ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 6 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
446
TALABALARGA YARIMO’TKAZGICHLI LAZERLARNI O’RGATISHDA AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI VA VIRTUAL LABORATORIYALARDAN FOYDALANISH
Z.A.Tojiboyeva
M.M.Sharifboyeva
S.A.Sansizbaeva
A.M.Shukirlayev
Berdaq nomidagi Qoraqalpoq davlat universiteti Fizika fakultetining 4-kurs talabalari.
https://doi.org/10.5281/zenodo.15650036
Annotatsiya.
Ushbu maqolada fizika yo‘nalishidagi universitet talabalari uchun
yarimo‘tkazgichli lazerlarni o‘qitishda axborot texnologiyalari va virtual laboratoriyalardan
foydalanish masalasi nazariy jihatdan tahlil qilingan. Amaldagi ta’lim jarayonida mazkur
texnologiyalarning yetarli darajada qo‘llanilmayotgani muammo sifatida ko‘rsatib o‘tilgan.
Lazer hodisasining murakkab fizik tabiati va uni an’anaviy metodlar bilan
tushuntirishdagi qiyinchiliklar yoritilgan. Shuningdek, zamonaviy axborot-kommunikatsiya
texnologiyalari, xususan interaktiv dasturlar, 3D modellashtirish, virtual laboratoriyalar va
multimedia vositalarining talabalarda mavzuni tushunishga bo’lgan ta’siri o’rganilgan.
Kalit so’zlar:
Yarimo'tkazgichli lazerlar, optik rezonator, axborot texnologiyalari, virtual
laboratoriyalar, 3D modellashtirish, animatsiya, lazer nurlanishi
1.
Kirish
Zamonaviy ilm-
fanning yuksalishi bilan bir qatorda ta’lim sohasida ham yangi
yondashuvlar, innovatsion metodlar va ilg‘or texnologiyalar joriy etilmoqda. Fizika fani esa bu
jarayonda yetakchi o‘rinlardan birini egallaydi. Chunki fizika
-
tabiat qonuniyatlarini o‘rganish,
tahlil qilish, texnikaviy yechimlar topish va ularni amaliyotga tatbiq etish imkonini beruvchi
asosiy fanlardan biridir. Ayniqsa, yarimo‘tkazgichli lazerlar kabi murakkab fizikaviy
tushunchalarni o‘rgatishda bu texnologiyalar muhim rol o‘ynaydi. Axborot texnologiyalari
yordamida talabalar nazariy bilimlarni amaliyot bilan bog‘lab, mavzuni chuqurroq
o‘zlashtirishlari mumkin [1].
Lazerlar
—
o‘ziga xos fizikaviy hodisa bo‘lib, kvant mexanikasi, elektromagnit
to‘lqinlar, nurlanish energiyasi kabi murakkab tushunchalarni o‘z ichiga oladi. Talabalarga bu
mavzuni an’anaviy ta’lim metodlari orqali o‘rgatish ko‘pincha qiyinchilik tug‘diradi, chunki bu
tushunchalar ko‘p hollarda tasavvur qilish qiyin bo‘lgan jarayonlarni qamrab oladi.
Bunday murakkab mavzularni yoritishda axborot texnologiyalaridan foydalanish katta
samara beradi. Virtual laboratoriyalar, 3D modellar, animatsiyalar, multimedia vositalari orqali
o‘quvchilarda mavzuga nisbatan chuqur tushuncha va mustahkam tasavvur shakllanishiga
erishiladi. Bu ishdan asosiy maqsad lazerlarning yaratilishi, ularning ishlash prinsipi, turlari va
xossalarini kompyuter yordamida takomillashtirilgan holatda boshqalarga yetkazib berish.
Axborot-
kommunikatsiya texnologiyalari orqali lazerlar bilan bog‘liq tajribalarni vizual
ko‘rinishda taqdim etish, nazariy bilimlarni amaliy mashg‘ulotlar bilan uyg‘unlashtirish va
talabalarning faolligini oshirish mumkin.
Bu esa nafaqat o‘quv jarayonining sifatini oshiradi, balki talabalarda mustaqil fikrlash,
izlanish va ilmiy-
tadqiqot ko‘nikmalarini shakllantiradi.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 6 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
447
Mazkur ilmiy ishda yarimo’tkazgichli lazerlarning fizika fanidagi o‘rni, ularni
o‘rganishda duch kelinadigan muammolar, axborot kommunikatsiya texnologiyalari
vositalarining bu muammolarni hal qilishdagi roli, talabalarda mavzuga nisbatan motivatsiyani
oshirish yo‘llari keng yoritiladi. Ayniqsa, fizikani zamonaviy texnologiyalar bilan uyg‘un holda
o‘rgatish orqali ta’lim jarayonining interaktiv va samarali tashkil etilishi asoslab beriladi [2].
II. Lazerlarning yaratilishi, yarimo’tkazgichli lazerlarning ishlash prinsipi.
Lazer texnologiyasining paydo bo‘lishi fizikadagi muhim nazariy kashfiyotlarga
tayanadi. 1917-yilda mashhur olim Albert Eynshteyn tomonidan majburiy (stimullangan)
nurlanish nazariyasi ilgari surildi. Eynshteyn bu nazariya orqali atomlar tashqi elektromagnit
to‘lqin ta’sirida foton chiqarishi mumkinligini nazariy jihatdan isbotladi. Bu esa lazerlar uchun
ilmiy asos bo‘lib xizmat qildi.
Lazerlarning bevosita ajdodi hisoblangan
Maser
(mikroto‘lqinli kuchaytiruvchi) 1953
-
yilda amerikalik olimlar Charlz Tovns, Jeyms Gordon va Gerbert Zeyger tomonidan yaratilgan.
Maser infratovush yoki mikroto‘lqin diapazonida ishlovchi qurilma bo‘lib, u
stimullangan nurlanish asosida kuchaytirilgan elektromagnit to‘lqinlar hosil qilar edi. Ushbu
texnologiya lazerning yaratilishiga yo‘l ochdi .
1957
–
1959-
yillar oralig‘ida amerikalik fizik Gordon Gould lazer g‘oyasini kengroq
ishlab chiqdi va uni
“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (L.A.S.E.R)
ya’ni
“Stimullangan nurlanish yordamida yorug‘likni kuchaytirish”
deb atadi. Shundan so‘ng
“LASER” so‘zining qisqartmasi keng tarqaldi. Garchi Gould birinchi bo‘lib lazer qurilmasini
yaratmagan bo‘lsa
-da, bu atama ilm-
fan sohasida qo‘llanila boshladi va u lazerlar bilan bog‘liq
patent olish uchun kurash olib bordi.
1960-
yil lazer texnologiyasi tarixida burilish davri bo‘ldi. Teodor Meiman tomonidan
qizil rangli rubin kristalli lazer muvaffaqiyatli ishlab chiqildi. Bu dunyodagi birinchi amaliy lazer
qurilmasi hisoblanadi. Mazkur lazer stimullangan nurlanish yordamida tor doiradagi yorug‘lik
nurlarini hosil qila oldi. Meimanning u
shbu kashfiyoti lazer fizikasi uchun katta turtki bo‘ldi.
Lazerning dastlabki modelidan so‘ng turli xil muhitlarda ishlovchi yangi avlod lazerlar
ishlab chiqildi: gazli lazerlar (He
–Ne lazer), yarim o‘tkazgichli lazerlar, CO₂ lazerlar, tolali
lazerlar va boshqalar. Va so’ngra Lazer texnologiyasi tibbiyot, sanoat, aloqa, mudofaa,
informatika va hatto kundalik elektronika sohalarida keng qo‘llanila boshlandi [3].
Yarimo‘tkazgichli lazerlar –
bu kichik o‘lchamli lazer qurilmalar bo‘lib, ular yorug‘lik
chiqaradi. Ular oddiy lazer diodi sifatida ham tanilgan va ayniqsa elektron qurilmalarda keng
qo‘llaniladi. Masalan, CD/DVD pleerlar, printerlar, internet optik tolali aloqa tizimlari va boshqa
ko‘plab sohalarda. Yarimo‘tkazgichli lazerlar, yoki lazer diodlari, stimulyatsiyalangan emissiya
ya’ni majburiy nurlanish prinsipiga asoslanadi. Bu jarayon, yarimo‘tkazgich materialida
elektronlar va teshiklar rekombinatsiyasi natijasida fotonlar chiqarilishi bilan bog‘liq. Elektronlar
yuqori energiya holatidan past energiya holatiga o'tganda, ular ortiqcha energiyasini foton
shaklida chiqaradi. Bu fotonlar boshqa elektronlarni ham stimulyatsiyalab, ko‘proq fotonlar
chiqarilishiga sabab bo‘ladi, natijada kuchli va yo‘naltirilgan lazer nuri hosil bo‘ladi.
Yarimo‘tkazgichli lazerlar odatda p
-
n o‘tishli diodlar shaklida bo‘ladi. Bu diodlar,
masalan, galliy arsenid (GaAs) kabi to‘g‘ridan
-
to‘g‘ri tarmoqli bo‘shliqqa ega yarimo‘tkazgich
materiallardan tayyorlanadi. P-
n o‘tishga oldinga yo‘naltirilgan kuchlanish qo‘llanganda, n
-tipli
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 6 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
448
hududdan elektronlar va p-
tipli hududdan teshiklar o‘tish zonasiga yuboriladi. Bu yerda ular
rekombinatsiyalanib ya’ni qayta birlashib fotonlar chiqaradi. Bu fotonlar, o‘z navbatida, boshqa
elektronlarni qo’zg’atib, ko‘proq fotonlar chiqarilishiga sabab bo‘ladi. Bu jarayon, lazer nuri
hosil bo‘lishiga olib keladi [4].
III. Yarimo’tkazgichli lazerni talabalarga o’rgatishdagi muammolar va ularning
yechimlari
Lazerlar fizikasi kvant mexanikasi, energiya sathlari, stimullangan nurlanish kabi
murakkab tushunchalarni o‘z ichiga oladi. Bu esa talabalarda mavzuni tushunishda qiyinchiliklar
tug‘diradi. Ko‘pchilik oliy o’quv yurtlari zamonaviy laboratoriya uskunalariga ega emas. Lazer
hodisasini ko‘rgazmali yoki interaktiv tarzda namoyish qilish uchun kerakli uskunalar
yetishmaydi.
Ko‘pgina darsliklarda grafiklar, animatsiyalar yetarlicha emas. Bu esa talabaning
lazerlar ishlash prinsipini to‘liq anglab yetishiga to‘sqinlik qiladi.
Lazer hodisasining asosi kvant fizikasi bo‘lgani uchun, bu tushunchalar hattoki oliy
ta’lim darajasidagi talabalar uchun ham og‘irlik qilishi tabiiy. Ayniqsa, stimullangan nurlanish,
eksgitatsiya (yuqori energetik holatga o’tish), energiyaning kvantlanishi kabi terminlar
tushuntirilmasa, mavzu tushunarsiz bo‘lib qoladi. Bu muammo o‘qituvchining yondashuviga va
vositalarga bog‘liq. Demak, soddalashtirilgan animatsiyalar, grafiklar va hayotiy misollar bilan
tushuntirish zarur.
Haqiqiy lazer qurilmalarining narxi qimmat, ishlatishda xavfsizlik talablariga rioya qilish
kerakligi sababli, maktablarda tajriba o‘tkazish imkoniyati kam va hattoki Universitetlarda ham
topish qiyin. Bu o‘quvchilarda mavzuga bo‘lgan real tushunchani shakllantirishni qiyinlashtiradi.
Ammo virtual laboratoriyalar, simulyatsiyalar orqali bu muammo qisman bartaraf etilishi
mumkin.
Lazerlar nafaqat ilmiy hodisa, balki real hayotda keng ishlatiladigan texnologiyadir:
tibbiyotda (jarrohlik, ko‘z lazerlari), sanoatda (metall kesish), aloqa sohasida (optik tolalar) va
hatto kundalik hayotda (printer, CD/DVD o‘qish). Bularni o‘quvchilarga ko‘rsatmaslik, ularni
lazerga faqat darslikdagi mavzu sifatida qarashga majbur qiladi. Hayotiy misollar bilan bog‘lash
esa hammasidan ham ko’ra muhimroqdir.
Kvant sathlari, stimullangan nurlanish va lazerning ishlash prinsiplarini animatsiyalar
yordamida tushuntirish nazariyani vizual ravishda osonlashtiradi [5].
Virtual laboratoriyalar joriy etish: PhET, PraxiLabs kabi platformalarda lazerning
ishlashini simulyatsiya qilish imkoniyati mavjud. Mobil ilovalar orqali lazer qurilmasining 3D
modellarini aylantirib ko‘rish mumkin.
Oddiy lazer ko‘rsatkich (laser pointer) yordamida nur
refleksiyasi yoki interferensiyasini ko‘rsatish mumkin.
Natija sifatida aytish mumkinki, lazer texnologiyalari dunyo bo‘yicha ilmiy
-tadqiqot va
sanoat sohalarida eng innovatsion yo‘nalishlardan biri bo‘lib, har bir davlat o‘z salohiyatiga
ko‘ra uni rivojlantirmoqda. Bu tajribalarni o‘rganish va o‘z ta’lim tizimimizga tatbiq etish o‘ta
dolzarb vazifa sanaladi [6].
IV. Lazer texnologiyalari: XXI asr ilmiy yutuqlari va innovatsiyalarining asosi
Lazer texnologiyalarining ilmiy va amaliy ahamiyati hozirgi zamon ilm-fani, sanoati
hamda ta’lim tizimi uchun nihoyatda muhimdir. Bu texnologiya nafaqat fizikadagi yuksak
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 6 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
449
nazariy tushunchalarni o‘zida mujassamlashtiradi, balki turli sohalarda amaliy yechimlar taklif
etuvchi kuchli vosita sifatida xizmat qiladi. Kvant mexanikasi va atom-
foton o‘zaro ta’sirini
o‘rganishda lazerlar muhim ahamiyatga ega. Ular stimullangan nurlanish, atomning energiya
sathlari va boshlangan nurlanish kabi murakkab tushunchalarni amalda ko‘rsatish imkonini
beradi.
Lazer interferometriyasi orqali nozik o‘lchovlar bajariladi. Masalan, gravitatsion
to‘lqinlarni aniqlash (LIGO) zamonaviy fizika yutuqlaridan biridir.
Lazer mavzusi orqali informatika, matematika, biologiya, texnologiya kabi fanlar bilan
ham bog‘lanish mumkin. Masalan, biologiyada lazer mikroskoplar, matematikada to‘lqin
uzunligi va chastota formulalari bilan integratsiya qilinadi. IT-resurslar (virtual laboratoriyalar,
animatsiyalar) orqali murakkab nazariy tushunchalar ko‘rgazmali tarzda o‘rgatiladi, bu esa
o‘quvchining fanlarga nisbatan qiziqishini oshiradi. Lazer texnologiyasini o‘rganish orqali
o‘quvchilar zamonaviy texnologik tafakkur va ilmiy dunyoqarashni shakllantiradi.
Shu bilan birga metallni aniq kesish, burg‘ulash, payvandlash jarayonlarida lazerlardan
foydalanish inson ishtirokini kamaytiradi, mahsulot sifatini oshiradi va energiya tejamkorligini
ta’minlaydi. 3D
-printerlarda lazerlar yordamida qatlamli bosib chiqarish texnologiyasi ishlab
chiqilgan. Bu prototiplashtirish va ishlab chiqarishda inqilobiy ahamiyatga ega. Optik tolali
aloqa tizimlari, internet tezligini oshirish kabi sohalarda ham lazer nuri asosiy uzatuvchi vosita
sifatida ishlatiladi [7].
Bundan tashqari tibbiyotning turli sohalarida, Oftalmologiyada (ko‘z jarrohligi),
dermatologiyada (teri muolajalari), stomatologiyada (tish muolajalari), onkologiyada (o‘smalarni
yo‘qotish) lazerli terapiyalar keng qo‘llanilmoqda.
Lazer nurlari yallig‘lanishni kamaytiradi,
to‘qimalarga nozik kirib boradi va jarrohlik amaliyotlarini invaziv bo‘lmagan shaklda bajarish
imkonini beradi.
O‘zbekiston ta’lim tizimida lazer texnologiyalariga oid maxsus laboratoriyalar, tajriba
uskunalari va IT-resurslar ishlab chiqilishi innovatsion iqtisodiyotni shakllantirishga xizmat
qiladi. O‘zbekistonda tibbiyot, qishloq xo‘jaligi, ekologiya kabi sohalarda lazerlardan samarali
foydalanish orqali milliy texnologik yutuqlarga erishish mumkin [8].
V. Axborot texnologiyalari yordamida lazerlarni o‘qitish jarayonining tahlili va
takomillashtirish yo‘llari
Mazkur maqolada yarimo‘tkazgichli lazerlarni talabalarga o‘rgatishda axborot
texnologiyalari, xususan virtual laboratoriyalar, 3D modellashtirish va animatsiyalardan
foydalanishning dolzarbligi ilmiy jihatdan asoslangan. Tahlillar shuni ko‘rsatadiki, lazer fizikasi
murakkab nazariy tushunchalarni o‘z ichiga oladi va ularni an’anaviy dars metodlari orqali
tushuntirish talabalarda tushunmovchiliklar keltirib chiqaradi. Bu holat ayniqsa kvant
mexanikasi, stimullangan nurlanish, energiya sathlari kabi mavzularda yaqqol namoyon bo‘ladi.
Virtual laboratoriyalarni keng joriy etish, interaktiv ta’lim resurslarini yaratish, o’quv
dasturlarini integratsiyalash, lazer texnologiyalari bo‘yicha maxsus laboratoriyalar tashkil qilish
yarimo’tkazgichli lazerlarni talabalarga tushuntirishdagi muammolarning yechimi bo’lib xizmat
qiladi.
XULOSA
Yarimo‘tkazgichli lazerlar fizikaning murakkab, ammo hayotiy muhim sohalaridan biri
bo‘lib, ularni o‘qitishda zamonaviy axborot texnologiyalaridan foydalanish ta’lim sifatini
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 6 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
450
oshirishda muhim vosita bo‘la oladi. Maqolada keltirilganidek, virtual laboratoriyalar,
animatsiyalar va interaktiv dasturlar nafaqat mavzuni tushunishni osonlashtiradi, balki talabalar
motivatsiyasini oshirib, mustaqil fikrlash va ilmiy izlanishga rag‘batlantiradi.
Shuningdek, lazer texnologiyalari hozirgi davrda sanoat, tibbiyot, aloqa, ta’lim kabi
ko‘plab sohalarda keng qo‘llanilmoqda. Shu bois ularni o‘qitishda nazariyani amaliyot bilan
bog‘lash, real hayotiy misollarni ko‘rsatish zarurdir. O‘zbekiston ta’lim tizimida bu yo‘nalishda
ish olib borish innovatsion iqtisodiyotning shakllanishiga xizmat qiladi va kelajak avlodni
zamonaviy ilmiy dunyoqarashga tayyorlaydi.
Foydalanilgan adabiyotlar
1.
https://azkurs.org/oquv-jarayonida-axborot-texnologiyalaridan-foydalanish.html
2.
Zaynutdinov B.E.
–
Lazerlar texnologiyasi. Samarqand: SamDU, 2017.
3.
4.
G.Q. Ergashev, S.R. Karimov. Yarimo‘tkazgichlar fizikasi va elektronikasi. –
Toshkent:
TDPU nashriyoti, 2018.
5.
M.T. Mirsagatov. Fizikadagi axborot texnologiyalari. Toshkent: Fan va texnologiya, 2021.
6.
S.A. Karimova. “Virtual laboratoriyalarning fizikani o‘qitishda roli”, Pedagogik ta’lim, 2021.
7.
M. Yuldashev, M. Qodirov. “Lazer texnologiyalarining sanoatdagi qo‘llanilishi”, Ilm va
taraqqiyot, 2022
8.
Olimov A., Kaxonov J.
–
Ta’limda zamonaviy texnologiyalar.
Toshkent: Yangi asr avlodi,
2020.
