadagi gaz bosimiga ta’sirini o‘rganayotgan bo‘lgan.

Bir kuni kechqurun professor laboratoriyada o‘tkazgan tajribalarini yakunlab, uyga qaytish oldidan razryadli trubkasini o‘zidan nur o‘tkazmaydigan chexol bilan yopib, laboratoriya chiroqlarini o‘chirib, uning eshigini qulflashga hozirlanib turganda, trubkaga ulangan yuqori kuchlanishni uzmagani esiga tushadi-da, laboratoriyaga chiroqni yoqmasdan qaytadi va razryadli trubka stoliga yaqinlashadi. U birdaniga stolda ravshan nurlanib turgan predmetni ko‘rib qoladi. Bu predmet fluorosensiyalanuvchi tarkib bilan qoplangan stolda turgan kichik ekran ekanligi Rentgenga ma’lum bo‘lgan.

Odatda, fluorosensiyalanuvchi moddalar agar ularga yorug‘lik tushsa, o‘zidan nur chiqara boshlaydigan xususiyatga ega bo‘ladi. Lekin laboratoriya qorong‘i bo‘lgan, ekranga biror joydan yorug‘lik tushmagan, ekran esa o‘zidan nur chiqarib turgan. Rentgen astalik bilan trubkaga ulangan kuchlanishni rubilnikdan uzganda ekrandan chiqib turgan nur yo‘qolgan. Rubilnikni yana tok manbaiga ulaganda, ekran yana o‘zidan nur chiqara boshlagan. Rentgen rubilnikni bir qancha marta ochib ulaganda hodisa takrorlanavergan. Olim hayratdan qotib qolgan. Qanday qilib tiniqmas chexol bilan qoplangan trubkadan o‘tayotgan tok trubkadan ancha masofada joylashgan fluorosensiyalanuvchi modda bilan qoplangan ekranga ta’sir etadi va ekran o‘zidan nur chiqaradi? Bu savol Rentgenga tushunarli bo‘lmagan. Olim uxlamasdan butun tun bo‘yicha laboratoriyasida tajribalarni ko‘plab takrorlab ko‘rgan. Dastlab u stol ustida joylashgan ekranni turli joylarga  siljitib ko‘rgan. Baribir ekranning shu’lalanishi tamom bo‘lmagan, faqat ekran trubkaga yaqinlashtirilsa, nurlanish kuchaygan, uzoqlashtirilsa, susaygan. Shu’lalanish intensivligining trubkagacha bo‘lgan masofaga bog‘liqligi fluorosensiyaning paydo bo‘lishi sababi razryadli trubka hisoblanishini ko‘rsatib turgan.

Rentgen razryadli trubka ichida yetarlicha kuchlanishda elektrodlar o‘rtasida o‘zidan nur o‘tkazmaydigan kartondan yasalgan chexolni ham singib o‘tadigan qandaydir nur paydo bo‘ladi, degan xulosaga kelgan. Tasavvur qilingan bu nur yo‘liga  qalin  kitobni  qo‘yganda ekran oldingiga qaraganda  kuchsizroq shu’lalanib turgan. Shundan keyin kitob o‘rniga laboratoriyasida mavjud turli-tuman, chunonchi taxta parchasini, metall plastinkani va hokazo predmetlarni qo‘ysa ham ekranning shu’lalanishi davom etavergan. Faqat shu’la intensivligi turlicha bo‘lgan va barcha predmetlarning bu sirli nurlarni o‘zlaridan o‘tkazib yuborishi aniqlagan.

Rentgen x-nurlar ustidagi tadqiqotlarini yana davom ettiraveradi. Avvalo, u bu nurlarning manbai razryadli trubkaning musbat elektrodi – anod hisoblanishini aniqlaydi. Bu nurlarning yuqorida aytilgan xususiyatlaridan tashqari boshqa qiziq xossalarga ham ega ekanligi aniqlandi.

X–nurlar ta’siri ostida oddiy sharoitlarda izolyator hisoblangan havo elektr o‘tkazuvchan bo‘lib qolar ekan. Bu nurlar fotoplastinkalarga yorug‘lik nurlaridan ham kuchliroq ta’sir ko‘rsatishi aniqlandi.

Matbuotda x-nurlar haqida Rentgen maqolasi paydo bo‘lishi bilan dunyodagi yuzlab olimlar Rentgen tajribalarini qayta o‘tkaza boshlashdi. Ularning barchasi Rentgen olgan natijalarning to‘g‘riligini tasdiqlashdi. Ammo Rentgen o‘zining 1895-1897 yillarda chop etilgan uchta ilmiy maqolasida bu nurlarning asosiy xossalarini  bayon etib bergan edi. Bundan tashqari Rentgen bu nurlar yordamida har xil moddalar va avvalo tirik organizmlarni nurlantirish (uning ichki tuzilishini ko‘rish) mumkinligini birinchi bo‘lib anglab yetgan. Maqolalardan birida x-nurlar  yo‘liga inson o‘z barmoqlarini qo‘ysa, barmoq suyaklari soyasini ham ko‘rish mumkinligini aytib o‘tgan. Bu esa dunyoda birinchi marta e’lon qilingan rentgenogramma bo‘lgan. Rentgen yorug‘ xonalarda ham bunday suratlarni fotoplastinkali kassetalarga olish mumkinligi aytgan. Rentgen maqolalari matbuotda e’lon qilinishi bilan meditsina mutaxassislari bu nurlardan davolash usullarida, ayniqsa, jarrohlikda foydalanish yo‘llarini axtara boshlagan. Rentgen nurlarini texnikada va sanoat masshtabida qo‘llash ancha keyin boshlangan.

Butun dunyo olimlari x-nurlar sohasida Rentgenning buyuk xizmatlarini inobatga olib, uning sharafiga bu nurlarni rentgen nurlari deb ataganlar.

Xo‘sh, rentgen nurlarining tabiati nimadan iborat? Bu nurlarning tabiati odatdagi ko‘zga ko‘rinuvchi nurlar tabiati kabi bo‘ladi. Ular o‘ta qisqa elektromagnit to‘lqinlar hisoblanadi. Bu nurlar katodning  qizdirilgan tolalaridan uchib chiquvchi tez elektronlarning keskin tormozlanishi natijasida paydo bo‘ladi. Bu elektronlar berilgan yuqori kuchlanish ta’siri ostida anodga intiladi. Anodga urilib, o‘z energiyasining  bir qismini anod tuzilgan modda qizishiga, qolgan qismini qisqa to‘lqinli  rentgen nurlarining chiqishiga sarf qiladi.

Hozirgi vaqtda Rentgen nurlari xalq xo‘jaligining turli sohalarida, ayniqsa, meditsinada muvaffaqqiyat bilan qo‘llanib kelinmoqda.

Rentgen nurlari ko‘zga ko‘rinmaydi, jismlarga tushganda ularda shu’lalanishni yuzaga keltiradi. Shu sababdan bu nurlarni tadqiq qilishda rentgen nurlari ta’sirida shu’lalanuvchi ekranlardan foydalanishadi. Bu nurlarning ana shu xossalari tufayli Rentgen tomonidan bu nurlar kashf etilgan.

Rentgen nurlari tez uchayotgan elektronlarning tormozlanishi natijasida yuzaga keladi. Uchib borayotgan elektronlar atrofida magnit maydoni hosil bo‘ladi. Chunki elektronlar harakati elektr tokini paydo qiladi. Katoddan uchib borayotgan tez elektronlar (katodga kuchli kuchlanish berilgan bo‘ladi)ning anodga borib to‘qnashganida bu elektronlar keskin tormozlanadi va ularni qamrab olgan magnit maydoni tez o‘zgarishga kelib fazoga elektromagnit to‘lqinlarni tarqata boshlaydi. Elektronning tezligi qancha katta bo‘lsa, nurlanayotgan to‘lqinlarning to‘lqin uzunliklari shuncha qisqa bo‘ladi. Odatda ularning to‘lqin uzunliklari (10-0,1) nanomet atrofida bo‘ladi (1 nm= 10 . Nurlanayotgan to‘lqinlar spektri tutash bo‘ladi.

Rentgen nurlarining kaf etilishi fan nazariyasi va amaliyotida juda katta ahamiyatga ega bo‘lgan. Rentgen nurlari, undan keyinroq radioaktivlikning ochilishi atom va yadro fizikasining yaratilishiga olib keldi. Rentgendan keyin bu nurlar bilan ingliz olimi Nobel mukofoti sovrindori Charlz Barkla shug‘ullanib, bu sohada qator muhim kashfiyotlar qildi. 1912 yilda nemis fizigi, Nobel mukofoti sovrindori Maks fon Laue kristallarda rentgen nurlarining difraksiyasini ochdi. Laue ishlari qattiq jismlar fizikasini rivojlantirishda muhim rol o‘ynadi. Difraksiya hodisasida yuzaga keluvchi difraksion halqalardan rentgen nurlarining to‘lqin uzunliklarini aniqlash mumkin bo‘ladi. Bu nurlar to‘lqin uzunliklarini bilish kristallar tuzilishi to‘g‘risida qimmatli ma’lumotlarni olish imkonini beradi. Rentgen nurlari qisqa to‘lqinligi elektromagnit to‘lqinlar bo‘lib, ularning to‘lqin uzunliklari ko‘zga ko‘rinuvchi yorug‘lik to‘lqin uzunligidan o‘rtacha ming marta qisqa. Demak, ultrabinafsha yorug‘lik to‘lqin uzunligida ancha qisqa bo‘lgan to‘lqinlar ekan.

Vilgelm Rentgen katta ilmiy tadqiqotchi fiziklar maktabini yaratdi. Uning shogirdlari ichida mashhur rus fizigi Abram Ioffe ham bo‘lgan. Ioffening yozishicha, Rentgen klassik fizikaning o‘ziga xos vakili bo‘lgan. Shunday bo‘lsa ham u o‘zining kashfiyoti bilan XX asr fizikasining yuzaga kelishiga yo‘l ochib bergan. Umrining oxirlariga borib, atom va yadro fizikasi sohasida bo‘layotgan kashfiyotlarni yaxshi kutib olmagan hamda tashqi dunyodan tabora uzila boshlagan.

Rentgen 1923 yil 10 fevralda Myunxenda, 77 yoshida vafot etdi.

SamDU professori Ortiq PARDAYeV tayyorladi.