Fizika

Физика (юнонча: φυσικός — „табиий“, φύσις (пҳйсис) — „табиат“) табиий борлиқ ҳақидаги фан бўлиб, табиатнинг энг кенг тарқалган қонунлари, модда, унинг тузилиши, ҳаракати ва ўзгариш қоидаларини ўрганади. Физика табиий фандир, лекин ундаги қонуниятлар ва ҳисоб-китоблар аниқликка асосланган. У қуйидаги асосий қисмлардан иборат:

1. Классик механика
2. Электродинамика ва классик майдон назарияси
3. Квант механикаси
4. Статистик физика ва Термодинамика
5. Оптика ва Спектроскопия
6. Молекуляр физика
7. Атом физикаси
8. Квант майдонлар назарияси
9. Гравитация ва Космология
10. Калибрланган майдонлар ва Суперсимметрия.

Физика фани экспериментал ва назарий физикага бўлинади. Экспериментал физика тажрибалар асосида янги маълумотлар олади ва қабул қилинган қонунларни текширади. Назарий физика табиат қонунларини таърифлайди, ўрганиладиган ҳодисаларни тушунтиради ва юз бериши мумкин бўлган ҳодисаларни олдиндан айтиб беради.

Ўрганилаётган объектлар ва материалларнинг ҳаракат шаклларига қараб, физика фани бир-бири билан ўзаро чамбарчас боғланган элементар зарралар физикаси, ядро физикаси, атом ва молекулалар физикаси, газ ва суюқликлар физикаси, қаттиқ жисмлар физикаси, плазма физикаси бўлимларидан ташкил топган. Ўрганилаётган жараёнларга ва материянинг ҳаракат шаклларига қараб, физика моддий нуқта ва қаттиқ жисм механикаси, термодинамика ва статистик физика, электродинамика, квант механика, майдон квант назариясини ўз ичига олади.

Физиканинг тарихий ривожланиши. Физика тарихини 3 даврга бўлиб ўрганиш мумкин:

1) қадимги замондан ХВИИ асргача бўлган давр;

2) ХВИИ асрдан ХИХ аср охиригача бўлган давр. Бу даврдаги физика фани, одатда, классик физика номи билан юритилади;

3) ХИХ аср охиридан ҳозирги пайтгача бўлган давр. Ҳозирги замон физикаси (ёки энг янги физика) шу даврга мансуб.

Турли ҳодисаларни ва уларнинг сабабини ўрганиш қад. замон олимларининг бизгача етиб келган асарларида акс этган. Милоддан аввалги ВИ асрдан то милодий ИИ асргача бўлган даврда моддаларнинг атомлардан ташкил топганлиги ҳақидаги тушунчалар ва ғоялар яратилди (Демокрит, Эпикур, Лукреций), дунёнинг геосентрик тизими ишлаб чиқилди (Птолемей), электр ва магнит ҳодисалари кузатилди (Фалес), статика (Пифагор) ва гидростатиканинг ривожланишига асос солинди (Архимед), ёруғлик нурининг тўғри чизикли тарқалиши ва қайтиш қонунлари очилди, милоддан аввалги ИВ-асрда Аристотел ўтмиш авлодлар ва замондошларининг ишларига якун ясади. Аристотелнинг ижоди ютуқлар билан бирга камчиликлардан ҳам ҳоли эмас. У тажрибаларнинг моҳиятини тан олди, аммо уни билимларнинг ишончли белгиси эканини инкор этиб, асосий эътиборни фаросат билан англашда, деб билди. Аристотел ижодининг бу томонлари черков намояндаларига қўл келиб, узоқ, даврлар фан тараққиётига тўсқинлик кўрсатдилар. ИХ-ХВИ асрларда илмий изланишлар маркази Яқин ва Ўрта Шарқ мамлакатларига силжиди. Бу даврга келиб, фан ривожига, жумладан, физиканинг ривожига Ўрта Осиё олимлари улкан ҳисса қўшдилар. Физика, математика, астрономия ва табиацҳуносликка оид масалалар Хоразмий, Аҳмад ал-Фарғоний, Форобий, Беруний, Термизий, Ибн Сино, Улуғбек, Али Қушчи ва бошқа Марказий Осиёлик олимларнинг ишларида ўз аксини топган. Бу олимларнинг физикага оид илмий ишлари, механика, геометрия, осмон механикаси, оптика ва турли табиат ҳодисаларини ўрганиш билан боғлиқдир. Хоразмий ўрта асрларда, назарий ва амалий табиацҳунослик ҳали бўлмаган даврда, дунёвий фанлар, илғор ижтимоий-фалсафий фикрлар ижодкори бўлиб чиқди. У Шарқнинг дастлабки академияси „Байт ул Ҳикма“ („Донолар уйи“)нинг шаклланишида фаол иштирок этган. Бу ерда унинг раҳбарлигида араблар ва бошқа халқлар вакиллари билан бир қаторда Аҳмад ал-Фарғоний, Ахмад Абдулаббос Марвазий каби Ўрта Осиёлик олимлар тадқиқотлар олиб борганлар. „Алгоритм“ сўзи „Хоразмий“ сўзининг лотинча транскрипсияси бўлиб, бу сўзни алгебра масалаларини ечишда биринчи марта қўллаган эди. Аҳмад ал-Фарғонийнинг „Осмон жисмлари ҳаракати“ китоби ИХ асрда битилган бўлиб, ХИИ асрда лотин тилига, ХИИИ асрда Европанинг бошқа тилларига таржима қилиниб кенг тарқалган эди. Аҳмад ал-Фарғоний асарлари Европада Уйғониш даври илмий тадқиқотчиларининг асосини ташкил этган асарлардан бўлди. У ёруғликнинг синиши ва қайтишини аниқлаган. Фарғоний стереографик проексия назариясининг асосчиси сифатида фазо жисмлари ҳаракатининг текисликлардаги проексиялари нисбатлари асосида баъзи бир катталикларни ўлчаш мумкинлигини исботлади. Бу фикр бугун ҳам астрофизика фанида ўз қийматини йўқотмаган.

Беруний Ернинг ўз ўқи атрофида айланишини ўзи ясаган асбоблар ёрдамида исботлади ва Ер радиуси 6490 км га яқин эканлигини аниқлади. У дунёнинг моддийлиги, ҳаракатнинг турлари, атомнинг бўлиниши, атомдан кейинги зарраларнинг ўзаро таъсир кучлари, солиштирма оғирликни аниқлаш усуллари, жисм инерсияси, бўшлиқ, атмосфера босими, суюқликлар гидростатикаси, қор, ёмғир ва дўлнинг пайдо бўлиш сабаблари, энергия айланиши, жисмларнинг электрланиши, денгиз ҳамда уммон сувларининг кўтарилиши ва пасайиш сабаблари, ёруғликнинг корпускуляр ҳамда тўлқин хоссаси, товуш ва ёруғлик тезлиги, ёруғликнинг қайтиши ҳамда синишининг сабаблари, дисперсия ҳодисаси, Ер ва бошқа сайёраларнинг Қуёш атрофидаги ҳаракатлари эллипс шаклига яқинлиги, фазовий жисмларнинг вазнсизлиги тўғрисида фикрлар юритди. Абу Наср ал-Форобийнинг товуш тезлиги, товушнинг тўлқин табиати, товуш частотаси, товуш тўлқинининг узунлиги ҳақидаги фикрлари ва уларга асосланиб яратилган мусиқа нотаси ҳамда оптикага оид кўпгина ишлари физика фанининг ривожланишига қўшилган катта ҳисса бўлди. Ибн Сино ҳаракатнинг нисбийлиги, инерсия, куч, масса ва тезланиш орасидаги боғланиш, айланма ҳаракат, марказга интилма куч, чизикли тезлик, бўшлиқ ва атмосфера босими, конвексия, иссиқликнинг табиати, иссиқлик узатилишининг турлари, яшин ва яшиннинг турлари, момақалдироқ ҳодисаси, товуш ва ёруғлик тезлиги, ёруғлик дисперсияси, линза, атом тузил иши ва бошқа мавзуларга тегишли мулоҳазаларининг аксарияти ҳозирги замон тушунчаларига жуда мое келади.

Ҳаким Термизий дунёвий фанларнинг унгача бўлган ютуқларини қомусий олим сифатида ўрганди, жумладан, табиат ҳодисалари ва жараёнларини таҳлил этувчи „Солнома“, „Ҳафтанома“ каби асарлари маълум. Мирзо Улуғбек ХВ асрда жаҳонда ягона расадхона қурди. Унинг „Зижи Кўрагоний“ асарида астрономиянинг назарий асослари ёритди ва 1018 та юлдузнинг жойлашиш координаталарини жуда катта аниқликда берди. Унинг қийматлари ҳозирги қийматларга жуда яқин.

Физик ҳодисаларни тушунтиришда Ўрта Осиёлик олимларнинг мулоҳазалари қадимги анъаналар таъсирида ривожланган бўлсада, улар математик усулларни кенг жорий этиб, тажрибалардан фойдаланиб, фанга катта ҳисса қўшдилар.

Классик физиканинг ривожланиши. ХВИИ асрга келиб Г. Галилей механик ҳаракатни тажриба йўли билан ўрганиб, ҳаракатни математик формулалар асосида ифодалаш зарурлигини аниқлади ва бу физика фанининг кескин ривожига туртки бўлди. У жисмларнинг ўзаро таъсири натижасида тезлик ўзгариб, тезланиш ҳосил бўлишини, таъсир бўлмаганда ҳаракат ҳолатининг ўзгармаслиги, яъни тезланишнинг нолга тенглигини ёки тезликнинг ўзгармасдан сақланишини қайд этиб, Аристотелнинг шу масалага қарашли фикрини, яъни таъсир натижасида тезлик ҳосил бўлишини инкор этади. Кейинчалик Галилей аниқлаган қонун инерсия қонуни ёки Нютоннинг механикага оид биринчи қонуни деган ном олди. 1600-йилда У. Гилберт электр ва магнит ҳодисаларни ўрганиш билан шуҳрат қозонди ҳамда Ер тирик магнит эканлигини исботлади. У компас магнит милининг бурилишини Ернинг катта магнитга ўхшаши орқали тушунтирди, магнетизм ва электрнинг ўзаро боғланишини текширди. Галилей механикадаги нисбийлик принсипини очди ва эркин тушаётган жисм тезланиши унинг тезлиги ва массасига боғлиқ эмаслигини исботлади. Э.Торричелли юқоридаги принсипдан фойдаланиб, атмосфера босимининг мавжудлигини аниқлади ва биринчи барометрни яратди. Р. Бойл ва Э. Мариотт газларнинг эластиклигини аниқладилар ҳамда газлар учун биринчи қонун — Бойл-Мариотт қонунини яратдилар. Голландиялик астроном ва математик В. Снеллиус (Снелл) билан Р. Декарт ёруғлик нурининг синиш қонунини очдилар.

ХВИИ аср Физикасининг энг катта ютуқларидан бири классик механиканинг яратилиши бўлди. И. Нютон 1687-йилда Галилей ва ўз замондошларининг ғояларини умумлаштириб, классик механиканинг асосий қонунларини таърифлаб берди. Нютон томонидан жисмлар ҳолати тушунчасининг киритилиши барча физик роялар учун муҳим бўлди, жисмлар тизимининг ҳолатини механикада уларнинг координаталари ва импулслари орқали тўла аниқлаш имконияти яратилди. Агар жисмнинг бошланғич вақтдаги ҳолати ҳамда ҳаракат давомида унга таъсир этувчи кучларнинг табиати маълум бўлса, Нютон қонунларига асосланган ҳолда шу жисмнинг ҳаракат тенгламасини тузиш мумкин. Бу ҳаракат тенгламасидан фойдаланиб, ушбу жисмнинг исталган вақтдаги фазодаги ўрнини, тезлик, тезланиш ва физик катталикларни аниқлаш мумкин бўлди. Нютон сайёралар ҳаракатларини тушунтирувчи Кеплер қонунлари асосида бутун олам тортишиш қонунини очди ва бу қонун орқали Ой, сайёралар ва кометалар ҳаракатини исботлаб берди. Х. Пойгенс ва Г. Лейбнис ҳаракат миқдорининг сақланиш қонунини таърифладилар.

ХВИИ асрнинг 2-ярмида физик оптика асослари яратила бошланди, телескоп ва бошқа оптик қурилмалар яратилди. Физик А. Грималди ёруғлик дифраксиясини, И. Нютон эса ёруғлик дисперсиясиик тадқиқ қилди. 1676-йилда даниялик астроном О. Рёмер ёруғлик тезлигини ўлчади. Шу даврдан ёруғликнинг корпускуляр ва тўлқин назариялари юзага келди ҳамда ривож топа бошлади. И. Нютон ёруғликни корпускула (зарра)лар ҳаракати орқали тушунтирса, Х. Гюйгенс уни фараз қилинувчи муҳит — эфирда тарқаладиган тўлқинлар ёрдамида тушунтирди.

Шундай қилиб, ХВИИ асрда классик механика мустаҳкам ўрин эгаллади, акустика, оптика, электр ва магнетизм, иссиқлик ҳодисаларини ўрганиш соҳаларида катта изланишлар бошланди. ХВИИИ асрга келиб тажриба ва математикадан кенг фойдаланган классик механика ва осмон механикаси янада тез суръатлар билан ривожланди. Ер ва Осмон ҳодисаларини механика қонунлари орқали тушунтириш асосий мақсад ҳамда бош таълимот ҳисобланар эди. Ҳатто, ўрганилаётган физик ҳодисани механика қонунлари орқали тушунтириш мумкин бўлмаса, танланган тушунтириш йўли тўлиқ эмас ёки нотўғри деб юритилар эди.

ХВИИИ асрда зарралар ва қаттиқ жисмлар механикаси билан бирга газ ҳамда суюқликлар механикаси ривожланди. Д. Бернулли, Л. Эйлер, Ж. Лагранж ва бошқалар идеал суюқлик гидродинамикасига асос солдилар. Франсуз олими Ш. Дюфе электрнинг икки тури мавжудлигини аниқлади ҳамда уларнинг ўзаро тортилиш ва итарилишини кўрсатди. Америкалик олим Б. Франклин электр зарядининг сақланиш қонунини аниқлади. Т. Кавендиш ва ундан мустасно Ш. Кулон қўзғалмас электр зарядининг ўзаро таъсир кучини тажрибада аниқладилар ҳамда математик ифодасини топиб, асосий қонун — Кулон қонунини очдилар.

Рус физиклари Г. Рихман, М. В. Ломоносов ва америкалик олим Б. Франклин атмосферада ҳосил бўладиган электр, яшиннинг табиатини тушунтириб бердилар. А. Галвани, А. Волта ва кейинчалик рус физиги ҳамда электротехниги В. Петровнинг кузатишлари ва тадқиқотлари электродинамиканинг вужудга келиши ҳамда тез суръатлар билан ривожланишига сабаб бўлди. Оптика соҳасида П. Бугер ва И. Ламберт ишлари туфайли фотометрияга асос солинди. Инфрақизил (инглиз оптиги В. Гершел ва инглиз кимёгари У. Воллстон) ва ултрабинафша (инглиз кимёгари И. Риттер) нурлар мавжудлиги аниқланди. Иссиқлик ҳодисалари, иссиқлик миқдори, иссиқлик сиғими, иссиқлик ўтказувчанлик ва ҳоказони ўрганишда ҳам қатор изланишлар олиб борилди. М. Ломоносов, Р. Бойл, Р. Гук, Бернуллилар иссиқликнинг молекуляр-кинетик назариясига асос солдилар.

ХИХ аср бошида Т. Юнг ва О. Френелларнинг тўлқин назарияси асосида ёруғлик дифраксияси ва ёруғлик интерференсияси яратилди. Ёруғликни кўндаланг тўлқин сифатида эластик муҳитда тарқалади деб, Френел синган ва қайтган ёруғлик тўлқинларининг интенсивлигини белгиловчи миқдорий қонунни аниқлади. Франсуз физиги Э. Малюс ёруғликнинг қутбланиши ҳодисасини кашф этди, ёруғлик спектрига ва дифраксиясига тегишли изланишлар олиб борди. Ёруғликнинг табиати ҳақидаги корпускуляр ва тўлқин назариялари орасидаги деярли икки аср давом этган кураш тўлқин назарияси фойдасига ҳал бўлди.

Италиялик олимлар А. Галвани ва А.Волталарнинг электр токини кашф этишлари ҳамда дунёда биринчи марта 1800-йилда галваник элементнинг ясалиши физика фанининг ривожланишида катта аҳамиятга эга бўлди. 1820-йилда даниялик физик Х. Эрстед токли ўтказгичнинг компас мили билан ўзаро таъсирда бўлишини электр ва магнит ҳодисалар орасида боғланиш борлиги билан тушунтирди. Шу йилларда А. Ампер зарядланган зарраларнинг тартибли ҳаракати туфайли пайдо бўлувчи электр токи билан барча магнит ҳодисалари боғлиқ эканлиги тўғрисида хулосага келди ва тажриба асосида токли ўтказгичлар орасидаги вужудга келувчи ўзаро таъсир кучини ифодаловчи қонунни ихтиро қилди (Ампер қонуни). 1831-йилда М. Фарадей электромагнит индуксия ҳодисасини очди ва электромагнит майдон тушунчаси ҳақидаги таълимотни яратди. Металларнинг электр ўтказувчанлигини ўрганиш Ом қонунининг (1826), моддаларнинг иссиқлик хусусиятларини ўрганиш — иссиқлик сиғими қонунининг яратилишига олиб келди.

Табиатнинг барча ҳодисаларини бир бутун қилиб боғловчи энергиянинг сақланиш ва айланиш қонунининг очилиши табиацҳуносликда, жумладан, физиканинг ривожланишида катта аҳамиятга эга. ХИХ аср ўрталарига келиб тажриба орқали иссиқлик миқдори билан бажарилган иш миқдорининг ўзаро қиёсий тенглиги исботланди ва шу асосда иссиқлик энергиянинг махсус тури эканлиги аниқланди. Энергиянинг сақланиш ва айланиш қонуни иссиқлик ҳодисалари назариясининг асосий қонуни бўлиб, у термодинамиканинг биринчи бош қонуни деб аталади. Бу қонунни Ю. Р. Маер таърифлаган, немис физиги Г. Гелмголс аниқроқ шаклга келтирган (1874). Термодинамиканинг ривожланишида С. Карно, Р. Клаузиус, У. Томсон, Э. Клапейрон ва Д. И. Менделеевларнинг хизматлари катта бўлди. С. Карно иссиқликнинг механик ҳаракатга айланишини аниқлади, Р. Клаузиус, У. Томсон иссиқлик назариясининг асосий қонуни — термодинамиканинг иккинчи бош қонунини таърифладилар, Р. Бойл, Э. Мариотт, Ж. Гей — Люссак, Б. Клапейрон идеал газнинг ҳолат тенгламасини аниқладилар. Д. И. Менделеев уни барча газлар учун умумлаштирди ва ҳоказо. Термодинамика билан бирга иссиқликнинг молекуляр-кинетик назарияси ривожланиб борди. А. Эйнштейн, поляк физиги М. Смолуховский ва франсуз физиги Ж. Перренлар Броун ҳаракати атом ҳамда молекулаларнинг иссиқлик ҳаракати эканлигини исботлаб, молекуляр-кинетик назария асослари бўлган Броун ҳаракатининг миқдорий назариясини яратдилар. Бу эса, ўз навбатида, статистик механиканинг тўла тан олинишига олиб келди. Ж. К. Максвелл киритган эҳтимоллик характерига эга бўлган статистик тушунчалар асосида газлардаги молекулалар тезлиги, эркин югуриш узунлиги, вақт бирлиги ичидаги тўқнашувлар сони ва бошқа катталикларнинг ўртача қийматларини топишга йўл очилди, унинг молекулаларнинг ўртача кинетик энергиясига боғлиқлиги кўрсатилди. Материянинг кинетик назарияси тараққий этиши Л. Болсман томонидан статистик механика — Болсман статистикаси яратилишига олиб келди. ХИХ асрнинг 2-ярмида Ж. К. Максвелл электромагнит ҳодисаларнинг электромагнит майдон тушунчасига асосланган янги назариясини ва уни ифодаловчи тегишли тенгламалар тизимини яратди. У табиатда электромагнит тўлқинларнинг мавжудлигини, уларнинг аниқ, хусусиятлари — босими, дифраксияси, интерференсияси, тарқалиш тезлиги, қутбланиши ва ҳоказо борлигини аниқлади. Максвелл назариясининг энг муҳим натижаси электромагнит тўлқинларнинг тарқалиш тезлиги ёруғлик тезлигига тенг бўлган қийматга эга эканлиги тўғрисидаги хулоса ҳисобланди. Максвелл назариясидан ёруғликнинг электромагнит хусусиятига эга эканлиги келиб чиқди. Г. Герснинг электромагнит тўлқинларни аниқлаш бўйича олиб борган тажрибалари буни тасдиқлади. 1899-йил П. Лебедев ёруғликнинг босимини тажриба орқали аниқлади. 1895-йилда А. С. Попов Максвелл назариясидан фойдаланиб симсиз алоқани яратди. Юқоридаги ва бошқа тажрибалар Максвеллнинг электромагнит назарияси тўғрилигига якун ясади.

Шундай қилиб, ХИХ аср физикаси 2 бўлимдан — жисмлар физикаси ва майдон физикасидан иборат бўлди. Жисмлар физикаси асосида молекуляр-кинетик назария қабул қилинган бўлса, майдон физикасида электромагнит майдон назарияси асосий рол ўйнади.

Классик физика модда, вақт, фазо, масса, энергия ва ҳоказо ҳақидаги махсус тасаввурлар, тушунчалар, қонунлар, принсиплардан ташкил топган. У классик механика, классик статистика, классик термодинамика, классик электродинамика ва бошқа бўлимларга бўлинади. Классик механикада ҳаракат қонунлари — Нютон қонунларидан иборат. Моддий нуқта, мутлақ қаттиқ жисм, туташ мух, итлар тушунчалари муҳим рол ўйнайди. Буларга мое тарзда моддий нуқта механикаси, мутлақ қаттиқ жисм механикаси, туташ муҳит механикаси мавжуд.

Кўп амалий ҳолларда қониқарли натижалар берадиган классик физика катта тезликлар ва микрообъектлар билан боғлиқ ҳодисаларни тўғри тушунтиришга ожизлик қилди. Шундай ҳодисалар қаторига қаттиқ жисмларнинг иссиқлик сиғими, атом тизимларининг тузилиши ва улардаги ўзгаришлар характери, элементар зарраларнинг ўзаро таъсири ҳамда бир-бирига айланиши, микротизимлардаги энергетик ҳолатларнинг узлукли ўзгариши, массанинг тезликка боғлиқлиги ва бошқа масалалар киради. Физиканинг янги тараққиёти юқоридагига ўхшаш ҳодисаларни ҳам тўғри тушунтириб бера оладиган янги, ноклассик тасаввурларга олиб келди. Бундай тасаввурларга асосланган янги физика майдон квант назарияси ва нисбийлик назариясиаан иборат.

Физиканинг классик ва ноклассик физикага ажратилиши шартлидир. Галилей-Нютон механикаси, Фарадей-Максвелл электродинамикаси, Болсман-Гиббс статистикасини, одатда, классик физикага, майдон квант назарияси ва нисбийлик назариясини ҳозирги замон физикасига киритишади. Тарихий жиҳатдан бу ҳақиқатан ҳам шундай. Аммо классик физика билан ҳозирги замон физикасини бир-бирига қарши қўйиш асоссиздир. Янги техника, космосни эгаллаш каби соҳаларда классик физикадан кенг фойдаланиб муҳим ютуқларга эришилмоқда. Максвелл томонидан электромагнит ҳодисаларни ўрганиш жараёнлари унинг „Классик электродинамика“си яратиши билан якунланди. 1897-йилда Ж. Томсоннинг электрон заррасининг очиши билан физика ривожида янги давр бошланди.

Ҳозирги замон физикаси. ХИХ аср охирида аниқланган қатор янгиликлар (электроннинг очилиши, электрон массасининг тезлик ўзгариши билан ўзгариши, ҳаракатланувчи тизимларда электромагнит ҳодисаларининг рўй беришидаги қонуниятлар ва бошқалар) Нютоннинг фазо ва вақт мутлақлиги тўғрисидаги тасаввурларини танқидий текшириб чиқиш кераклигини кўрсатди. Ж.Пуанкаре, Х. А. Лоренс каби олимлар бу соҳада тадқиқотлар олиб боришди. 1900-йилда М. Планк нур чиқараётган тизим — оссилляторнинг нурланиш энергияси узлуксиз қийматларга эга деган классик фикрни рад этиб, бу энергия фақат узлукли қийматлар (квантлар)дангина иборат деган бутунлай янги фаразни илгари сурди. Шунга асосланиб назария билан тажриба натижаларини таққосланганда уларнинг мос келишини аниқлади. Планк гипотезасини А. Эйнштейн ривожлантириб, ёруғлик нурланганда ҳам, тарқалганда ҳам квантлар — махсус зарралардан ташкил топади деган фикрга келди. Бу зарралар фотонлар деб аталди. Фотон иборасини 1905-йилда А.Эйнштейн фотоэффект назариясини талқин этишда қўллаган, бу ибора физика фанида 1929-йилдагина пайдо бўлди. Шундай қилиб, фотонлар назариясига мувофиқ ёруғлик тўлқин (интерференсия, дифраксия) ва зарра (корпускуляр) хусусиятга эга.

1905-йилда А. Эйнштейн Планк гипотезасини ривожлантириб, махсус нисбийлик назариясини яратди. 1911-йилда Э. Резерфорднинг алфа зарраларнинг жисмларда сочилишини текшириш тажрибаси атомлар ядросининг мавжудлигини исботлади ва у атомларнинг планетар моделини яратди. 1913-йилда Н. Бор нурланишнинг квант характери асосида атомлардаги электронлар маълум барқарор ҳолатларгагина эга бўлиб, бу ҳолатларда энергия нурланиши содир бўлмайди, деган постулатни яратди. Нурланиш электронларнинг бир барқарор ҳолатдан иккинчи барқарор ҳолатга „сакраб ўтиши“да, яъни дискрет равишда рўй беради. Бу постулат ўша йили Ж. Франк ва Г. Герс ўтказган тажрибаларда тасдиқланди. Бор постулати атомнинг планетар модели квант характерга эга эканлигини кўрсатади.

А. Эйнштейн бутун олам тортишиши (гравитация) масаласи билан шуғулланиб, 1916-йилда фазо, вақт ва тортишишнинг янги назарияси — Умумий нисбийлик назарияси(УНН)ни яратди. Илгаридан маълум ва кузатилган, аммо тўғри ҳамда мукаммал илмий тушунтирилмасдан келаётган қатор ҳодиса ва фактлар нисбийлик назарияси туфайли ҳар томонлама ойдинлашди. Бу назария ўзига қадар фанга маълум бўлмаган кўплаб янги ҳодисалар қонунларнинг борлигини олдиндан айтиб берди, энг янги фан учун ғоят зарур бўлган натижа ва хулосаларга эришилди (массанинг тезлик ўзгариши билан ўзгариши, масса билан энергиянинг ўзаро боғланиши, ёруғлик нурларининг космосдаги жисмларнинг яқин атрофидан четланиб оғиши ва бошқалар). М. Лауэ кристалларда атомларнинг тартибли жойлашишини рентген нурлари дифраксияси ёрдамида биринчи бўлиб тушунтириб берди. Рус физиги Г. В. Вулф ва инглиз физиги У. Л. Брегг кристалларда атомларнинг жойлашишини, улар оралиғидаги масофаларни аниқлаб, рентген структуралари тахлилига асос солдилар. П. Дебаи, М. Борнлар кристалл панжаралари гармоник тебраниб турадиган оссиляторлар йиғиндисидан иборат, деб тушунтирдилар.

ХХ асрнинг 20-йилларига келиб, квант механикага тўла асос солинди, микрозарралар ҳаракатининг норелятивистик назарияси тўла исботланди. Бунинг асосини Планк — Эйнштейн — Борларнинг квантлашув ва Л. Бройлнинг материянинг корпускуляр-тўлқин хусусияти тўғрисидаги (1924) ғоялари ташкил этди. 1927-йилда тажрибаларда кузатилган электрон дифраксияси бу фикрни тасдиқлади. 1926-йилда австриялик физик Э. Шрёдингер атомларнинг узлукли энергияга эга эканлигини ифодаловчи квант механиканинг асосий тенгламасини яратди.

Квант механика билан бир қаторда квант статистика ҳам ривожланиб борди. У кўп микрозарралардан ташкил топган тизимларнинг хоссаларини квант механика қонунлари ёрдамида ўрганади. 1924-йилда ҳиндистонлик физик Ш. Бозе квант статистикаси қонуниятларини фотонларга (спинлари 1 га тенг) татбиқ этиб, мувозанатли нурланиш спектрида энергиянинг тақсимланиши учун Планк формуласини, Эйнштейн эса идеал газ учун энергиянинг тақсимланиш формуласини келтириб чиқарди. 1925-йилда америкалик физиклар Ж. Уленбек ва С. Гаусмит электроннинг хусусий ҳаракат миқдори моментини аниқладилар. Шу йили В. Паули бир хил квант ҳолатда фақат биттагина электрон бўла олишини кўрсатди (Паули принсипи), шу асосда Менделеев даврий системасига назарий асос берилди.

1926-йилда Э. Ферми ва П. Дирак Паули принсипига бўйсунадиган, спинлари 1/2 га тенг бўлган, бир хилдаги зарралар тизими учун Ферми-Дирак статистикасини кашф қилдилар.

1928-йилда Я. Френкел ва В. Гейзенберг ферромагнетизм асосида квантли алмашинишдаги ўзаро таъсирлар ҳал қилувчи эканлигини кўрсатдилар. 1932-1933-йилларда франсуз физиги Л. Неел ва Я. Ландаулар антиферромагнитизм мавжуд эканлигини олдиндан башорат қилдилар. Х. Камерлинг Оннес томонидан симоб, қалай ва баъзи элементларнинг ўта ўтказувчанлигининг ҳамда Капица томонидан гелий ИИ нинг, ўта оқувчанлиги очилиши квант статистикасида янги йўналишларнинг вужудга келишига олиб келди. 1950-йилга келиб Л. Ландау ва В. Гинзбург ўта ўтказувчанликнинг батафсил назариясини ишлаб чиқдилар.

1916-йилда Алберт Эйнштейн яратган мажбурий нурланишнинг квант назарияси асосида 50-йилларга келиб янги квант электроникаси ривож топди. Н. Басов ва А. Прохоров (улардан мустақил тарзда америкалик олим У. Таунс) яратган мазерда электромагнит тўлқинларни ҳосил қилиш ва кучайтиришни амалга оширдилар. Бу 60-йилларда ёруғликнинг квант генератори — лазернинг яратилишига олиб келди.

ХХ асрнинг 2-чорагида атом ядролари тизими сирларини ва мавжуд бўлаётган жараёнларни ўрганиш билан элементар зарралар физикасининг яратилиши физикада инқилобий ўзгаришлар бўлишига олиб келди.

А. Э. Беккерел П. Кюри ва М. Склодовская Кюри билан ҳамкорликда радиоактив нурланишни, кейинчалик Э. Резерфорд бу нурланишнинг ўз-ўзидан парчаланиши нурланиш билан биргаликда ҳосил бўлишини очдилар. 1932-йилда Ж.Чедвик нейтрон заррани очди. Рус олими Д. Д. Иваненко ва В. Гейзенберглар атом ядросининг протон ва нейтрондан иборат эканлигини аниқладилар. 1934-йилда И. Жолио ва Кюрилар сунъий радиоактивлик ҳодисасини очдилар.

Тезлаткичларнинг яратилиши зарядланган зарралар таъсирида ядро реаксиялари ҳосил қилиш имконини яратди. Ядро бўлинишлари ҳодисасининг очилиши муҳим натижа бўлди. 1939-1945-йилларда биринчи марта ${\дисплайстйле У^{235}}$ занжир реаксияси ёрдамида ядро энергияси ажралиб чиқишига эришилди. Бу энергиядан тинч мақсадда фойдаланиш 1954-йилдан амалга ошди. 1952-йилда термоядро синтези (термоядро портлаши) амалга оширилди.

Атом ядроси физикаси ривожи билан бир вақтда элементар зарралар физикаси ҳам ривожланди. Биринчи муҳим ютуқлар космик нурларни тадқиқ қилиш билан боғлиқдир. Мюонлар, ${\дисплайстйле \пи}$ мезонлар, К мезонлар, гиперонлар каби зарралар топилди. Юқори энергияли зарядли зарралар тезлаткичлари яратилиши билан элементар зарралар, уларнинг хусусиятлари ва ўзаро таъсирлари режали тадқиқ қилина бошлади. Тажрибаларда икки хил нейтринолар ва бошқа кўплаб элементар зарралар очилди.

Физика текширадиган ҳодисаларни миқдорий таҳлил қилишда математикадан кенг фойдаланади. Ҳодисаларнинг ўтиши ва уларнинг табиатидаги мураккабликка қараб қўлланиладиган математика усуллари ҳам мураккаблашади. Ҳозирги даврда элементар математика, дифференсиал, интеграл ҳисоблар, аналитик геометрия, оддий дифференсиал тенгламалар билангина чекланиб қолиш мумкин эмас. Масалан, майдон назариясида тензорлар, операторлар каби тушунчалардан кенг фойдаланилади. Физиканинг ривожланиши ҳамма вақт бошқа табиий фанлар билан чамбарчас боғлиқ бўлиб келган. Физиканинг ривожланиши бошқа табиий фанларнинг ривожланишига ва кўпгина ҳолларда янги фанларнинг вужудга келишига олиб келган. Масалан, физиклар томонидан микроскопнинг ихтиро этилиши кимё, биология, зоология фанларининг кенг кўламда ривожланишига сабаб бўлди. Телескопнинг яратилиши, спектрал анализ қонунларининг кашф этилиши астрономия фанининг ривожланишини жадаллаштирди. Электромагнит индуксия ҳодисасининг кашф этилиши ва радионинг ихтиро этилиши электроника ва радиотехника фанларининг вужудга келишига олиб келди. Жуда кўп соҳалар борки, уларни физика бошқа фанлар билан биргаликда ўрганади. Шу тариқа кимёвий физика, биофизика, астрофизика, геофизика ва бошқа фанлар вужудга келган. Физикада яратилган кашфиётлар техниканинг турли соҳалари ривожланишига, провардида саноат ва халқ хўжалигининг жадал ривожланишига олиб келган. Кундалик ҳаётда ишлатилаётган электр ёриткич асбоблари, радиоприёмниклар, телевизорлар, завод ва фабрикалардаги турли хил станоклар, замонавий электрон ҳисоблаш машиналари, самолётлар ва бошқалар физикадаги яратилган кашфиётларнинг натижасидир. Ўз навбатида, техника фанларининг эришган ютуқлари физиканинг янада ривожланишига сабабчи бўлган. Техниканинг, умуман халқ хўжалигининг ривожланиб боришида узлуксиз равишса вужудга келувчи физик муаммоларни ҳал этиб боришга тўғри келди. Бу эса техника фанларининг ҳамма вақт физика билан хамкорликда иш олиб боришини тақозо этади. Ўзбекистонда ядро физикаси, физик электроника, қаттиқ жисмлар физикаси, юқори энергияли ва космик нурлар физикаси, яримўтказгичлар физикаси, акустооптика, акустоэлектроника, лазерлар физикаси, гелиофизика, гелиотехника ва бошқа физика соҳаларида муҳим ютуқларга эришилди.

Ҳозир Ўзбекистон Фанлар академияси Ядро физикаси институти, Физика-техника институти, С. А. Азимов номидаги „Физика-Қуёш“ ИИCҲБ, У. О. Орифов номидаги Электроника институти каби ўнлаб илмий муассасалар, Ўзбекистон Миллий Университети, Самарқанд давлат университети, Тошкент давлат техника университети ва республикадаги қарийб барча олий ўқув юртларида ҳам физика фанининг турли муамммоларига оид ишлар олиб борилмоқда.

Адабиётлар

• Кудрявсев П.С, Краткий курс истории физики, Москва, 1974
• М. Н. Раҳматов, Ватанимиз физиклари, Тошкент, 1983
• М.Аҳадова, Ўрта Осиёлик машҳур олимлар ва уларнинг математикага доир ишлари, Тошкент, 1983
• Классическая наука Средней Азии и современная мировая сивилизация, Тошкент, 2000.

Ҳаволалар

• Физика (Wайбаcк Мачине сайтида 2013-09-06 санасида архивланган), Зиёнет

Табиий фанлар