YORUG‘LIK OQIMI TUSHUNCHASINI O‘QITISHDA ZAMONAVIY DASTURIY VOSITALARDAN FOYDALANISH Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

YORUG'LIK OQIMI TUSHUNCHASINI O'QITISHDA ZAMONAVIY DASTURIY VOSITALARDAN FOYDALANISH

Mansur Baysoatovich Dusmuratov

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti katta o'qituvchisi mansurdusmuratov099@gmail .com

Azlarxon Magbarxonovich Tillaboyev

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti katta o'qituvchisi

tillaboev.azlarkhon@mail.ru

ANNOTATSIYA

Ushbu maqolada Optika bo'limini o'qitishdagi yorug'lik oqimi tushunchsini o'zlashtirish jarayonida yuzaga keladigan qiyinchiliklarni bartaraf qilish maqsadida ularni zamonaviy dasturiy vositalarni qo'llab bayon qilish haqida so'z yuritilgan.

Kalit so'zlar: elektromagnit nurlanish oqimi, yorug'lik oqimi, sezgirlik egri chizig'i, sezgirlik koeffitsiyenti, chastota, to'lqin uzunlik, ko'rish diapazoni, differensial, integral, dasturiy vosita.

USING OF MODERN SOFTWARE AT TEACHING THE CONCEPT OF

LIGHT FLOW

ABSTRACT

This paper discusses how to explain the flow of light at teaching of Optics using of modern software in order to overcome the difficulties occurred in the process of mastering the concept of light flux.

Keywords: electromagnetic radiation flux, luminous flux, sensitivity curve, sensitivity coefficient, frequency, wavelength, rang of vision, differential, integral, software.

KIRISH

Ma'lumki, pedagogika oliy ta'lim muassasalarida Optika bo'limining Fotometriya qonunlarini o'qitish jarayonida "Yorug'lik oqimi", "Yorug'lik kuchi", "Yoritilganlik", "Ravshanlik", "Fazloviy burchak" va boshqa yangi tushunchalarga duch kelinadi. Shular orasida boshqa tushunchalarga nisbatan "Yorug'lik oqimi" tushunchasini talabalarning o'zlashtirishi va uning tub mohiyatini anglab yetishi bir

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

muncha mushkul kechadi. Mazkur maqolada ana shu tushunchani kengroq yoritib berish maqsadida zamonaviy axborot texnologiyalari imkoniyatlaridan foydalanishni havola etamiz [1, 2, 4].

Elektromagnit nurlanish oqimi hamda yorug'lik oqimi tushunchalari bir-biriga o'xshash bo'lsada, aslida ular butunlay boshqa-boshqa ma'nolarni anglatadi. Avvalo talabalar mana shu ikki kattalikning farqini yaxshi anglab olishlari zarur.

ADABIYOTLAR TAHLILI VA METODOLOGIYA

Boshqa to'lqinlar kabi elektromagnit nurlanish ham biror muhitda tarqalayotganida bir nuqtadan boshqa nuqtaga energiya olib o'tadi. Biror sirtdan vaqt birligi ichida o'tgan elektromagnit to'lqin energiyasiga elektromagnit nurlanish oqimi deyilishini bilamiz [2, 3, 4].

. W r J1 o=—, - =[W 1

t L s J

Elektromagnit nurlanish oqimi quvvatning o'lchamiga egadir. Bu yerda W - sirt orqali o'tuvchi to'lqin uzunligi 0<A<<& oraliqda bo'lgan barcha elektromagnit to'lqinlar (radioto'lqinlar, mikroto'lqinlar, infraqizil nurlar, oq yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, rentgen nurlari va gamma nurlar) energiyasidir. Hozirgina sanab o'tilgan nurlarning ichida oq yorug'likdan boshqa birorta nur, garchi qanchalik elektromagnit nurlanish oqimi katta bo'lmasin, baribir inson ko'zida ko'rish tuyg'usi hosil qilmaydi. Shuning uchun ham "Yorug'lik oqimi" tushunchasi "Elektromagnit nurlanish oqimi" tushunchasidan keskin farqlanib, u inson ko'zida ko'rish tuyg'usini hosil qiladigan faqat oq yorug'likka tegishli bo'lgan tushunchadir [4, 5, 7].

Optikada bizni sirt orqali o'tuvchi to'liq elektromagnit to'lqin energiyasi emas, balki bu elektromagnit to'lqinlarning bevosita ko'zga ta'sir etadigan qismi qiziqtiradi. Oq yorug'lik (A = 400 - 760 nm) inson ko'ziga tushganda unda ko'rish tuyg'usi hosil

qiladi. Lekin, ko'zga ko'rinuvchi nurlarning barchasi ham bir xil ko'rish tuyg'usini hosil qilmaydi. Keling, bizda oq yorug'likning har bir tor oraliqlari uchun bir xil quvvatga ega spektrlar olish imkoniyati bo'lsin. Bu spektrlar inson ko'ziga tushganida, ularning barchasi birdek sezgirlik uyg'otmasdan, balki A = 555nm (v = 540 TGs) to'lqin uzunlikdagi yashil nurlarni inson ko'zi juda yaxshi sezar ekan [3, 4, 5].

Ko'z sezgirligining to'lqin uzunligiga bog'liqligini baholash maqsadida tajribalarga asoslangan holda yangi sezgirlik koeffitsienti <p(A) degan kattalik kiritilgan. Sezgirlik koeffitsiyentining qiymati eng yaxshi ko'rinuvchi yashil

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

(A = 555 nm) nur uchun p[X) = 1 bo'lib, qolgan barcha nurlar uchun p{A)< l bo'ladi.

Sezgirlik koeffitsientining to'lqin uzunligiga bog'lanish grafigi sezgirlik egri chizig'i deyiladi (1-rasm).

1-rasm. Sezgirlik egri chizig'i Uning tajribalar asosida olingan qiymatlari 1-jadvalda keltirilgan.

1-jadval

A, nm Pa A, nm Pa A, nm Pa A, nm Pa

400 0,0004 495 0,260 590 0,757 685 0,0126

405 0,0007 500 0,323 595 0,694 690 0,0082

410 0,0012 505 0,408 600 0,631 695 0,0060

415 0,0024 510 0,503 605 0,567 700 0,0041

420 0,004 515 0,605 610 0,503 705 0,0031

425 0,009 520 0,710 615 0,442 710 0,0021

430 0,016 525 0,786 620 0,381 715 0,00155

435 0,019 530 0,862 625 0,343 720 0,00105

440 0,023 535 0,914 630 0,265 725 0,00078

445 0,030 540 0,954 635 0,220 730 0,00052

450 0,038 545 0,978 640 0,175 735 0,00038

455 0,047 550 0,995 645 0,140 740 0,00025

460 0,06 555 1,000 650 0,107 745 0,00018

465 0,074 560 0,995 655 0,083 750 0,00012

470 0,091 565 0,977 660 0,061 755 0,00009

475 0,113 570 0,952 665 0,046 760 0,00006

480 0,139 575 0,918 670 0,032 765 0,00003

485 0,170 580 0,870 675 0,024 770 0,00001

490 0,208 585 0,816 680 0,017

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

Biror sirt orqali vaqt birligida o'tadigan va ko'rish sezgisi bilan baholanadigan yorug'lik energiyasiga yorug'lik oqimi deb ataladi.

Boshqacha aytganda, yorug'lik oqimi yorug'lik nurlarining biz ko'zimiz bilan baholanadigan quvvatidir. Yorug'lik oqimi biror asbob bilan qayd etiladigan yoki o'lchanadigan kattalik bo'lmasdan, balki inson miyasining psixofizialogik xususiyati, ya'ni ko'rish tuyg'usi bilan baholanadigan kattalikdir. Shuning uchun bu kattalik quvvat birligi Vatt (W) larda emas, balki yangi kattalik lyumen (lm) larda o'lchanadi. Endi quvvat birligi W hamda yorug'lik oqimi birligi lm orasida bog'lanishni aniqlaydigan kattalikka yorug'likning mexanik ekvivalenti deyiladi [2, 4, 7].

1

W_ lm

0,01464

W_ lm

683

Agar quvvati P bo'lgan yorug'lik manbai to'lqin uzunligi X bo'lgan monoxromatik nurlar chiqarayotgan bo'lsa, bu yorug'likning oqimi quyidagicha bo'ladi.

P

O = p(Â) •— = 683 p(1) • P [lm] A.

Quvvatlari P15P2,P3,...Pn bo'lgan bitta joyda turgan yorug'lik manbalari mos ravishda uzunliklari 11,12,13,...1n bo'lgan ko'rinuvchi monoxromatik to'lqinlar nurlayotgan bo'lsa, bu manbalar hosil qilgan natijaviy yorug'lik oqimi quyidagicha bo'ladi [1, 5]:

n

O nat = 683(pP + ^2 P2 + P3P3 +... + (P +) = 683£pP [lm]

i=1

Tabiiy yorug'lik manbai hosil qilgan yorug'lik oqimini topish uchun uning ko'rinuvchi to'lqinlari joylashgan oraliqni dX qalinlikdagi elementar kesmalarga bo'lamiz. Manbaning ixtiyoriy X va X+dX oraliqdagi qismining nurlanish qobiliyati -

e = —, uning sezgirlik koeffitsienti - 9, elementar nurlanish quvvati -

1 ÔÂ

dP = E2d1 =—d1 va elementar yorug'lik oqimi - dO = 683pdP = 683p—d1 bo'lsin.

1 ÔÂ ÔÂ

Buni 1 = 400 - 760 nm oraliqda integrallash orqali tabiiy yorug'lik manbai hosil qilgan to'la yorug'lik oqimini topish mumkin [2, 4, 7].

760 nm 760 nm 760 nm

O= í dO = 683 í cpExd = 683 í p—d1

J J J ôâ

400 nm 400 nm 400 nm ^ u

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

Cho'g'lanma lampalaming yorug'lik berishi juda past, shuningdek FIK ham juda past, taxminan 77 = 5 - 6% dan oshmaydi. Sarflanayotgan elektr energiyasining katta qismini infraqizil nurlar, ya'ni issiqlik tarzida nurlaydi. Kunduzgi lampalar hamda akva lampalarining yorug'lik berishi va FIK cho'g'lanma lampalarga qaraganda ancha yuqori bo'ladi va shu sabadan ham ular ko'p qizimaydi [2, 5].

NATIJALAR

Ana endi ixtiyoriy cho'g'lanma lampaning qancha yorug'lik oqimi hosil qilishini o'rganishga kirishamiz. Turmushda ishlatiladigan lampalar 2000 -2500 K atrofida qiziydi. Bu temperaturada absalyut qora jism X uzunlikidagi to'lqinni chiqarish qobiliyatini Eynshteyn formulasidan hisoblab topish mumkin. Buning uchun esa 2-rasmdagi egri chiziq tagidagi bo'yalgan yuzani hisoblash kerak bo'ladi.

2-rasm. Elektromagnit nurlanishning ko'rish sohasiga to'g'ri kelgan qismi

Uning uchun esa bu oraliqni juda mayda bo'laklarga bo'lib (3-rasm) har bir yuzacha uchun quvvat hamda sezgirlik egri chizig'idagi bunga mos qiymatlarni aniqlab, so'ng elementar yorug'lik oqimi hisoblanadi va barcha yuzachalar uchun zamonaviy dasturlardan foydalangan holda ularni qo'shib chiqiladi, yoki integrallanadi. Ana shunda manbaning umumiy yorug'lik oqimini hisoblagan bo'lamiz. Lekin, shuni ham ta'kidlab o'tish kerakki, biz bu yerda lampani absalyut qora jism deb oldik. Aslida esa real jismlarda nur chiqarish qobiliyatini aniqlash uchun qo'shimcha koeffitsiyent kiritish kerak bo'ladi. Bu esa yana qo'shimcha hisoblashlarni talab etadi [5].

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

3-rasm. Elektromagnit nurlanishning ko'rish sohasiga to'g'ri kelgan qismini kattalashtirilgan

ko'rinishi

Cho'g'lanma lampalarning yorug'lik berishi juda past, shuningdek FIK ham juda past taxminan ij = 5 - 6%dan oshmaydi. Sarflanayotgan elektr energiyasining katta qismini infraqizil nurlar, ya'ni issiqlik tarzida nurlaydi. Kunduzgi lampalarning yorug'lik berishi va FIK cho'g'lanma lampalarga qaraganda ancha yuqori bo'ladi. Kunduzgi lampalar sarflanayotgan elektr energiyasining asosiy qismini yorug'likka aylantirib beradi. Shuning uchun kunduzgi lampalar cho'g'lanma lampalar kabi qizimaydi.

Yorug'lik kuchi birligiga berilgan 2-ta'rifda 2046,6 K temperaturadagi platinaning 1/60sm2 yuzasidan tik holda hosil qilgan yorug'lik kuchi ekanligi ta'kidlandi. Bunda qanday elektromagnit nurlanishi va yorug'lik oqimi hosil bo'lishini hisoblab ko'raylik.

Platina sirtini absolyut qora jism deb uning qotish temperaturasida to'la nur chiqarish qobiliyati (0<A<k) Stefan-Bolsman qonuniga ko'ra ET = 991607Vt/m2 ekanligi topiladi (2-rasm). Shundan 400 nm <a< 760nm oraliqdagi ko'rinuvchi nurlarni nurlash qobiliyati esa zamonaviy hisob-kitoblarga ko'ra ET = 16140Vt/m2 ekanligi aniqlanadi (3-rasm). Demak, platina sirtidan nurlanayotgan jami energiyaning taxminan 1,63 % yorug'lik energiyasiga aylanar ekan.

Axborot texnologiyalaridan foydalangan holda to'lqin uzunligi 400 hm <a< 760 nm bo'lgan ko'rinuvchi nurlarni eni aa = 10nm bo'lgan yuzachalarga ajratamiz va har bir yuzacha uchun nur chiqarish qobiliyati, yorug'lik oqimi va sirtning yorug'lik berishi hisoblaymiz.

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

3-jadval

To'lqin uzunlik Sezgirlik k-ti <p(X) Quvvati AP Yorug'lik oqimi Yorug'lik

oralig'i, nm , Vt AO, lm berishi k,

um / Bm

400 - 410 9(405)= 0,0007 9,783 4,6772523 0,4781

410 - 420 9(415)= 0,0024 13,159 21,5702328 1,6392

420 - 430 9(425)= 0,009 17,405 106,988535 6,147

430 - 440 9(435)= 0,019 22,667 294,149659 12,977

440 - 450 9(445)= 0,03 29,096 596,17704 20,49

450 - 460 9(455)= 0,047 36,851 1182,953951 32,101

460 - 470 9(465)= 0,074 46,092 2329,581864 50,542

470 - 480 9(475)= 0,113 56,982 4397,813778 77,179

480 - 490 9(485)= 0,17 69,681 8090,66091 116,11

490 - 500 9(495)= 0,26 84,346 14978,16268 177,58

500 - 510 9(505)= 0,408 101,125 28179,897 278,664

510 - 520 9(515)= 0,605 120,161 49652,32762 413,215

520 - 530 9(525)= 0,786 141,585 76008,20823 536,838

530 - 540 9(535)= 0,914 165,515 103324,7249 624,262

540 - 550 9(545)= 0,978 192,054 128287,0786 667,974

550 - 560 9(555)= 1 221,294 151143,802 683

560 - 570 9(565)= 0,977 253,306 169028,814 667,291

570 - 580 9(575)= 0,918 288,146 180665,8131 626,994

580 - 590 9(585)= 0,816 325,854 181607,5581 557,328

590 - 600 9(595)= 0,694 366,452 173698,9809 474,002

600 - 610 9(605)= 0,567 409,942 158754,5489 387,261

610 - 620 9(615)= 0,442 456,312 137754,2044 301,886

620 - 630 9(625)= 0,343 505,532 118430,4761 234,269

630 - 640 9(635)= 0,22 557,554 83778,06404 150,26

640 - 650 9(645)= 0,14 612,320 58550,0384 95,62

650 - 660 9(655)= 0,083 669,751 37967,51444 56,689

660 - 670 9(665)= 0,046 729,760 22927,59968 31,418

670 - 680 9(675)= 0,024 792,245 12986,48004 16,392

680 - 690 9(685)= 0,0126 857,094 7375,979545 8,6058

690 - 700 9(695)= 0,006 924,185 3787,31013 4,098

700 - 710 9(705)= 0,0031 993,386 2103,296178 2,1173

710 - 720 9(715)= 0,00155 1064,560 1126,996444 1,05865

720 - 730 9(725)= 0,00078 1137,563 606,0253126 0,53274

730 - 740 9(735)= 0,00038 1212,244 314,6258078 0,25954

740 - 750 9(745)= 0,00018 1288,449 158,4019201 0,12294

750 - 760 9(755)= 0,00009 1366,023 83,96943381 0,06147

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

Platinaning 1m2 sirtidan jami ^ = др«16140Vt quvvat nurlanib, uning

¡=1

yorug'lik oqimi фж = £ дф. * 1920 300im ga teng bo'ladi. Ta'rifda keltirilgan 1/60sm2

¡=1

yuzasidan esa p = 16140 = 0 0269 Vt quvvat nurlanib, uning yorug'lik oqimi

0 600000 '

ф = i920300 = 32 *nlm ga teng bo'ladi. Bunda ko'rinuvchi to'lqinlar uchun platina

0 600000

sirtining o'rtacha yorug'lik berishi k = 1920300 *1191m/vt ga teng bo'lib, barcha

16140

nurlanishlar uchun esa k = 1 920 300 ~ 1 937 m /Vt ga teng bo'ladi.

991607

MUHOKAMA

Yuqorida biz platinani oddiy jism emas, balki absalyut qora jism deb hisob-kitob ishlarini bajardik. Aslida biz uni oddiy jism ekanini, ya'ni har bir tor orqliqqa mos to'lqin uzunlikka mos nur yutish qobiliyatlarini e'tiborga olib hisoblash ishlarini bajarganimizda edi umuiy yorug'lik oqimi ф0 = 6,28lm qiymat chiqargan bo'lar edik. Lekin shunga qaramasdan bu hisob-kitob ishlari orqali har qanday qizigan jismlar hosil qilgan yorug'lik oqimini hisoblash mumkinligiga ishonch hosil qilish mumkin.

XULOSA

Yuqorida aytib o'tilgan yorug'lik oqimi tushunchasini zamonaviy dasturlar yordamida o'zlashtirish qator afzalliklarga ega bo'lib, bu talabalarga jarayonni to'laroq anglab yetish imkonini beradi. Bundan tashqari talabalarni dasturlashga o'rgatadi va ularning fizik hamda matematik bilimlarni yanada mustahkamlashga xizmat qiladi.

REFERENCES

1. Д.Джанколи, Физика, 2-часть. Москва.: Мир. 1989. - С. 398-400.

2. Г.С.Ландсберг, Оптика, Тошкент.: Укитувчи. 1981. 39-46 б.

3. А.Н.Ремизов, А.Я.Потопенко, Курс физики. -М.: Дрофа, 2004. - С. 471-520.

4. I.Sattorov, Astrofizika I qism, Т.: «Ta'lim nashriyoti», «Iqtisod-moliya». 2009. 1037 b.

5. Samuyel J.Ring, Jeff Sanny, William Moyebs. Massachusets. University Physics, volume 3. Copyright © 2018 by Rice University. 618 pages.

Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan

Academic Research, Uzbekistan 490 www.ares.uz

Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89

DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-483-491

6. Grant.R.Fowles. Introduction to modern optics, 2nd edition. New York. Copyright © 1989 by Dower publications. 333 pages.

7. Halliday & Resnick. Principles of physics. Cleveland state university. Cover image from © M.Darlush/Shutterstock, 9 th edition. 2011. 1248 pages.