Мувофиқи назарияи корпускулӣ рӯшноӣ сели зарраҳоест, ки аз манбаъ ба ҳама тараф паҳн мешавад. Мувофиқи назарияи мавҷӣ рӯшноӣ ҳангоми паҳн гаштан чун мавҷ рафтор мекунад. Бояд қайд намуд, ки ҳодисаҳои тасдиқкунандаи хосияти дуалистии рӯшноӣ баъд аз пайдоиши ин фарзияҳо кашф гардиданд. Ба ин ҳодисаҳо дифраксия, дисперсия, интерферансия, поляризатсия, фотоэффект, комптонэффект, пароканиши афканишоти ренгенӣ ва ғайра тааллуқ доранд. Омӯзиши ҳаводиси интерферансия, дифраксия, поляризатсия ва дисперсия ғалабаи назарияи мавҷии рӯшноиро таъмин намуданд. Дар натиҷаи омӯзиши таркиби дастаи рӯшноӣ ва таъсири он ба муҳитҳои мухталиф ҳодисаҳои фотоэффект, комптонэффект ва пароканиши афканишоти ренгенӣ кашф гардиданд. Маънидоди чунин ҳодисаҳо ба воситаи муодилаҳои электромагнитии Максвелл имконнопазир буда, дар фаҳмиши умумӣ онҳо ба ҳодисоти тасдиқкунандаи хосияти мавҷии рӯшноӣ зид мебошанд.

  Ин зиддиятро дар соли 1900 фарзияи пешниҳодкардаи физик - назариётчии олмонӣ Макс Планк (1885-1947) бартараф кард. Мувофиқи фарзияи Планк рӯшноӣ аз модда бефосила не, балки ба таври фосиланок ё дискретӣ (бо порсия (квант) - ҳои алоҳида) афканда мешавад. Қайд кардан ба маврид аст, ки истилоҳи квант аз калимаи лотинии «quantum» гирифта шуда, маънояш порсия, ҳисса мебошад. Баъдтар квантҳои рӯшноиро фотонҳо номиданд. Фотон зарраи махсусест, ки ҳамеша дар ҳаракат мебошад. Энергияи кванти рӯшноӣ ё фотон (Е) бо басомади лаппиш (n) мутаносиб аст: 

Е = h·n,

дар ин ҷо h = 6,626 · 10^–34 Ҷ·с - доимии Планк мебошад. Импулси фотон (Р) бошад, аз рӯи формулаи зерин муайян карда мешавад:

дар ин ифода l - дарозии мавҷ ва с - суръати паҳншавии рӯшноӣ.

  Фарзияи Планкро физики номвари асри ХХ Алберт Эйнштейн инкишоф дода, соли 1905 назарияеро пешниҳод намуд, ки мувофиқи он рӯшноӣ на танҳо бо квантҳо афканда мешавад, балки бо квантҳо фурӯ бурда мешавад ва инчунин, ба ҳамон гуна квантҳо низ густариш меёбад. Соли 1909 Эйнштейн раванди афканишотро тадқиқ карда, дар як вақт ҳам ба хосияти корпускулавӣ ва ҳам ба хосияти мавҷӣ соҳиб будани рӯшноиро (хосияти дуалистии рӯшноӣ) маънидод намуд. Баъдтар маълум гардид, ки тавсифдиҳандагони хосияти корпускулавии рӯшноӣ энергияву импулс ва параметрҳои хосияти мавҷии рӯшноӣ басомаду дарозии мавҷ мебошанд.

  Қадами навбатӣ ва устуворро дар инкишофи консепсияи дуализми корпускулӣ - мавҷии рӯшноӣ соли 1924 физики фаронсавӣ Луи де Бройл (1892-1987) гузошт. Де Бройл фарзияеро пешниҳод кард, ки мувофиқи он на танҳо фотон, балки электрон, протон, нейтрон ва дигар зарраҳои бунёдӣ низ дорои хосиятҳои корпускулавию мавҷӣ мебошанд. Мувофиқи фарзияи де Бройл ба ҳар як микрообъект ҳам тавсифдиҳандаҳои корпускулӣ (Е ва Р) ва ҳам параметрҳои хосияти мавҷӣ (n ва l) хосанд. Айнан ҳамин тавр, ҳамаи зарраҳои бунёдӣ, ки соҳиби массаи доимӣ ва ҳаракат ҳастанд, дарозии мавҷиҳои мувофиқро доро мебошанд. Дарозии мавҷи ҳамаи зарраҳои бунёдӣ аз рӯи формулаи де Бройл муайян карда мешавад: 

дар ин ҷо m - массаи зарраи дилхоҳи элементарӣ.

  Соли 1927 физикдонҳои амрикоӣ Клинтон Дэвиссон (1881-1958) ва Лестер Ҷермер (1896-1971) инъикоси электронҳоро аз монокристаллҳои гуногун тадқиқ карда, дурустии фарзияи де Бройлро дар асоси таҷриба исбот намуданд. Ин физикдонҳо манзараи дифраксионии электронҳои инъикосшударо ба қайд гирифта, мушоҳида карданд, ки электронҳои инъикосгардида хосияти мавҷиро зоҳир менамоянд. Баъди ин ҳодиса дар таҷрибаҳои мухталиф хосиятҳои мавҷии атом ва молекулаҳо ба қайд гирифта шуданд.

  Яке аз саволҳои бисёр ҳам муҳим ва табиӣ барои фалсафа ва табиатшиносӣ проблемаи материя ба шумор меравад. Зеро тасаввуротҳо оид ба материя ифодаи худро дар зиддиятҳои ду консепсия меёбад: консепсия дискретӣ (фосилавӣ), яъне консепсияи корпускулавӣ ва бефосилагӣ, яъне консепсияи континуалӣ меёбанд. Бо ин проблемаи ҳамтаъсироти объектҳои материалӣ, ки ҳамчун консепсияи дуртаъсир (интиқоли таъсир бе муҳити физикӣ) ва консепсияи наздиктаъсир (интиқоли таъсир аз нуқта ба нуқта) зоҳир мегардад, бевосита алоқаманд аст. Тавре болотар қайд карем, консепсияи корпускулавӣ (дискретӣ) аз тарафи И. Нютон сохта шудааст. Нуқтаи назари Нютон ҳолати ибтидоии атомизмро, ки ба эътирофи қувваҳои дуртаъсир асосёфтааст, муайян кард. Дар натурфалсафа равияи материалистии олимони қадим ҷудо карда мешавад. Атомизм асосест, ки проблемаи материяро ифода мекунад. Саъю кӯшишҳои умумии атомистӣ дар майлкунии пешбарии ҳамаи хосиятҳои гуногуни объектҳои материалӣ бо маҳдудсозии адади хосиятҳои ибтидоии объективӣ ва қонуниятҳои материалии зарраҳои элементарӣ ифода меёбад.

Нишонаҳои асосии атомистӣ инҳоянд:

- тағйирнопазирии атом (яъне табдилёбандагӣ ва ноустувории материя);

- муқобилиятгузории атомҳо ба холигӣ ва фазо (эътирофи объективии фазо ва ҳаракат).

  Механикаи классикии асрҳои XVII ва XVIII инкишофи минбаъдаи атомистӣ ба ҳисоб меравад. Нютон солҳои 1672-1676 атомизмро дар ходисаҳои рӯшноӣ татбиқ намуд ва назарияи корпускулавии рӯшноиро сохт. Ӯ рӯшноиро сели корпускулаҳо (зарраҳо) ҳисоб мекард, аммо дар зинаҳои гуногун имконияти мавҷудияти хосияти мавҷии рӯшноӣ дида мешуд. Хусусан, соли 1675 Нютон чунин кушишҳои сохтани назарияи корпускулавӣ-мавҷии рӯшноиро кардааст. Вай бо ҷаҳонбиниҳои васеъи худ оид ба материализми механикӣ дар асҳои XVII-XVIII баъд аз Рене Декарт дар ҷои дуюм меистад. Декарт яке аз намояндаи машҳури материализми механикӣ дар табиатшиносӣ буда, кӯшиш кардааст, манзараи умумии табиатро, ки дар он ҳамаи ҳодисаҳои табиат натиҷаи ҳаракати зарраҳои калон ва хурд мебошад ва материяи ягона аз онҳо ташкил ёфтааст, созад.

Хосиятҳои асосии мавҷҳо:

1. Ҳамаи мавҷҳо дорои суръати интиҳоӣ буда, суръати паҳншавии онҳо аз муҳит вобаста аст:
   • Суръати рӯшноӣ дар вакуум 300000 км/с аст.
   • Суръати садо дар ҳаво (дар 0°С ва фишори  1 атм.) 330 м/с аст.
2. Ҳамаи намуди мавҷҳо дорои импулс мебошанд.
3. Ҳаракати мавҷҳо принсипи суперпазитсия (замшуд)-ро итоат мекунанд.
4. Ҳамаи мавҷҳо энергияро бо худ мебаранд.

Принсипи Ҳюйгенс: Ҳар як нуқтаи майдон, ки ба он мавҷ омада мерасад, дар навбати худ маркази яке аз мавҷҳои дуюминдараҷа ба ҳисоб меравад.    

Ҳюйгенс исбот кард, ки дифраксия ҳамон вақт ба амал меояд, ки агар дарози  (диаметри) монеа кам ё баробари дарозии мавҷ бошад. 

  Ақидаи Ҳюйгенсро Френел дида баромада, ҳодисаи интерференсияро кашф кардааст.  Интерференсия - ин болои ҳамхобии ду мавҷ, ки дар натиҷа якдигарро пурзӯр  ё хомӯш менамоянд. Дар натиҷа масимумҳо ё минимумҳо пайдо мегардад.  Шарти асосии ба вуҷудоии интерференсия когерентии мавҷҳо (фарқи фазаҳои муайян ва басомад) мебошад. Ҳодисаи интерференсия барои ҳама гуна мавҷҳои арзӣ ва тулӣ мушоҳида мешавад.

  Мушкилоти дар ибтидои асри XIX оид ба сохтори материя ба вуҷуд омада, яктарафа буд ва имконияти фаҳмондани як қатор далелҳои таҷрибавиро надошт. Соли 1873 Максвелл нахустин рисолаи худро чоп кардааст, ки дар он аввалин бор ҳамаи қонунҳои бунёдии электрик ва магнетизмро ба тартиб оварда шуда буданд. Аммо ӯ танҳо назариячӣ буд ва ҳеҷ гоҳ дар таҷрибаҳо иштирок накардааст. Максвелл дар корҳои худ қонуни электростатикаи Кулон, теоремаи Гаусс, қонуни индуксияи электромагнитии Фарадей ва муодилаи Лапласро умумӣ гардонидааст.

Хулосаҳои назарияи Максвелл:

1. Манбаи майдони  электрикӣ - ин зарядҳои электрикӣ ва майдони магнитии тағирёбанда аст.
2. Манбаи майдони магнитӣ зарядҳои электрикии ҳаракаткунанда ва майдонӣ электрикии тағйирёбанда ба ҳисоб меравад.
3. Майдони магнитии тағйирёбанда майдони электрикиро ба вуҷуд меорад ва баръакс.

  Тағйирёбии майдони электрикӣ ва магнитӣ - ин бавуҷудоварандаи майдони ягонаи электромагнитӣ аст,  ки онро бояд яке аз намудҳои материя ҳисоб кард. Майдони электромагнитӣ дорои импус ва энергия аст ва бояд масса низ дошта бошад. Ин хуласаҳоро Максвелл баён карда буд, ки баъдтар исбот карда шуд.

  Хулосаҳои Максвеллро физики олмонӣ Ҳ.Ҳертс соли 1887 дар таҷриба исбот кард. Аз муодилаҳои Максвелл чунин бар меояд, ки мавҷҳои электромагнитӣ дар ҳама гуна муҳит (моеъҳо, газҳо, ҷисмҳои сахт, вакуум) паҳн шуда метавонанд.   

  Дар ифодаи мазкур - суръати рӯшноӣ,  - суръати паҳншавандаи муҳит, - нуфузпазирии  диэлектрикии муҳит буда, нишон медиҳад, ки шаддидияти электрикии майдон дар вакуум аз шаддидияти электрикии майдон дар муҳит чанд маротиба зиёд аст:

дар ин ҷо m - нуфузпазирии магнитии муҳит буда, нишон медиҳад, ки индуксияи магнитӣ дар вакуум аз индуксияи магнитӣ дар муҳит кам аст: 

 - нишондоди шикасти муҳит.

Формулаи  муодилае мебошад, ки электрик, магнетизм ва оптикаро алоқаманд мекунад.

Рӯшноӣ мавҷи арзии ҳамвори элекиромагнитӣ мебошад:

 ва .

  Хосияти корпускулвии рӯшноӣ дорои масса будани он аст. Максвелл ҳисоб мекард, ки агар рӯшноӣ импулс дошта бошад, пас масса низ бояд дошта бошад. Тахмини Максвелл соли 1902 бо роҳи таҷрибавӣ аз тарафи олими рус Лебедев П.Д. исбот карда шуд.

  Назарияи электромагнитии М.Фарадей ва Ҷ.Максвелл нишон дод, ки консепсияи қабулшуда барои фаҳмондани сохтори материя ягона буда наметавонад. Максвелл ва Фарадей дар корҳои худ нишон доданд, ки майдон - ин ҳақиқати физикии алоҳида (озод) аст. Дар асоси ин хулоса бароварда шуд, ки рӯшноӣ мавҷи электромагнитӣ мебошад.

  Ҳамин тариқ, дар илм муайянкунии аз нав баҳодиҳии равандҳои асосӣ ба амал омад, ки дар натиҷа назарияи дуртаъсири пешниҳодкардаи Нютонро  назарияи наздиктаъсир иваз намуд ва ба ҷои ақидаҳо оид ба дискретӣ, ақидаҳо дар бораи беосилагӣ ба амал омад, ки тасдиқи худро дар назарияи муайяни электромагнитӣ ёфт. Ҳамаи ин вазъият дар илм, дар ибтидои асри XIX чунин шакл гирифт, ки назарияҳо оид ба дискретӣ ва бефосилагии материя ҳалли аниқи худро дар ду намуди материя: модда ва майдон, ки фарқияти байни онҳо дар сатҳи ҳодисаҳои олам дида мешуд, ёфт. Аммо тараққиёти минбаъдаи илм дар солҳои 20-ум нишон дод, ки ин байни ҳам муқобилиятгузорӣ асосан шартӣ мебошад.

  Дар соли 1887  исбот кард Ҳертс, ки рӯшноӣ дорои фишор мебошад ва дар асоси ҳодисаи фотоэффект кашф карда шуд. Назарияи Планк низ оид ба дискретӣ будани табиати рӯшноӣ, дар соҳаи фотоэффект исботи худро ҳосил намуд:

E=mc² ва E= hn.

mc² = hn ®  - массаи фотоне, ки бо суръати рӯшноӣ ҳаракат мекунад. Р = mc - импулси фотон.

  Фотон ҳам зарра ва ҳам мавҷ мебошад, яъне дуализми мавҷӣ-корпускулавиро доро буда, дар баъзе ҳолатҳо худро мавҷ ва дар баъзе ҳолатҳо худро ҳамчун зарра зоҳир менамояд. Фотон дар як вақт ду хосияти материяро доро буда, ҳоло исбот шудааст, ки ин хосият хоси ҳамаи зарраҳо аст. Соли 1923 году Луи де Бройл доштани хосияти дуализми мавҷӣ-корпускулавии электронро тахмин кард.

Барои фотон: Барои  электрон: 

Томсон массаи электронро муайян кард: m_e = 9,11∙10^-31 кг. Дэвис  ва Ҷермер дар соли 1927 исбот карданд, ки электрон хосияти мавҷӣ аст, яъне ба дифраксия ва интерференсия дучор мешавад.  Соли 1932 Ҷеймс Чедвик муайян кард, ки протон низ чунин хосиятро доро аст.

  Ҳамин тариқ зарраҳо аз майдони ҳосил намудаи худ ҷудонашавандаанд ва ҳар як майдон манбаи худро дар сохтори зарра дорад, ки хосияти онро қайд менамоед. Дар ин алоқаи ҷудонашавандаи зара ва майдон яке аз зоҳиршавии бисёрҳам зарурӣ ягонагии бефосилагӣ ва дискретиро дар сохтори материя дидан мумкин аст.  Барои тавсиф додани бефосилагӣ ва дискретӣ дар сохтори материя, инчунин ягонагии корпускулавӣ ва мавҷии хосиятҳои ҳамаи зараҳо ва фотонҳоро мебояд хотирасон кард.  Ягонагии корпускулярӣ ва мавҷии хосияти объектҳои материягӣ дар худ яке аз муқобилиятҳои фундаменталии физикаи муосирро доро мебошад ва дар протсесҳои ояндаи микрозараҳо аниқ карда мешавад. Омӯзиши протсесҳои макроолам нишон доданд, ки бефосилагӣ ва дискретӣ дар шакли протсеси ягонаи байниҳам алоқамандӣ вуҷуд дорад. Ҳангоми шароитҳои муайяни макроолам микрообъектҳо метавонанд дар зарра ё ки майдон нақл ёбанд ва хосияти ба худ хосро зоҳир кунанд.

  Ҳамин тариқ, доираи объектҳои омӯзиши микроолам васеъ гардида, дар натиҷаи ҷустуҷӯҳои зиёди физикӣ тасдиқ шудааст, ки ҳамаи микрозарраҳо ҳам хосияти корпускулӣ ва ҳам хосияти мавҷӣ дошта, вобаста ба шароитҳои беруна метавонанд ҳам зарра ва ҳам мавҷ бошанд.

Номвар Қурбонов

табиатшинос

 Маҷаллаи академии илмию оммавӣ "Илм ва Ҷомеа" №2 (6), 2017