Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Откамен только в агент
30. Электр кернеуі. Вольтметр
Ток көзінде пйда болатын электр өрісінің әрекетінен зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысы, яғни электр тогы пайда болады. Токты тудыратын электр өрісінің жұмысын токтың жұмысы деп атап, оны А әрпімен белгілейді.Тізбектің бөліктері үшін бұл жұмыс әр түрлі болғанменбсол бөліктерден өтетін зарядтардың шамасына тура пропорционал.
Тізбектің берілген бөлігіндегі заряд бірлігінің орын ауыстыруы үшін токтың атқарған жұмысын анықтайтын физикалық шаманы осы бөліктің электр кернеуі деп аталады.
Тізбектің берілген бөлігінде заряд орын ауыстырғанда, электр өрісінің атқарған жұмысының осы зарядқа қатынасы кернеу деп аталады.
U=A/q
SI жүйесінде кернеудің өлшем бірлігі тарихта бірінші болып ток көзін ойлап тапқан итальяндық ғалым А. Вольтаның құрметіне вольт (В) деп аталады.
1B=1Дж/1Кл
Өткізгіштің ұштарындағы токты өлшеуге арналған құралды вольтметр деп атайды.
31. Электр кедергісі. Ом заңы
Меншікті кедергі
Тізбектің бөлігіндегі ток күші- осы бөліктің ұштарындағы кернеуге тура пропорционал өткізгіштің кедергісіне кері пропорционал:
I=U/R
SI жүйесінде кедергіні Оммен өрнектейді. Ом заңына сәйкес R=U/I.
Бұл өрнектен кедергінің бірлігін анықтайды:
1Ом=1В/1А.
Кедергінің 1 Ом бірлігіне ұштарындағы кернеу 1В болғанда, бойымен 1А ток өтетін өткізгіштің кедергісі қабылданған.
Көптеген тәжірибелердің негізінде тұрақты температурада өткізгіштің кедергісі оның l ұзындығына тура пропорционал, S көлденең қимасының ауданына кері пропорционал және оның жасалған материалына тәуелді болатыны тағайынталды.
Өткізгіштің материалын сипаттайтын шаманы меншікті кедергі деп атайды. Меншікті кедергіні p әрпімен белгілейді:
Р=RS/l.
SI жүйесінде меншікті кедергінің өлшем бірлігі 1Ом*м.
32. Өткізгіштерді жалғау тәсілдері
1) Егер бірінші өткізгіштің соңы екінші өткізгіштің басымен, екіншінің соңы үшіншінің басымен жалғанса, ондай мұндай қосуды тізбектей жалғау деп атайды.
Тізбектің әрбір бөлігіне Ом заңын қолданамыз. Демек, U=IR. U=U1+U2.
Тізбектей жалғанған бірнеше өткізгіштен тұратын тізбектің кедергісі жеке өткізгіштер кедергілерінің қосындысына тең.
Өткізгіштерді тізбектей жалғағанда ток күштері бірдей, ал тізбектегі жалпы кернеу оның жеке бөліктеріндегі кернеулердің қосындысына тең болады, ал жалпы кедергі әрбәр өткізгіштің кедергілерінің қосындысынан тұрады:
I=I1=I2=…=In;
U=U1+U2+…Un;
R=R1+R2+…Rn;
2) Егер өткізгіштердің басын бір ғана А нүктесінде, ал ұштарын екінші бір В нүктесінде жалғасақ, онда мұндай жалғауды өткізгіштерді паралель жалғау деп аталады. Тізбекті паралель жалғағанда, екі паралель арнаға тармақталған су ағыны тәрізді ток өткізгіштер бойымен тармақталады.
U/R=U/R1+U/R2 н/е 1/R=1/R1+1/R2.
өткізгіштерді паралель жалғағанда, тізбектің барлық бөліктеріндегікернеу бірдей, ал жалпы ток күші әрбір өткізгіштегі ток күшерінің қосындысына тең. Жалпы кедергі кемиді:
U=U1=U2=…=Un; I=I1+I2+…+In; 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn.
Тізбекті паралель жалғағанда, өткізгіштердің саны артқан сайын тізбектегі жалпы кедергі кемиді, оның себебі, паралель жалғанған өткізгіштердің көлденең қимасының жалпы ауданы артады, яғни өткізгіштердің көлденең қимасының ауданы артқан сайын оның кедергісі кеми түседі.
33. Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль – Ленц заңы.
Электр тогының жұмысы ток күші, кернеу және жұмыс істеуге кеткен уақыттың көбейтіндісіне тең. SI жүйесінде жұмыс джоульмен (Дж) өлшенеді: 1Дж=1A*1B*1c;
Уақыт бірлігі ішінде жасалған токтың жұмысы электр тогының қуаты болып табылады. Электр техникасында қуат Р әрпімен белгіленеді. Олай болса қуат:
Р=A/t=I*U.
Токтың қуатын табу үшін өткізгіштегі ток күшін және кернеуді өлшеп, олардың көбейтіндісін табу керек. Сонымен қатар токтың қуаты үшін мына өрнектер дұрыс: РU2/R және P=I2R.
SI жүйесінде қуат бірлігіне ватт алынған. Токтың қуатын өлшеуге арналған аспапты ваттметр деп атайды. Токтың жұмысын өлшеуге арналған құрал электр санауыш деп аталады.
Өткізгіш бойымен ток жүрген кезде өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток күшінің квадратына, өткізгіш кедергісіне және токтың жүру уақытына тура пропорционал: Q=I2Rt.
34. Металдардағы электр тогы. Элоктролит ерітінділеріндегі электр тогы. Элоктролиз заңы
1. 1) Металдардағы еркін электр зарядын тасымалдаушылар элоктрондар болып табылады.
2) Металдардағы электр тогы – еркін элоктрондардың реттелген қозғалысы.
3) Электр өрісінің әрекетінен металдардағы элоктрондардың қозғалыс жылдамдығы онша үлкен емес. Ал өткізгіш ішіндегі электр өрісінің таралу жылдамдығы өте үлкен, ол шамамен жарық жылдамдығына тең болады. (300 000км/с).
2. 1) Тұздардың, қышқылдардың және сілтілердің ерітінділері, сонымен қоса, тұздар мен металдардың қорытпалары элоктролиттер деп аталады.
2) Элоктролиттер электр тогын жақсы өткізетіндерге жатады.
3)Элоктролиттердегі электр тогы дегеніміз – оң және теріс иондардың қарама-қарсы бағыттағы реттелген қозғалысы. Элоктролит арқылы электр тогы өткенде электродтарда зат бөліну процесі элоктролиз деп аталады.
3. Сонымен, тұз, қышқыл және сілті ерітінділері арқылы ток өткеенде, электродтарда зат бөліну құбылысын электролиз деп атайды. Әр түрлі электролиттерден түрліше токтарды өткізіп және соның барысында электродта бөлінген зат массасын нақты өлшей отырып, ағылшын физигі М.Фарадей 1832ж эксперимент жүзінде мынадай заңдылықты ашты:
Электролиз кезінде электродта бөлінген заттың массасы электролит арқылы өткен электр мөлшеріне пропорционал. Бұл заң Фарадей заңы деп аталады: m=kq немесе m=kIt.
Затттың электрохимиялық эквивалентінің сан мәні электролит арқылы 1Кл заряд өткенде электродтардың біреуінде бөлінетін заттың массасына тең.
35. Газдардағы электр тогы. Вакуумдегі электр тогы
1. Егер иондалған газда электр өрісін тудырса, онда иондар мен электрондар реттелген қозғалысқа келеді де, тізбекте электр тогы пайда болады.
Газдардағы электр тогы дегеніміз-электрондар мен оң және теріс зарядталған иондардың бағытталған қозғалысы болып табылады. Егер иондалған газда соққы иондалу есебінен еркін электрондармен иондардың саны шұғыл өссе, онда мұндай газ плазма деп аталады. Плазмада электр тогы пайда болады. Иондалу дәрежесіне қарай плазмалар әлсіз иондалған, орташа иондалған және толық иондалған деп бөлінеді.
2.
1) Жеткілікті жоғары температурада электрондардың металдан ұшып шығу құбылысы термоэлектрондық эмиссия деп аталады.
2) Вакуумдегі электр тоггы дегеніміз – термоэлекторндық эмиссия нәтижесінде алынған электрондардың бағытталған қозғалысы. Термоэлектрондық эмиссия құбылысы қолданылатын ең қарапайым құралдарға электрондық шамдар жатады. Практикада екі электродты және үш электродты электр шамдары кеңінен қолданылады.
36. Шалаөткізгіштегі электр тогы
Шалаөткізгіштегі электр тогы деп – электр өрісі әрекетінен электрондар мен кемтіктердің қарама-қарсы бағытталған реттелген қозғалысын айтады. Таза шалаөткізгіштерді қыздырғанда немесе жарықтандырғанда пайда болатын олардың өткізгіштігі меншікті өткізгіштік деп аталады. Ол терморезисторлар мен фоторезисторларда қолданылады.
Шалаөткізгішке аз мөлшердегі қоспаны енгізген кезде оның өткізгіштігі артады. Бұл қоспадағы заряд тасушылардың-электрондар мен кемтіктердің саны өзгертетін көрсетеді, ал бұл шалаөткізгіш кедергісінің азаюына әкеледі. Қоспа атомдардың электрондарынан туындаған шалаөткізгіштердің өткізгіштегі қоспалық өткізгіштік деп аталады. Ол өз кезегінде электрондық қоспалық өткізгіштік және кемтіктік қоспалық өткізгіштік деп ажыратылады.
Кемтікті қоспалық өткізгіштігі бар шалаөткізгіштер р-типті1 шалаөткізгіштер деп аталады. Электронды-қоспалық өткізгішті шалаөткізгіштер п-типті2 шалаөткізгіштер деп аталады.
37. Тогы бар түзу өткізгіштің магнит өрісі
Магнит өрісі деп өткізгіштердің электр тогымен өзара әрекеттесуі жүзеге асатын материяның түрін айтады. Тек электр тогы мен тұрақты магниттер ғана магнит өрісін тудырады. Оның басты қасиетіне магнит өрісінің электр тогына әрекет етуі жатады. Сонымен, егер қозғалмайтын электр зарядтарының төңірегінде электр өрісі болса, онда қозғалыстағы зарядтардың, яғни электр тогынығ төңірегінде электр өрісі де, магнит өрісі де пайда болады.
Магнит өрісінде кішкентай магнит тілшелерінің осьтерін бойлай орналасқан сызықтар магнит өрісінің сызықтары немесе магнит өрісініңкүш сызықтары деп аталады. Магнит өрісі график түрінде магнит күш сызықтарының көмегімен кескінделеді. Күш сызықтары магнит тілшесінің солтүстік полюсін көрсететін жағына қарай бағытталған деп есептеледі. Кеңістіктің әр нүктесі арқылы тек бір ғана күш сызығы өтеді, сондықтан магнит өрісінің сызықтары бір-бірімен қиылыспайды. Магнит өрісі магнит тілшесіне тогы бар өткізгіш жанында-күштірек, ал одан алыстаған сайын әлсіздеу әрекет етеді. Магнит өрісінің күш сызықтары тұйықталған. Олардың басы да, аяғы да жоқ. Күш сызықтары әрқашан тогы бар түзу өткізгішті айнала қоршап тұрады. Магнит сызықтарының тұйықталған болуы – олардың электр өрісінің кернеулік сызықтарынан елеулі ерекшелігін көрсетеді.
38.Электр өрісі.Электр өрісінің кернеулігі.Электр өрісінің күш сызықтары
Кез-келген зарядталған дененің айналасында заттан ерекшеленетін,электр өрісі деп аталатын кеңістіктің бар екенін көрсетеді.Электр өрісі ұғымын ағылшын ғалымдары М.Фарадей және Дж.Максвелл еңгізді.Заряд бірлігіне әрекет ететінткүшке тең F/q қатынасы электр өрісінің күштік сипаттамасы болып табылады және осы нүктедегі электр өрісінің кернеулігі деп аталады.Кернеулік Е арқылы белгіленеді. E=F/q Электр өрісінің күш сызықтары деп өрістегі оң зарядталған бөлшекке әрекет ететін күштің бағытын көрсететін сызықтарды айтады.Күш сызықтардың міндетті түрде басы мен аяғы болады немесе шексіздікке кетеді.
39.Потенциял және потенциялдар айырымы.
Қозғалмайтын электр зарядтарының электр өрісі электростатикалық өріс деп аталады. EN/q қатынасы зарядтың шамасына тәуелді емес,оны өрістің энергетикалық сипаттамасы деп қабылдап, берілген нүктедегі өрістіңпотенциялы деп атайды En1/q-En2/q шамасы бірлік оң зарядтың потенциялдық энергиясының өзгеруі болып табылады.Оны өрістің нүктелерінің арасындағы потенциялдар айырымы дейді,оны U деп белгілейді.Электр өрісі күштерінің атқаратын жұмысы мынаған тең A=q(f1-f2)=qU Оң зарядты өрістің бір нүктесінен екінші нүктесіне орын ауыстырғанда,өріс атқаратын жұмыстың осы зарядтың шамасына қатынасын потенциялдар айырымы немесе кернеу деп атайды. Потенциялдар айырымы электр өрісінің энергетикалық сипаттамасы болып табылады.
41.Электр тогы,токтың әрекеттері,ЭЭҚ
Еркін электр зарядтарын тасымалдаушылардың реттелген қозғалысы электр тогы деп аталады.Алғаш рет электр тогы түсінігін еңгізген француз ғалымы Андре Ампер болды.Токтың әрекеттері:
1.токтың жылулық әрекеті
2.токтың химиялық әрекеті
3.токтың магниттік әрекеті
4.токтың физиологиялың әрекеті
Ток көзін алу үшін зарядтарды бөлгенде электрлік емес күштерді қолданылады.Оларды бөгде күштер деп атайды. Зарядтардың бөлінуі дегеніміз-электр өрісін туғызатын бөгде күштердің кулондық күштерге қарсы атқарған жұмыс процесі. Бөгде күштердің әрекетін сипаттау үшін Е белгілейді.Ток көзінің энергетикалық сипаттамасы болып табылатын Е электр қозғаушы күші деп бөгде күштер жұмысының орын ауыстыратын электр заряды қатынасына тең шпманы айтады. Е=A/q SI жүйесінде ЭКҚ-нің бірлігі 1Вольт(B) болып табылады.
42.Ток күші,Амперметр
Өткізгіштің көлденең қимасы арқылы қандай да бір уақыт аралағындағы тасымалданатын электр мөлшерінің сол уакыт аралығына қатынасын ток күші деп атайды. I=q/t SI жүйесінде ток күші ампермен өрнектеледі. 1ампер-вакуумде бір-бірінен 1м қашықтықта орналасқан,көлденең қимасының ауданы өте аз,шексіз ұзын түзу екі өткізгіштің бойымен өтетін тұрақты ток күші.Мұндай ток ұзындығы 1м өткізгіштердің әрбір кесіндісінде 2*10-7Н-ға тең өзара әрекеттесу күшін тудырады. 1Кл ток күші 1А болғанда 1с уақыт аралығында өткізгіштің көлденең қимасы арқылы өтетін электр зарядына тең.Ток күшін өлшейтін құралды амперметр деп атайды.
43.Электр кернеулігі.Вольтметр
Тізбектің берілген бөлігінде заряд орнын ауыстырғанда, электр өрісінің атқарған жұмысының осы заряд қатынасы кернеу деп аталады. U=A/q SI жүйесінде кернеудің өлшем бірлігі тарихта бірінші болып ток көзін ойлап тапқан итальяандық ғалым А.Вольттың құрметіне вольт деп аталады. Егер өткізгіш бойымен 1Кл заряд орын ауыстырғанда,1Дж-ге тен жұмыс істелсе онда тізбек бөлігіндегі электр кернеуі 1В-қа тең болады. Өткізгіштің ұштарындағы токты өлшеуге арналған құралды вольтметр деп атайды. Электр тізбгі ішкі және сыртқы деп аталатын 2 бөліктен тұрады. Ток көзі ішкі тізбеккеб ал барлық қалған бөлігі сыртқы тізбекке жатады.
44.Электр кедергісі, Ом заңы
Тізбектің бөлігіндегі ток күші-осы бөліктің уштарындағы кернеуге тура пропорционал өткізгіштің кедергісіне кері пропорционал. I=U/R SI жүйесінде кедергіні Оммен өрнектейді. Ом заңына сәйкес R=U/I Кедергінің 1Ом бірлігіне ұштарындағы кернеу 1В болғанда, бойымен 1А ток өтетін өткізгіштің кедергісі қабылданған. Тізбек бойымен өтетін токка өткізгіштің кедергі жасау қасиетін сипаттайтын R шаманы кедергі деп атайды. Ток күшінің кернеу мен кедергіге тәуелділік заңын 1827ж Г.Ом ашты
45.Меншікті кедергі
Өткізгіштің материалын сипаттайтын шаманы меншікті кедергі деп атайды. Оны р әрпімен белгілейді.p=RS/l Ол ұзындығы 1мб көлденең қимасының ауданы 1м2 болатын белгілі бір материалдан жасалған өткізгіштің кедергісіне тең. SI жүйесінде меншікті кедергінің өлшем бірлігі 1Ом*м. Көптеген тәжірибелердің негізінде тұрақты температурада өткізгіштің кедергісі оның l ұзындығына тура пропорционал, S көлденең қимасының ауданына кері пропорционал және оның жасалған материалына тәуелді болатыны тағайындалды. R=p*l/S
47.Өткізгіштерді жалғау
Бірінші өткізгіштің соңы екінші өткізгіштің басымен, екіншінің соңы үшіншінің басымен жалғанса онда мұндай қосуды тізбектей жалғау деп атайды
I=I1=I2
U=U1+U2
R=R1+R2
Егер өткізгіштердіңбасын бір ғана А нүктесіне,ал ұштарын екінші бір В нүктесінде жалғасақ,онда мұндай жалғауды параллель жалғау деп атайды.
U=U1=U2
I=I1+I2
1/R=1/R1+1/R2
48.Токтың жұмысы мен қуаты.Джоуль-Ленй заңы
Электр тогының жұмысы ток күші,кернеу және жұмыс істеуге кеткен уақыттың көбейтіндісіне тең. A=I*U*t SI жүйесінде жұмыс джоульмен өлшенеді.Токтың қуатын табу үшін өткізгіштегі ток күшін және кернеуді өлшеп,олардың көбейтіндісін табу керек. P=A/t=I*U Токтың жылулық әрекетін ағылшын ғалымы Дж.Джоуль мен орыс ғалымы Э.Ленц зерттеді.Олар бір-біріне тәуелсіз Джоуль-Ленц деп аталатын заңды тағайындады. Q=I2*Rt
49. Металдардағы электр тогы
Металдардағы еркін электр зарядын тасымалдаушылар электрондар болып табылады. Металдардағы электр тогы-еркін электрондардың реттелген қозғалысы. Электр өрісінің әрекетінен металдардағы электрондардың қозғалыс жылжамдығы онша үлкен емес. Ал өткізгіш ішіндегі электр өрісінің таралу жылдамдығы өте үлкен ол шамамен жарық жылдамдығына тең 300000км/c
50.Электролит ерітінділеріндегі электр тогы.Электролиз заңы.
Тұздардың,қышқылдардың,сілтілердің ерітінділерібсонымен қоса тұздар мен металдардың қорытпалары электролиттер деп аталады.Олар электр тогын жақсы өткізеді.Электролиттердегі электр тогы дегеніміз оң және теріс иондардың қарама-қарсы бағыттағы реттелген қозғалысы. Электролит арқылы электр тогы өткенле электродтарда зат бөліну процесі электролиз деп аталады. Ағылшын физигі М.Фарадей 1832ж ашты,электролиз кезінде электродта бөлінген заттың массасы электролит арқылы өткен электр(заряд) мөлшеріне пропорционал.(Фарадей заңы)
m=k*q m=k* I*t
k-электрохимиялық эквивалент
k=m/q [кг/Кл]
51.Газдардағы электр тогы
Газдардағы электр тогы дегеніміз электрондар мен оң және теріс зарядталған иондардың бағытталған қозғалысы болып табылады. Егер иондалған газда электр өрісін тудырса онда иондармен электрондар реттелген қозғалысқа келеді де,тізбекте электр тогы пайда болады.
Егер иондалған газда соққы иондалу есебінен еркін электрондар мен иондардың саны шұғыл өссе,онда мұндай газ плазма деп аталады. Иондалу дәрежесіне қарай плазма әлсіз иондалған,орташа иондалған,толық иондалған деп бөлінеді. Темперетурасына қарай төмен температурадағы(105К-ге дейін) және жоғары температурадағы (105К-нен жоғары) бөлінеді.
52.Вакуумдегі электр тогы
Вакуум-сиретілген орта,онда молекулалар санының аздығы сонша,олардың соқтығысу мүмкіндігі болар болмас.Жеткілікті жоғары температурадағы электрондардың металлдан ұшып шығу құбылысын термоэлектрондық эмиссия деп аталады.Вакуумдегі электр тогы дегеніміз-термоэлектрондық эмиссия нәтижесінде алынған электрондық бағытталған қозғалысы. Термоэлектрондық эмиссия құбылысы қолданылатын ең қарапайым құралдарға шамдар жатады. Практикада екі электродты(диод) үш электродты(триод) электр шамдары кеңінен қолданылады.
53.Шалаөткізгіштердегі электр тогы
Шалаөткізгіштер-металлдар мен диэлектриктердің қасиеттерінен өзгеше,біршама электрлік қасиеттері бар және олардың арасындағы аралық орынға ие заттар.
1.Шалаөткізгіштердің кәдімгі температурадағы электрөткізгіштегі металдардың электрөткізгіштігімен салыстырғанда аз.
2.Шалаөткізгіштердің электрөткізгіштігі температура мен жарық әсерінен қатты өзгереді,яғни температура артып және шалаөткізгіш неғұрлым қатты жарықтанса,оның электрөткізгіштігі де соғұрлым жоғары болады.
3.Шалаөткізгіштердің электрөткізгіштігі оның құрамы өте аз шамада қоспалар еңгізу жолымен басқарылады.
4.Шалаөткізгіштерге Менделлев кестесінің нақ ортасында тұрған
12 элемент( B,C,S I,Ge,Sn,P,As,Sb,S,Se,I)
5.Шалаөткізгіштердің меншікті кедергісі 10-5 тек 108Ом*м ге дейін шама.
Шалаөткізгіштердің электр тогы деп электр өрісі әрекетінен электрондар мен кемтіктердің қарама-қарсы бағытталған реттелген қозғалысын айтады. Таза өткізгіштерді қыздырғанда немесе жарықтандырғанда пайда болатын олардың өткізгіштігі меншікті өткізгіштік деп аталады. Ол терморезисторлар мен факторезисторларда қолданылады
59.Электромагниттік индукция.
Табиғатта ешқашан бір жақты құбылыстар мен процестер болмайтынын біз бірнеше рет байқадық. Егер электр тогы магнит өрісін тудыра алса,онда кері құбылыс та бар болуы керек. Соедықтан «Магнит өрісі электр тогын тудыра алады ма:» деген сұрақ туады. Дә осындай кері құбылысты ағылшынның аса көрнекті ғалымы Майкл Фарадей табуға тырысқан. Өзінің 1831 жылғы тәжірибелерінде Фарадей магнит өрісін өзгерткенде, электр тогының пайда болу құбылысын ашты.Бұл құбылыс электромагниттік индукция д.а(«индукция»-латын тілінде, «бағыттау» дегенді білдіреді.
Ағылшын физигі Майкл Фарадей бала кезден жүйелі білім ала алмады. Кітаптар алуға оның мүмкіндігі болмады. Қажетті кітаптарды тегін оқу үшін ол түптеу шеберханасына жұмысқа кіреді.Британдық энциклопедияда басылған электр құбылысы туралы мақалаларға көп көңіл бөлді, онда динамика,машина,электр моторы туралы бірде-бір сөз юолдған емес, оларды әді ойлап табу қажет болатын. Өзіне кездескен тәжірибелердің түсініктемесімен танысып, оны тек қана оқып қоймай,өз қолымен жасауға тырысты,сөйтіп,ол кітапта жазылғанды және өзін-өзі тексеріп отырды.
61.Жарық.Жарық көздері. Жарықтың таралуы.Күннің,айдың тұтылуы.
Біздің планетамыздағы өсімдіктер мен жануарлар әлемінің тіршілігі үшін жарықтың алатын орны ерекше.
Жарық ағынында молекулалар да,атомдар да,электр бөлшектері де,заттың қандай да бір басқа бөлшектері де жоқ.Жарық-заттың бөлшектерінің табиғатынан бөлек,табиғаты ерекше бөлшектер ағыны болып табылады.Жарық бөлшектері фотондар д.а.Фотондар ағыны энергияны жарық көздерінен жарықталынған денелерге жеткізеді.Бұл энергияны жарық энергиясы немесе жарықтың сәуле шығару энергиясы д.а.
Сәуле шығару толық вакуумде болуы мүмкін.Барлық денелер өздерінің ішкі энергиясын азды- көпті сәулелену арқылы шығарады.
Түсетін сәулелену энергиясын денелер жартылай жұтады,соның нәтижесінде денелер қызады.
Жарық дегеніміз-ол да сәлелену,бірақ оны көзбен қабылдайтын болған соң,жарықты көрінетін сәулелену д.а.
Жарық әсерінен денелер қызады, металдардан электрондар ұшып шығады, осының нәтижесінде металдар электрленеді.Жарық әр түрлі хим.реакциялар тудырады,мысалы,маталарда бояулардың оңуы, фотопластинкалар мен фотопленкалардың қараюы.
Вакуумдегі жарық жылдамдығы-табиғаттағы мүмкін болатын ең үлкен жылдамдық. С=300000км/с=300000000м/с.
Жарық көздері-жарық шығаратын денелер.Олардың барлығын екі топқа бөліге болады:дербес жарық көздері және шағылған жарық көздері.
Әлемдік кеңістіктердегі жарықты да,жылуды да өздері шығаратын денелерге Күн мен жұлдыздарды жатқызуға болады.
Күннің тұтылуы.Егер Ай өзінің Жерді айнала қозғалысында Жер мен Күннің арасына келіп қалса,онда ол Күннің бетін жауып қалуы мүмкін,онда Күн тұтылады.Күн толық тұтылады;Жер бетінің алакөлеңке аймағындағы нүктелерінде ол тұтылу жартылай болады.
Айдың тұтылуы. Ай жердің көлеңке аймағына енгенде, Ай тұтылу басталады.Ай тұтылуы тек Айдың толған кезде байқалады.Егер толық Ай өзінің Жерді айнала қозғалысында толығымен Жердің көлеңкесіне енсе,онда Айдың толық тұтылуы болады.Егер ол көлеңке шетін жанап өтсе,онда тұтылу жартылай болады.
62.Жарықтың шағылуы. Айналық бет.Жарықтың шағылу заңы.
Жарық сәулелері қандай да бір бетке түскен кезде сол өзі шыққан ортада,одан жартылай немесе толық шағылады.Айналық бет деп түскен жарық энергиясының басым бөлігін шағылдыратын,яғни жарықты ол түскен ортаға қайта бағыттайтын бетті айтады.Түскен сәуле мен шағылған сәуле, сәуленің түсу нүктесінен шағылдырушы бетке тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады; Шағылу бұрышы түсу бұрышына тең болады.
Егер жарық сәулесі айналық бетке түссе, одан шағылу да айналық немесе бағытталған шағылу болады.
63.Жазық айна.
Жарықтың шағылу заңдарының көмегімен жазық айнада кескіннің қалай пайда болатынын түсіндіруге болады.Жазық айнадағы нәрсе кескінінің мынадай ерекшеліктері бар:кескін жалған,тура,өлшемдері нәрсенің өлшемдеріне тең,нәрсе а на алдында қандай қашықтықта тұрса,кескін айнаның ар жағында сондай аралықта орналасады.Жазық айналар «қол жетпейтін» объектілерді бақылау үшін,мысалы,тіс емдеуде қолданылуы мүмкін.Жазық айнаның көмегімен айнаны жарық көзі алдында бұра отырып,шағылған жарық шоғын басқаруға болады.Телескоптар,перископтар,кинопроекторлар сияқты оптикалық құралдарда нәрсенің кескінін ыңғайлы орынға ауыстыру үшін жазық айналар қолданылады.
65.Жарықтың сынуы. Жарықтың сыну заңдары.
Егер жарық шоғы екі ортаны бөлетін шекара арқылы өтетін болса,мысалы,ауадан суға,онда жарық ағынының бір бөлігі шағылады,екігші бөлігі нәрседен өтеді,тағы бір бөлігі жұтылады.
Екі ортаны бөлетін шекара арқылы өткенде,жарықтың таралу бағытының өзгеруін жарықтың сынуы д.а.
Сынған сәуле мен екі ортаны бөлетін шекараға сәуле түскен нүктеде тұрғызылған перпендикуляр арамындағы бұрышты сыну бұрышы д.а.
Сыну көрсеткіші түсу бұрышына тәуелді емес және тек шекаралық ортаның оптикалық қасиеттерімен анықталады.
68.Линзалар. Линзаның оптикалық күші.
Линзалар деп екі сфералық немесе бір сфералық және бір жазық бетпен шектелген мөлдір шыны денелерді айтады. Линзалардың екі түрі бар:өзінен өткен жарықты жинағыш және шашыратқыш. Жинағыш линзалардың шеттеріне қарағанда ортасы қалыңдау,ал шашыратқыш линзалардың ортасы шеттеріне қарағанда жұқалау болып келеді.Сыну беттерінің пішініне қарай линзаларды жазықдөңес, қосдөңес, қосойыс, жазықойыс және т.б. деп бөлінеді.Линзаны шектеп тұрған сфералық беттердің С1 және С2 центрлері арқылы өтетін түзуді линзаның бас оптикалық осі д.а. Оптикалық остьің бойында линзаның оптикалық центрі д.а.Линзаның центрінен, фокусқа дейінгі OF арақашықтықты линзаның F фокустық қашықтығы д.а. 2F нүктесі екі еселенген фокустық қашықтық д.а.Линза фокусында бас оптикалық оське перпендикуляр фокальдық жазықтық орналасқан.Қосдөңес линзаның әр жағында бір-бірден фокусы бар.
Линзаның негізгі сипаттамаларына оның F фокустық қашықтығы мен фокустық қашықтығына кері шама-линзаның D оптикалық күші жатады:
Оптикалық күш D линзаның сыну қабілетінің өлшемі болып табылады.Оптикалық күштің бірлігі үшін бір диоптрия(1дптр.) алынған. Бұл-фокустық қашықтығы 1м-ге тең линзаның оптикалық күші.
Шашыратқыш линзалардың фокустық қашықтығы мен оптикалық күші теріс сандармен өрнектеледі.
69.Линзада кескін алу.
Линзалардың көмегімен тек жарық сәулелерін жинап,шашырату,яғни басқару ғана емес,сонымен қатар нәрселердің әр түрлі кескіндерін де алуға болады. Линзалардың осы қабілеті оларды оптикалық аспаптарда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
I.Линзаның көмегімен әр түрлі кескіндер қалай алынады:
Нәрседен линзаға дейінгі қашықтықты d әрпімен,ал линзадан кескінге дейінгі қашықтықты f әрпімен белгілейді.
Нәрсені линзадан әр түрлі қашықтықта ар жағына (d>2F),линзаның фокусы мен оптикалық центрінің арасына (d<F),линза фокусының сыртына (2F>d>F), линза фокусына (d=F) немесе (d=2F) орналастыруға болады.
Жинағыш линзамен тәжірибе жасаймыз.Жұқа қағаздан жасалған ақ экранда нәрсенің линзадағы кескінін аламыз.
1.Нәрсені,мысалы,жанып тұрған шамды,линзаның екі еселенген фокучтық қашықтығынан артық қашықтыққа орналастырамы,яғни d>2F. Шамның жарығы линзадан өтіп,олардың фокусы мен нкі еселенген фокусында түйіседі,яғни 2F’>f>F’. Сол жерге қойылған экранда шамның шын,төңкерілген және кішірейтілген кескіні көрінеді.
2.Шамды d=2Fқашықтыққа орналастырамыз.Линзаның екінші жағындағы нәрсе орналасқан ара қашықтықта, яғни f=2F’ аралықта шамның кескіні болады.осы жерде орналасқан экранда шын,төңкерілген және өлшемдері нәрсенің өлшемдеріне тең кескін шығады.
3.Май шамды линзаның фокусына,яғни фокусқа тең қашықтыққа (d=f) орналастырса, кескіннің жоғалып кеткенін көруге болады. Экранда тек жарықталынған дөңгелек дақты ғана көруге болады.
4.егер шам линза мен оның фокусының арасына,яғни d<F қашықтықта орналасса,онда шамның өзі тұрған жағында шамның тура,үлкейтілген, бірақ жалған кескінін көруге болады.
II.Жұқа линзада нәрсенің кескінін алу үшін сәулелердің мынадай қасиеттерін пайдалануға болады:
Осындай әдіспен салынған сынған сәулелер,линзаның сыртында жарықтың S нүктелік көзінің шын кескіні болып табылатын S1 нүктесінде қиылысады.
70.Линзаның формуласы. Сызықтық ұлғаю.
1.Әр түрлі оптикалық аспаптарда линзаны қолдану оның F фокустық қашықтығының қандай болатынына тәуелді.Линзаның D оптикалық күшімен қатар фокустық қашықтығы да берілген линза үщін оның оптикалық қасиетін сипаттайтын маңызды тұрақты шама болып есептеледі. Линзаның фокустық қашықтығын d,f және F арасындағы белгілі қатынастарды ала отырып, математикалық есептеулер арқылы да анықтауға болады, оны жұқа линзаның формуласы деп атайды:
2.Нәрсе мен кескін өлшемдерінің айырмашылығы сызықтық үлкейтуімен сипатталады.
Кескін өлшемінің h(биіктік) нәрсе өлшеміне H(биіктікке) қатынасын сызықтық үлкейту Г деп атайды.
72. Түзусызықты теңайнымалы қозғалыс. Үдеу, жылдамдық,орын ауыстыру .
1.Дененің жылдамдығы тұрақты болса, ондай қозғалысты айнымалы қозғалыс дейді. Айнымалы қозғалыстың қарапйым түріне теңайнымалы қозғалыс жатады.
Теңайнымалы қозғалыс деп дененің жылдамдығы кез келген бірдей уақыт аралықтарында бірдей шамаға өзгеріп отыратын қозғалысты айтады.
Теңайнымалы қозғалыстардың қарапайым түрлеріне теңүдемелі (жылдамдық бірқалыпты артады) және теңбаяулайтын (жылдамдығы әрбір уақыт бірлігінде бірдей шамаға кеміп отырады) қозғалыстар жатады.
2.Жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығын сипаттау үшін үдеу деп аталатын шама енгізілді.
Үдеу- жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығын сипаттайтын шама; ол жылдамдық өзгерісінің осы өзгеріс болған уақыт аралығына қатынасын береді, яғни
Үдеудің формуласынан жылдамдықты табуға болады:
;
73.Дененің еркін түсуі. Еркін түсу үдеуі
Галилей 1583ж. Пиза қаласындағы биік көлбеу мұнара үстінен диаметрлері бірдей, ауыр және жеңіл шарларды бір мезгілде тастап, олардың мұнара табанына шамамен бір уақытта түсетініне көз жеткізді. Мұндай тәжірибелерді Галилей пішіндері мен өлшемдері әртүрлі денелермен , олардың түрлі орталардағы түсуін бақылай отырып, сан мәрте қайталады. Міне, осылайша өз тұжырымдарының дұрыстығына тәжірибе арқылы көз жеткізе отырып, Галилей ауасыз кеңістікте барлық денелер бірдей уақытта түседі деп ұйғарды. Алайда Галилей өз ұйғарымын денелерді ауасыз кеңістікте түсіріп тексере алмады, өйткені ол өмір сүрген 17 ғасырда ауа соратын құралдар болмады. Оны тек 80 жыл өткен соң Ньютон жүзеге асырды. Ол жүргізген тәжірибе Галилей гипотезасының дұрыс екенін дәлелдеді.
Осы арқылы, ортаның кедергісі болмаған кездегі денелердің түсуі-еркін түсу деп аталады.
Ол g әрпімен белгіленеді. g=9.8/
74.Шеңбер бойымен қозғалыс. Сызықтық және бұрыштық жылдамдықтар. Центрге тартқыш үдеу.
1.Дененің қисық траектория бойымен қозғалысы қисық қозғалыс деп аталады.
Дененің қисықсызықты қозғалысы, оның түзусызықты қозғалысы кезіндегі орын ауыстыру, жылдамдық және үдеу сияқты кинематикалық шамалар арқылы сипатталады.
Дененің қисықсызықты траекторияның кез келген нүктесіндегі қозғалыс жылдамдығы траекторияның осы нүктесіне жүргізілген жанаманың бойымен бағытталады.
Қисықсызықты қозғалыс әрқашан айнымалы қозғалысқа жатады.Егер қозғалыс жылдамдығының модулі тұрақты болса, мұндай қозғалыс бірқалыпты қисықсызықты қозғалыс деп аталады.
Нүктенің шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалысын сипаттау үшін айналу периоды және айналу жиілігі деп аталдатын шамалар енгізілді.
Айналу периоды (Т) деп нүктенің шеңбер бойымен бір айналым жасауға кеткен уақытын айтады,яғни T=t/n. Айналу периоды секунпен (с) өлшенеді.
Периодқа кері шама жиілік деп аталады. Олардың арасындағы байланысты
өрнектермен көрсетуге болады.
2.Механикада бұрылу бұрышын радианмен өлшеу келісілген.
Радиан- l доғасының ұзындығы R радиусқа тең болатын ф центрлік бұрыш.
Бұрылу бұрышының уақыт өтуімен бұрыштық жылдамдық арқылы сипаттайды.
Бұрыштық жылдамдық деп дененің бұрылу бұрышының осы бұрылуға кеткен уақытқа қатынасымен өлшенетін шаманы айтады.
Ф-әрпімен белгіленеді.
Бірақ дененің шеңбер бойымен қозғалысы жағдайында оны сызықтық жылдамдық деп атау келісілген.v=2ПRv
Бұрыштық және сызықтық жылдамдықтардың арасындағы байланысты табайық:=.
3.Дененің түзусызықты қозғалысы сияқты, қисықсызықты қозғалыс кезіндегі үдеу жылдамдықтың уақыт ішінде өзгерісінің осы уақыт интервалының шамасы қатынасымен өлшенеді:
Шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалатын дененің үдеуі шеңбердің кез келген нүктесінде радиус бойымен оның центріне қарай бағытталады. Сондықтан да оны центрге тартқыш үдеу деп атайды.
75.Ньютонның 1 заңы. Инерциялық санақ жүйелері.
Егер денеге басқа денелер әрекет етпесе немесе олардың әрекеті теңгерілген болса, онда дене не тыныштықтағы күйін сақтайды, не түзусызықты және бірқалыпты қозғалысын жалғастырды. Бұл-инерция заңы. И.Ньютон инерция заңын механика негізінде енгізді, сондықтан бұл заңды Ньютонның бірінші заңы деп аталады.
Денеге басқа денелер әрекет етпесе немесе олардың әрекеті теңгерілгенде, дене бірқалыпты және түзусызықты қозғалатын санақ жүцесі ретінде алынады.
Сонымен Ньютонның бірінші заңы инерциялық санақ жүйесі деген жаңа ұғым шығады.
76.Ньютонның 2, 3 заңы.Масса.
1.Дененің өзінің алатын үдеуін ықпал ететін қасиетін инерттілік деп атайды. Инерттіліктің сандық сипаттамасы ретінде масса физикалық шамасы қолданылады.
Дененің массасы-оның инерттілігінің, яғни күштің әрекетінен белгілі бір үдеу алу қабілетінің сандық сипаттамасы болып табылады.
2.Денеде туындайтын үдеу оған әрекет етуші күшке тура, ал массасы кері пропорционал:
a= одан F=ma
3.Әрекет етуші күшке әрқашан тең қарсы әрекет етуші күш бар болады. Басқаша айтқанда, денелердің бір-біріне әрекет етуші күштері модулі бойынша өзара тең және бағыттары қарама-қарсы:
77.78. Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Жасанды серіктердің қозғалысы.
Жерде кез келген денелердің арасында әрекет ететін өзара тартылыс күшін бүкіләлемдік тартылыс күштері немесе гравитациялық күштер деп атайды. Бүкіләлемдік тартылыс-әлемде өз билігін жүргізетін әмбепап күш.
И.Ньютон 1687ж. Бүкіләлемдік тартылыс заңын былайша тұжырымдайды:
Екі дене бір-біріне массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал, ал арақашықтарының квадратына кері пропорционал күшпен тартылады:
G-гравитациялық тұрақты деп аталатын тұрақты шама. Ол сандық мәні жағынан бір-бірінен 1м қашықтықта массасы 1кг болатын екі дененің тартылыс күшіне тең.
Масса бір мезгілде денелердің әрі инерттілік, әрі гравитациялық қасиеттерінің сандық сипаттамасы болып табылады.
2.Бүкіләлемдік тартылыс күші әрекетінен күші әрекетінен дененің дөңгелек орбита бойымен қозғалысы жүзеге асатын жылдамдық бірінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.
1.
2. немесе
Параболалық траекторияға сәйкес келетін жылдамдық екінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.
79.Дененің салмағы. Салмақсыздық.
ДененіңЖерге тартылуы салдарынан оның тірекке немесе аспанға әрекет ететін күші дененің салмағы деп аталады. Үдеу болмаған жағдайда горизонталь жазықтықтағы дененің салмағы ауырлық күшіне тең.
P=m(g+a)
Тіректің немесе аспаның үдемелі қозғалысынан туындайтын дене салмағының артуын асқын салмақ дейді.
Дененің салмағы нөлге тең болатын дененің күйі салмақсыздық деп аталады.
80.Дене импульсі. Импульстің сақталу заңы.
1.Дененің массасы мен оның қозғалыс жылдамдығының көбейтіндісіне тең болатын физикалық шама дене импульсі деп аталады:
p=mv бұл формуланы
Күш пен оның әрекет ету уақытының көбейтіндісі күш импульсі деп аталады.
Дене импульсінің өзгерісі күш импульсіне тең.
2. Тұйық жүйе деп сыртқы күштер әрекет етпеген жағдайда жүйеге енетін денелер бір-бірімен ішкі күштер арқыл ғана әрекеттесетін жүйені айтады.
Тұйық жүйедегі өзара әрекеттесетін денлер импульстерінің қосындысы өзгермейді:
85.Еркін және еріксіз тербелістер.Резонанс.
Еркін тербелістер деп дене тепе-теңдік күйінен шығарылғаннан соң сыртқы күштің әрекетінсіз болатын тербелістерді айтады.
Еріксіз тербелістер дегеніміз-сыртқы периоды күштің әрекетінен болатын тербелістер.
Мәжбүр етуші күштің тербеліс жиілігі мен тербермелі жүйенің меншікті жиілігі дәл келген кездегі еріксіз тербелістер амплитудасының кенет арту құбылысы резонанс деп аталады.
87.Толқындық қозғалыс.
Тербелістердің серпімді ортаның бір бөлшегінен екінші бір бөлшегіне таралу процесі механикалық толқын деп аталады.
Толқын тербелістегі бөлшектерді тасымалдамайды, тек энергияны ғана тасымалдайды.
Бөлшектерінің тербелісі толқынның таралу бағытына перпендикуляр бағытта жүзеге асатын толқынды көлденең толқын деп атайды.
Толқын ұзындығы-Т периодқа тең уақыт аралығында толқын таралатын арақашықтық.
Басқаша айтқанда,толқын ұзындығы деп толқын ішіндегі бірдей қозғалатын және тепе-теңдік күйінен ауытқулары да бірдей болытан бір-біріне ең жақын екі нүктенің арақашықтығын айтамыз.
Лямбыда толқын ұзындығының бөлшектердің Т тербеліс периодына қатынасы арқылы анықталатын физикалық шама толқын жылдамдығы деп аталады:
Бөлшектерінің тербелісі тоқынның тараалуы бойында жүзеге асатын толқынды бойлық толқын деп атайды.
89.Акустикалық резонанс. Дыбыстың шағылуы, жаңғырық.
Жаңғырық-қандай да бір кедергіден шағылған және бастапқы орнынан қайта оралған дыбыс толқындары.
Дыбыстың әр түрлі кедергілерден шағылуы барысында естілу ұзақтығының артуы ревебрация деп аталады.
90.Ультрадыбыс.Электромагниттік толқындар.Радиобайланыс.
Тербеліс жиілігі 16Гц-ден төмен дыбыс толқындары инфрадыбыстар, ал 20 000 Гц-тен жоғарғысы ультрадыбыстар деп аталады.
Максвеллдің электромагниттік өріс теориясының түйіні мынаған саяды:
1.Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.
2.Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.
Осылайша өзгеріп отыратын электр және магнит өрістері әр уақытта да өзара байланыста болады, сондықтан олардың ажырамас бірлігін электромагниттік өріс дейді.
Айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікке таралуын электромагниттік толқын деп атайды.
Электромагниттік толқын әртүлі заттарда да, вакумде де тарай алады. Вакумдегі таралу жылдамдығы c=2,99792458* тұрақты шама.
Электромагниттік толқындар- тек көлденең толқындар болып табылады.
Вакуумге қарағанда заттағы элеткромагниттік толқынның таралу жылдамдығы аз болады .
Механикалық толқындар сияқты электромагниттік толқындар да энергия тасиды.
Тербелістер периоды:
92. Жарық кванттары. Планк формуласы
Жылулық сәулелердің эксперименттік нәтижесін түсіндірудегі тығырықтан шығу жолын немістің ұлы физигі Макс Планк тапты. Ол 1900 жылы сәулелік энергия үздіксіз шығады деген классикалық физика түсінігіне мүлдем қайшы келетін батыл гипотеза ұсынды. Ол гипотеза былай оқылады: абсолют қара дене жылулық сәулелерді үздіксіз шығарады да, жұта да алмайды; оларды тек үзікті үлес-квант түрінде ғана шығарады немесе жұтады. Сеуле арқылы тарайтын немесе жұтылатын бір үлес энергия квант деп аталады.
Квант латынша quantum-мөлшер, яғни үлес деген сөздің мағынасын береді.
Макс Планк дененің үзікті шығаратын немесе жұтатын бір үлес энергиясы үшін әсем формула тапты: E0=hv, мұндағы Е0-ең кіші энергия үлесі, яғни бір квант.; v-сәуленің жиілігі; h-Планк тұрақтысы: h=6,62*10 -34 Дж*с.
Сөйтіп, тәжірибеде дәлелденген Планк гипотезасы қазіргі физика деп аталатын жаңа кванттық физиканың негізін қалауға зор көмегін тигізді.
93. Фотоэффект. Эйнштейн формуласы
1. 1887 жылы орыс ғалымдары Генрих Герц пен А.Г.Столлетов электродтардың арасындағы ұшқынды разрядты зерттеу кезінде мына құбылысқа көңіл аударды. Әдетте ұшқынды разрядт электродтар арасындағы кернеу U белгілі U min шамасынан асқанда ғана байқала бастайды. Ал олар электродтардың біріне ультракүлгін сәуле түсіргенде, U кернеу Umin шамасынан кіші болса да разряд ұшқынының пайда болғанын байқады. Ендеше, ультракүлгін сәуле электродқа түскенде, оның бетінен электр тогын тваситын зарядталған бөлшектерді жұлып шығарады. Шынында да, жарық түскен кезде металл беттерінен теріс зарядталған бөлшектердің босап шығатыны тәжірибеден белгілі болды. Кеінірек ондай бөлшектердің металдан босап шыққан электрондар ағыны екендігі анықталды. Сонымен қатар электрондар жарық түскенде сұйық беттерінен де босап шығатындығы байқалды.
Сәулелердің әсерінен электрондардың сұйық және қатты дене бетінен босап шығу құбылысын сыртқы фотоэлектрлік эффект деп атайды.
2. Электронның металл бетінен шығу жұмысы, жұтылған hv фотон энергиясының есебінен өндіреділеді. Босап шыққан электрон бір орында тұрып қалмай, белгілі бір v жылдамдықпен қозғалады. Демек, жұтылған фотонның hv энергиясының есебінен электрон босап шығып қана қоймайды, сонымен қатар кинетикалық энергияға да ие болады. Сөйтіп, энергияның сақталу заңы бойынша жұтылған жарық фотонының hv энергиясы электронның шығу Ашығу жұмысына және кинетикалық энергиясына жұмсалады: hv=Aшығу+
Бұл өрнек Эйнштейн формуласы деп аталады. Мұндағы, Me – босап шыққан электронның массасы; v-оның жылдамдығы, h-Планк тұрақтысы; v-жұтылған фотонның жиілігі; Ашығу – электронның шығу жұмысы.
94. Рентген сәулелері.
1895жылы неміс ғалымы В. Рентген ауасы сорылған түтіктердегі электр тгын зерттеу үстінде, ерекше сәулелердің пайда болатынын байқаған. Бұл сәулелер көзге көрінбейді, бірақ кейбір заттарда жарқыл туғызады және жабық фотография пластинкасын қарайтады. Осы екі қасиетіне қарай бұл ерекше сәулелерді Рентген Х сәулелер деп атаған. Бұл сәулелер кейінірек оны ашқан ғалымның құрметіне рентгендік сәулелер деп аталатын болды.
Рентгендік сәулелер де электрмагниттік сәулелерге жатады. Жиілігі бойынша рентгендік сәулелер ультракүлгін сәулелер мен гамма-сәулелердің аралығында орналасқан. Рентгендік сәулелер мөлдір емес денелердің көпшілігінен оп-оңай өтіп кетеді. Заттың тығыздығы жоғарылаған сайын, рентгендік сәулелердің өтімділігі кеми түседі. Рентгендік сәулелердің денелерден өту қасиеті практикалық мақсатта кеңінен пайданылады. Медицинада рентгендік сәулелер ауруға диагноз қою үшін қолданылады.
Сонымен қатар рентгендік сәулелердің тірі организмге тигізетін залалын да білу қажет. Рентгендік сәулелердің өтінде ұзақ болу өте зиян. Теледидар және компьютер мониторының экрандарына электрондар ағыны соғылғанда да рентгендік сәулелер пайда болады. Мұндай құралдардын қасында өте жақын әрі ұзақ отыру- денсаулыққа нұқсан келтіретінін естен шығармауымыз керек.
95. Радиактивтілік
1898 жылы Пьер Кюри және Мария Склодовская уран кеңінен екі жаңа химиялық элементтерді: радий мен полонийді бөліп алды. Радий сөзі гректің radiare-сәулелену, сәуле шығару деген сөзінен алынған, полоний сөзі поляк қызы М. Склодовскаяның құрметіне берілген.
Радий немесе уран сияқты өз-өзінен ерекше сәуле шығарып тұратын химиялық элементтерді радиактивті элементтер деп атайды.
Радиактивті элементтердің ерекше сәуле шығарыһуын радиактивті сәулелену дейді.
Радиактивті элементтердің шығаратын сәулесін магнит өрісінде зерттегенде, оның үш түрге жіктелетіні белгілі болды. Оларды альфа-, бета- және гамма- сәулелер дейді. Альфа және бета сәулелерінің магнит өрісінде қарама-қарсы бағыттарға бұрылуы, олардың оң және теріс зарядты бөлшек тер екендігін аңғартты. Шынында, альфа-оң зарядталған бөлшек, ал бета-теріс зарядталған бөлшек.
Радиактивті элементтер ядроларының альфа, бета және гамма сәулелерін шығару құбылысын радиактивтік, ал сәулелердің өздерін радиактивті сәулелер деп атайды.
96. Резерфорд тәжірибесі. Атом ядросының құрамы
1911 жылы Эрнест Резерфорд және оның шәкірттері альфа-бөлшектерінің өте жұқа алтын және платина пластинкаларынан өтуін зерттеді. Көптеген тәжірибе нәтижесін талдай келіп, Резерфорд Күн жүйесіне ұқсас атомның планетарлық моделін ұсынды. Ондай модель бойынша, атом оң зарядталған ядродан және оны айналып жүретін теріс зарядты электрондардан тұрады.
Ядро төңірегіндегі мұндай электрондарды орбиталдық электрондар деп атайды, ал олардың жиынын электрондық қабықша дейді. Ядроның құрамына кіретін оң зарядты бөлшектерді протондар деп атайды. Қалыпты жағдайда атом ядросының оң зарядын орбиталдық электрондардың теріс заряды теңгеріп тұрады.
Энергия мен импульстің сақталу заңына сүйеніп, 1932 жылы Резерфордтың шәкірті Д. Чэдвик ядро құрамына кіретін жаңа бөлшек – нейтронды ашты. Сөйтіп, кез келген элемент атомының ядросы екі түрлі бөлшектен: протондар мен нейтрондардан тұратыны белгілі болды. Оларды жалпылап нуклондар деп атайды, ал тұтас ядроны нуклид дейді. Ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы санын А әрпімен белгілейді. А санын массалық сан деп атайды, өйткені атомның массасы негізінен нулидте, яғни протондар мен нейтрондарда жинақталғаг. Расында да, әрбір протон мен нейтронның массасы электронның массасынан 1840 еседей үлкен.
Бір элемент атомнынң ядросындағы нейтрондар саны әр түрлі болып кездессе де, ондағы протондар саны өзгермейді. Бір-бірінен тек ядросындағы нейтрондар санына қарай ажыратылатын элемент түрлерін изотоптар деп атайды.
97. Атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлері.
Бор постулаттары
Егер саңылаудан түскен Күн көзінің жарығы немесе жасанды жарық үш қырлы мөлдір призма арқылы өтетінболса, онда ол бірнеше түсті сәулелерге жіктеледі. Денелердің шығаратын сәулесінің түрлі түске қарай жіктеліп, жолақтар немесе сызықтар түрінде көрінуін спектр дейді.Қызған денелердің тығыздығы үлкен болған сайын, олардың спектрлеріндегі түстер бір-біріне жалғаса ұласып жатады. Бір-біріне жайыла ұласқан спектрлерді тұтас спектрлер деп атайды.
Тығыздығы өте аз қызған газдардың немесе плазманың спектрлері кесінді сызық түрінде бір-бірінен алшақ орналасады. Ондай спектрлер шығару сызықтық спектрі деп аталады. Денелер сәуле шығару мен қатар, олар да жұта алады.
Эксперименттік зерттеулер бір элементтің жұтылу және шығару сызықтық спектрлерінің тұп-тура бірдей орындарға орналасатынын көрсетеді. Бұдан химиялық элемент қандай толқын ұзындығында сәуле шығарса, дәл сондай толқын ұзындығында сәулені жұта алады деген қорытынды туындайды.
Сызықтық спектрлерді бір-бірімен салыстыра отырып, мынадай қорытынды жасаймыз:
Заттың химиялық құрамын оның сызықтық спектрі арқылы анықтау әдісін спектрлік анализ деп атайды. Бұл әдісті 1859ж Г. Кирхгоф пен Р. Бунзен эксперименттік зерттеуге енгізді. Қазір бұл әдісті ғылымда да, практикада да кеңінен қолданылады.
Н.Бор екі ұлы болжам ұсынды. Кейін бұл болжамдар Бор постулаттары деп аталды. Бірінші постулат атомның стационарлық күйі. Атом ерекше стационарлық күйде бола алады. Ондай күйде атом электро-магниттік толқын шығармайды әрі жұтпайды.
Екінші постулат жиілік ережесі. Атом энергиясы Еn станционарлық күйден энергиясы Еk стационарлық күйге ауысқанда: hv=En-Ek шамасына тең болатын бір квант энергияны шығарады немесе жұтады. Мұндағы h=6.626*10-34Дж*6 – Планк тұрақтысы.
98. Ядролық әрекеттесу. Ядролық күш
Кез келген химиялық элемент атомының ядросы протондардан және нейтрондардан тұрады. Олардың массасы тұтас атомның массасымен шамалас. Ядролық әрекеттесулер электрлік және гравитациялық әрекеттесулердің заңдарына бағынбайтын табиғаты мүлдем өзгеше құбылыс болып табылады.
Ядрода нуклондарды берік байланыста ұстап тұрған күшті ядролық күш деп атайды. Ядролық күшті сипаттайтын аналитикалық өрнек әлі табылған жоқ. Алайда тәжірибеден ядролық күштердің қасиеттері туралы мынадай деректер жинақтады:
99. Масса ақауы. Ядроның байналыс энергиясы
Ядролар түрленгенде нуклондар жүйесіндегі Е энергия өзгерісі үлкен шамаға жатады. Сондықтан олардың m масса өзгерісі де үлкен болады. Жеке бөлшектер массаларының қосындысынан сол бөлшектерден құралған ядро массасын алып тастасақ, қалған m қалдық ядроның масса ақауы деп аталады.
Ядроның беріктігін m масса ақауына сәйкес келетін Е=mc2 энергия шамасымен сипатталады. Оны ядроның байланыс энергиясы дейді. Байланыс энергиясының бірнеше анықтамалары бар. Жеке бөлшектер бірігіп ядроны құрағанда, пайда болатын масса ақауы есебінен бөлініп шығатын энергия ядроның байланыс энергиясы деп аталады.
Ебайл.=mc2=(Z*m+N*m-Mя)c2=(Z*Mн+N*mn-Mат)c2.
Ебайл.=m*931,5 MэВ
Энергияның сақталу заңы тұрғысынан да ядроның байланыс энергиясын анықтауға болады: ядроны жеке нуклондарға толық ыдыратуға жұмсалатын энергияны байланыс энергиясы деп аталады. Атомдық энергия да, нақ осы байланыс энергиясы есебінен өндіріледі.
Ядролардың орнықтылығын сипаттау үшін меншікті байланыс энергиясы деген шама енгізіледі. Бір нуклонға келетін байланыс энергиясының шамасын меншікті байланыс жнергиясы деп атайды: Еменш=Eбайл/А, мұндағы А –ядродағы нуклондардың саны.
100. Радиактвті сәулелердің пайда болу табиғаты
Радиактивті құбылыс альфа-, бета- және гамма- сәуле шығару процестерімен сипатталады. Ядролар ыдырағанда мына екі заң үнемі сақталады:
атомның энергетикалық деңгейлерінің айырымы бірнеше электрон-вольт болса, ядроның энергетикалық деңгейлерінің айырымы мегаэлектрон-вольттармен өлшенеді.
Гамма кванттардың жиілігі рентгендік сәулелердікінен де жоғары, сондықтан олар бірнеше метр бетон қабаттарынан еркін өте алады.
101. Радиактивті ыдырау заңы. Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті ядролық рекция
Ядролардың өз бетімен түрленіп, альфа, бета және басқа да бөлшектер мен сәулелерді шығаруларын олардың радиактивті ыдырауы деп атайды. Ауыр элементтер ядроларының ыдырау жылдамдықтарын сипаттау үшін жартылай ыдырау периоды деген шама енгізілді. Радиактивті изотоп ядроларынң тек жартысы ыдырайтын уақыт осы изотоптың жартылай ыдырау периоды деп аталады.
Ядроларды бөлу деп оны нейтрондармен атқылау арқылы ірі жарықшаларға ажыратуды айтады. Туынды нейтрондардың қатысуымен ядролардың тасқынды жарылуы тізбекті ядролық реакция деп аталады. Оның теориясы 1938ж уран ядросының бөлінуі тәжірибе жүзінде ашылғаннан кейін, жедел жасалды. Оны жасауда Л. Мейтнер, О. Фриш, Я.И.Френкель, Н.Бор және Дж. Уилер ерен еңбек сіңірді.
102. Атом энергиясы. Сындық масса. Ядролық реактор
Атомдардың ядроларын бөлетін немесе біріктіретін реакциялар арнайы қондырғыларды орындалады. Ондай қондырғыларды атомдық реакторлар немесе атомдық бомбалар деп атайды. Атом реакторындағы ядролық ракцияларбасқарылатын жолмен іске асырылады, ал атом бомбаларында басқарусыз жарылыс түрінде орындалады.
103. Термоядролық реакциялар
Температурасы жүздеген миллион градус болатын ыстық плазмадағы ядролар аса үлкен жылдамдықпен бір-біріне жақындап, ядролық күштердің әрекет аймағына енеді. Сол сәтте-ақ тегеурінді ядролық күш оларды біріктіріп, жаңа ядроны түзеді. Бұл кезде пайда болған m масса ақауы есебінен аса мол энергия босап шығады. Миллиондаған градус температурада жүзеге асатын ядролық бірігу реакциясы термоядролық реакция немесе термоядролық синтез деп аталады.