YORUG’LIK VA HARORAT DATCHIKLARINI ISHLASHINING FIZIK ASOSLARI

Аннотация

Ushbu maqola yorug‘lik va harorat datchiklarining ishlash prinsiplari va fizika asoslarini batafsil ko‘rib chiqadi. Maqolada datchiklar turlari, ularning ishlash prinsiplari, qo‘llanilish sohalari va zamonaviy texnologiyalar bilan integratsiya jarayonlari haqida ham hayotiy misollar orqali tushuntirish berilgan. Shuningdek, ilmiy tadqiqotlar orqali olib borilgan yangiliklar va kelajakdagi rivojlanish istiqbollari ham yoritilgan. Ushbu maqola muhandislar, tadqiqotchilar va texnologiya sohasida qiziquvchilar uchun foydali manba hisoblanadi. Kalit so’zlar: yorug‘lik datchiklari, harorat datchiklari, sezgir element, noelektrik kattaliklar, bosim, harorat, namlik, tezlik, fotoelektrik asboblar. Datchik sezgir element bo‘lib, u nazorat qilinayotgan yoki rostlanayotgan kattalikni masofaga uzatilishi qulay hamda undan foydalanish oson bo‘lgan boshqa ko‘rinishdagi kattalikka aylantirib beradi. Chiqish kattaligiga qarab datchiklarda mexanik va elektrik chiqishlar bo‘ladi. Birinchi guruh datchiklarda nazorat qilinayotgan har qanday kattalik chiqishdagi mexanik kattaliklarga aylantiriladi. Ikkinchi guruh datchiklarda esa noelektrik kattaliklar elektr kattaliklarga aylantiriladi. Chiqish signalini kuchaytirish, boshqarish, rostlash, masofadan turib o‘lchash qulay bo‘lganligi tufayli bu guruh datchiklar texnikada ko‘proq qo‘llaniladi. Nazorat qilinayotgan noelektrik kattaliklar (bosim, harorat, namlik, tezlik va sh.o‘.) ob’yektni o‘ziga joylashtirilgan datchiklar orqali elektrik miqdor (tok, kuchlanish, zaryad) ga aylantiriladi. So‘ngra ular elektr o‘lchash qurilmalariga Выпуск журнала №-26 Часть–3_ Май –2025 304 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT uzatiladi (bu qurilmalar shkalasi nazorat qilinayotgan kattalik o‘lchov birligida graduirovka qilingan bo‘ladi). Yarimo‘tkazgichlarda optik hodisalar o‘z ichiga ko‘p jarayonlarni oladi, bu yarimo‘tkazgichga tushayotgan yorug‘lik spektrining, yarimo‘tkazgich yuzasidan qaytishi yoki yorug‘likning hajm bo‘ylab o‘tib ketishi hamda yorug‘likni yutilish jarayonlarini o‘z ichiga oladi. Ushbu jarayonlar nafaqat o‘rganilayotgan yarimo‘tkazgichning eng asosiy fundamental parametrlari bo‘lishi, balki zonalar tuzilishi va taqiqlangan sohadagi mavjud energetik sathlar tabiati haqida to‘la ma’lumot beribgina qolmay, shu yarimo‘tkazgich materialining optik, fotoelektrik asboblar yaratishdagi funksional imkoniyatlarni ochib beradi.[1-4] Kristall yuzaga tushayotgan yorug‘lik intensivligi (I ), yorug‘lik sirtdan qaytadi o (I ), kristalldan o‘tib ketadi (I ) va qolgan qismi kristallga yutiladi (I ). q o‘ yu 𝐼 = 𝐼 + 𝐼 + 𝐼 (1) 𝑜 𝑞 𝑜′ 𝑦𝑢 Agar biz kattaliklar nisbatini oladigan bo‘lsak, unda mos holda qaytish koeffitsiyenti (R), yutish koeffitsiyenti (K) va o‘tish koeffitsiyentini (T) deb belgilash mumkin: 𝑅 = 𝐼 𝑞, 𝐾 = 𝐼 𝑦𝑢, 𝑇 = 𝐼 𝑜′ (2) 𝐼 𝐼 𝐼 𝑜 𝑜 𝑜 Buger-Lambert qonuni: Kristall yuzasiga tushgan yorug‘lik intensivligi kristallda yutiladi va uning miqdori kristall qalinligiga eksponensial qonun bilan kamayib boradi. 𝐼 = 𝐼 (1 − 𝑘)∙ 𝑒−𝛼𝑑 (3) 𝑜 Bu yerda 𝛼 −yutilish koeffitsiyenti deb ataladi va uning birligi sm-1. Bu munosabatga ko‘ra I (1-k) qiymati e marta kamayishi uchun lozim bo‘lgan kristall o 1 qalinligining teskari qiymati = 𝛼 bo‘ladi, ya’ni ∆d- bu fotonlarning erkin yugurish yo‘li hisoblanadi. Yutilish koeffitsiyentining fizik ma’nosi bu- fotonlar atomlar bilan uchrashib, atomlar o‘z energetik holatini o‘zgartirishidir. Shuning uchun atomlar konsentratsiyasi qancha ko‘p bo‘lsa va atomlarning foton bilan uchrashish yuzasi (sm2) katta bo‘lsa, fotonlar shuncha yutiladi. Bundan 𝛼 = 𝑁 ∙ 𝑠 (4) teng bo‘ladi [5-6]. Выпуск журнала №-26 Часть–3_ Май –2025 305 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT Quyidagi rasmda yorug‘likning yarimo‘tkazgichdan qaytishi, o‘tishi va yutilishi berilgan: 1– rasm. Yorug‘likning yarimo‘tkazgichdan qaytishi, o‘tishi va yutilishi. 1-rasmdan ko‘rinib turibdiki, yorug‘lik yarimo‘tkazgichdan bir necha bor qaytadi, bu esa yorug‘likning yutilish va o‘tish xossalariga ta’sir qiladi. Bunda o‘tish koeffitsiyenti quyidagiga teng bo‘ladi: (1−𝑘)2∙𝑒−𝛼𝑑 𝑇 = (5) 1−𝑘2𝑒−2𝛼𝑑 Agar (5) da αd ning qiymati juda katta bo‘ladigan bo‘lsa, unda maxrajdagi ikkinchi hadni inobatga olmasak ham bo‘ladi, u holda o‘tish koeffitsiyenti 𝑇 = (1 −𝑘)2 ∙ 𝑒−𝛼𝑑 (6) ga teng bo‘ladi. Bundan yutilish koeffitsiyentini aniqlash mumkin: 𝛼 = 1 𝑙𝑛𝑇(1 − 𝑘)2 (7) 𝑑 Agar yarimo‘tkazgich materialining qaytish koeffitsiyenti k aniq bo‘lsa, unda har xil qalinlikka ega bo‘lgan bir xil yarimo‘tkazgichda yorug‘likning o‘tishini o‘lchab, yutish koeffitsiyentini quydagicha aniqlash mumkin [7]: 1 𝑇 𝛼 = ∙𝑙𝑛 1(8). 𝑑 −𝑑 𝑇 2 1 2 Albatta, yarimo‘tkazgichning hamma optik parametrlari α, T, k tushayotgan yorug‘lik to‘lqin uzunligiga bog‘liq. Shuning uchun yarimo‘tkazgich materiallarining optik xossalarini o‘rganishda yuqoridagi uchta parametrning yorug‘lik to‘lqin uzunligiga bog‘liqligi aniqlanadi, buni ushbu parametrlarning spektral bog‘lanishi deb ataladi: k(λ), T(λ), α(λ). Bular esa bog‘lanishlar tabiati, kristall tuzilishi, uning energetik Выпуск