FLUKTUASİYALAR (lat. fluktuatio – rәqs) – fiziki kәmiyyәtlәrin öz orta qiymәtlәrindәn tәsadüfi kәnara çıxması. Tәsadüfi faktorlardan asılı olan istәnilәn kәmiyyәt F.-а mәruz qalır. F.-ı kәmiyyәtcә xarakterizә etmәk üçün riyazi statistikanın vә ehtimal nәzәriyyәsinin metodlarından istifadә edilir. Hәr hansı bir x kәmiyyәtinin F.-ı әn sadә halda onun dispersiyası σ2x , yәni x-in öz orta qiymәti olan x–dәn fәrqinin kvadratının orta qiymәti (riyazi şəkildә , burada kәmiyyәtlәr üzәrindә olan xәtt statistik ortalaşmanı ifadә edir) ilә tәyin edilir. F.-ın ekvivalent ölçü meyarı kimi dispersiyanın (σ2x) kvadrat kökünә bәrabәr olan orta-kvadratik kәnaraçıxmadan (σx) vә ya onun nisbi qiymәtindәn dә istifadә edilir.
Statistik fizikada F., sistemi tәşkil edәn zәrrәciklәrin xaotik istilik hәrәkәti nәticәsindә yaranır. Ekstensiv fiziki kәmiyyәtlәrin (yәni sistemin hәcmi zәrrәciklәrin sayı ilә mütәnasib olan, mәs., enerji) müşahidә olunan qiymәtlәri onların orta statistik qiymәtlәrinә çox yaxındır, yәni F. çox azdır: nisbi F. 1 / √N-lә mütәnasibdir, burada N sistemdәki zәrrәciklәrin sayıdır. Lakin sistemin ayrılıqda götürülmüş kiçik hәcmlәri üçün F.-ın qiymәtlәri kifayәt qәdәr böyük olduğundan (xüsusilә böhran nöqtәlәri әtrafında) onları asanlıqla (mәs., işıq, rentgen süalarının vә ya yavaş neytronların sәpilmә xüsusiyyәtlәrinә görә) müşahidә etmәk olar. Termodinamikada F. prinsipial әhәmiyyәtә malikdir; termodinamik anlayışlar elә böyük (çox zәrrәcikdәn ibarәt olan) sistemlәrә şamil edilir ki, onlar üçün F.-ın qiymәti fluktuasiyaya mәruz qalan kәmiyyәtlәrin qiymәtindәn xeyli kiçik olsun.
F. nәzәriyyәsinin әsasları C.Gibbs (1902), A.Eynşteyn (1905–06) vә M.Smoluxovski (1906) tәrәfindәn qoyulmuşdur.
Gibbs paylanmasının kömәyi ilә müxtәlif fiziki şәraitlәrdә statistik tarazlıq halında olan sistemlәrin F.-ının qiymәtlәrini hәm klassik, hәm dә kvant üsullarla hesablamaq olar; bu halda F. tarazlıqda olan termodinamik parametrlәr vә t e r m o d i n a m i k p o t e n s i a l l a r ı n törәmәlәri ilә ifadә olunur. Mәs., sabit N sayda zәrrәcikdәn ibarәt, sabit V hәcmә malik vә T temp-rlu termostat ilә tәmasda olan sistem üçün Gibbsin kanonik paylanmasına görә ℇ enerjisinin F.-ı bu ifadә ilә tәyin olunur: , burada CV sabit hәcmdә istilik tutumudur. Bu ifadә kvant statistikası halında da doğrudur, lakin CV-nin ifadәsi başqa cür olur. Göstәrilәn ifadәdә ℇ hәcmlә mütәnasib olaraq fluktuasiya edir, çünki o, ekstensiv kәmiyyәtdir. Onun düsturu ilә tәyin olunan nisbi kvadratik F.-ı 1/ √N kәmiyyәti ilә mütәnasib (normal F.) olduğuna görә çox kiçikdir. Faza keçidi nöqtәlәrindә F. böyük qiymәt alır vә onların nisbi ölçülәri N-in artması ilә zәif azalır. F.-ı daha dәqiq xarakterizә etmәk üçün onların ehtimallarının paylanma funksiyasını bilmәk lazımdır.
хi kәmiyyәtlәrinin F.-ından başqa, bu kәmiyyәtlәrin qarşılıqlı tәsirini xarakterizә edәn kәmiyyәtlәrarası korrelyasiyaları da () tәyin etmәk olar (yalnız (ΔxiΔxk)=(Δxi • Δxk ) şәrtini ödәyәn statistik qeyri-asılı kәmiyyәtlәr üçün); mәs., hәcm ilә tәzyiq arasındakı korrelyasiya (ΔV• ΔP)=– kT düsturu ilә ifadә olunur. Ümumiyyәtlә, zaman (t) vә mәkandan (x) asılı olan A(x,t) vә B(x,t) kәmiyyәtlәri üçün fәzanın müxtәlif nöqtәlәrindә, müxtәlif zaman anlarında onların F.-ı arasında mәkan-zaman korrelyasiyası mövcud olur: ΔA( x1, t1) • ΔB(x2, t2) = F (x1 – x2, t1 – t2); F funksiyaları mәkan-zaman korrelyasiya (vә ya korrelyativ) funksiyaları adlanır vә statistik tarazlıq halında onlar yalnız mәkan vә zaman koordinatlarının fәrqindәn asılıdır.
F. qeyri-tarazlıqda olan proseslәrlә bağlıdır. Sistemin qeyri-tarazlıq xarakteristikalarından biri olan kinetik әmsallar (elektrikkeçiricilik, özlülük vә s.) fiziki kәmiyyәtlәr axınının zaman korrelyasiya funksiyalarının zamana görә inteqralları ilә mütәnasibdir. Mәs., elektrikkeçiricilik cәrәyanlar sıxlığının korrelyasiya funksiyalarının inteqralı ilә mütәnasibdir; istilikkeçirmә, özlülük, diffuziya әmsalları isә uyğun olaraq istilik, impuls vә diffuziya axınlarının sıxlıqlarının korrelyasiya funksiyalarının inteqralları ilә mütәnasibdir.
Ümumi halda tarazlıqda olan fiziki kәmiyyәtlәrin F.-ı ilә xarici tәsirlәrә mәruz qalmış sistemin qeyri-tarazlıq xassәlәri arasında müәyyәn әlaqә var vә bu әlaqә fluktuasiya-dissipativ teoremi ilә tәyin olunur.
F.-ın tәsirini işığın sәpilmәsi zamanı da müşahidә etmәk olar: F. nәticәsindә mühitin sıxlığının tәsadüfi dәyişmәlәri sınma әmsalının hәcm üzrә dәyişmәsinә sәbәb olur vә tәrkibinә görә bircins mühitdә vә hәtta kimyәvi tәmiz maddәdә işığın sәpilmәsi bulanıq mühitdә olduğu kimi baş verә bilir. Bu hadisә hәllolmanın böhran temp-ru әtrafında binar mәhlullarda özünü daha aydın göstәrir vә belә hala işığın böhran sәpilmәsi deyilir. Maye-buxar tarazlığının böhran nöqtәsindә dә F.-ın qiymәti çox böyük olur. F., korpuskulyar dalğa tәsәvvürünün prinsipial ehtimali tәbiәtә malik olduğu kvant mexanikasında mühüm rol oynayır. İki kanonik qoşma fiziki kәmiyyәtin (koordinatın vә impulsun, spinin proyeksiyalarının vә s.) dispersiyası üçün bәrabәrsizliyi tәsvir edәn vә bu kәmiyyәtlәrin eyni zamanda ölçülmәsinin dәqiqlik dәrәcәsini tәyin edәn qeyri-müәyyәnlik münasibәti çox mühüm әhәmiyyәtә malikdir.
Elektrik dövrәlәrindә vә ötürücü xәtlәrdә elektrik potensiallarının, cәrәyanlarının vә yüklәrinin xaotik dәyişmәsi e l e k t r i k F.-ı adlanır. Belә dәyişmәlәrә sәbәb kimi elektrik yüklәrinin istilik hәrәkәtini vә ya maddә daxilindә elektrik hadisәlәrinin diskret tәbiәti (t ә b i i F.) ilә bağlı digәr fiziki proseslәri vә hәmçinin, elektrik xәtlәrinin xarakteristikalarında baş verәn qeyri-stabilliyi vә tәsadüfi dәyişkәnliyi (t e x n i k i F.) göstәrmәk olar. F. naqillәrdә, elektron vә ion cihazlarında vә radiodalğaların yayıldığı atm.-dә dә baş verir. F. elektrik siqnalları güclәndiricilәrinin çıxışında yanlış siqnalların әmәlә gәlmәsinә, onların hәssaslığının vә kәnar tәsirlәrә qarşı dayanıqlığının mәhdudlaşmasına vә elәcә dә generatorların stabilliyinin vә avtomatik tәnzimlәmә sistemlәrinin dayanıqlığının azalmasına sәbәb olur.
Naqillәrdә yükdaşıyıcıların istilik hәrәkәti nәticәsindә fluktuasiyаedәn potensiallar fәrqi (i s t i l i k k ü y ü) yaranır. Metallarda sәrbәst elektronların konsentrasiyasının böyük, sәrbәst qaçış yolunun isә kiçik olmasına görә elektronların istilik sürәti onların elektrik sahәsindәki istiqamәtlәnmiş hәrәkәt (dreyf) sürәtindәn dәfәlәrlә çoxdur. Ona görә dә metallarda F.-ın qiymәti tәtbiq edilmiş elektrik gәrginliyindәn asılı olmur vә yalnız temp-run qiymәti ilә tәyin olunur. Otaq temp-runda F.-ın qiymәti w ~ 1012 Hs-ә qәdәr sabit qalır.
Qeyri-metallik naqillәrdә aşağı tezlikli (w≤ 1 kHs) elektrik cәrәyanlarının tәsiri ilә naqilin strukturunun tәdricәn xaotik surәtdә dәyişmәsi hesabına F.-ın qiymәti artır. Belә F.-ın qiymәti istilik xarekterli fluktuasiyaların qiymәtindәn bir neçә tәrtib böyük olur.
Elektrovakuum vә ion cihazlarında F.-ın baş vermәsi әsasәn elektronların katoddan emissiyası prosesinin tәsadüfi xarakter daşıması (qırma küyü) ilә bağlıdır. Qırma küyünün intensivliyi w ≤108 Hs tezlik diapazonunda praktik olaraq sabitdir. Onun qiymәti qalıq ionların sayından vә fәza yükünün qiymәtindәn asılıdır. Bu tipli cihazlarda F.-ın әlavә yaranma mәnbәyi kimi elektron lampalarının anodundan vә ya digәr torlarından, fotoelektron güclәndiricilәrin diodlarından vә s. ayrılan i k i n c i e l e k t r o n e m i s s i y a n ı vә elәcә dә elektrodlararası cәrәyanların tәsadüfi dәyişmәlәrini göstәrmәk olar. Bundan başqa katodda gedәn müxtәlif proseslәrlә (bax Flikker effekti) bağlı yavaş F. da müşahidә olunur. Aşağı tәzyiqli qazboşalma cihazlarında F. hәmçinin elektronların istilik hәrәkәti nәticәsindә dә baş verir.
Yarımkeçirici cihazlarda F.-ın әmәlә gәlmәsi elektron vә deşiklәrin generasiyası vә rekombinasiyası (g e n e r a s i y a – r e k o m b i n a s i y a k ü y ü) vә yükdaşıyıcıların diffuziyası (d i f f u z i y a k ü y ü) proseslәrinin tәsadüfi xarakterindәn irәli gәlir. Kvant elektronikası cihazlarında F-ın. әmәlә gәlmәsi spontan şüalanma ilә bağlıdır vә onların qiymәtlәri olduqca kiçikdir.
Texniki F. isә elektrik dövrәlәrinin parametrlәrinin temp-ra görә dәyişilmәsi, onların “qocalması” vә elektrik enerjisi mәnbәlәrinin qeyri-stabilliyi, elәcә dә elektrik kontaktlarının korlanması, vibrasiyalar, tәkanlar vә s.-lә bağlıdır.