2. Тартылыс құбылысы. Ауырлық күші-балалық шағымыздан әрқайсымызға денелердің Жерге тартылуы жақсы таныс, мысалы, тебілген допта, бұтағынан үзілген алмада жерге түседі.

Демек, денелерге Жер тарапынан күш әрекет етеді. Жер барлық денелерді өзіне тартады.

Күнді айнала қозғалатын планеталар тартылыс өрісі әрекетінен Күнге тартылады және өздері де бір-біріне тартылады. Барлык кеңістікті жайлаған тартылыстан «Жеті қат көкке ұшсақ та», «Жеті қабат жер астына енсек те» құтыла алмаймыз. Сондықтан әлемдегі денелердің бір-біріне тартылуы бүкіл-әлемдік тартылыс деп аталады. Ағылшын ғалымы Исаак Ньютон Бұл кұбылысты зерттеп, табиғаттың ұлы заңы- Бүкіләлемдік тартылыс заңын тұжырымдады. Бүкіләлемдік тартылыс заңының ашылу тарихымен 9-сыныпта танысатын боласыңдар.

Бүкіләлемдік тартылыс күші кәрінісінің бірі- денелердің жерге тартылу кушін. Ауырлық күші деп атайды және оны Ға әрпімен белгілейді. Жүргізілген көптеген тәжірибелерден денеге әрекет ететін ауырлык күші дененің массасына тура пропорционал болатыны анықталған. Егер, мысалы, динамометр ілгегіне кезекпен массалары Т1,Т2, Т3 денелерді іліп және әр жолы динамометр кәрсетуін белгілеп отырсақ, онда төмендегі қатынастың орындалатынына көз жеткіземіз.

21-билет

1.Кулон заңы. Француз ғалымы Ш. Кулон 1785 ж тәжірибе жүзінде вакуумдегі нүктелік зарядтардың өзара әрекеттесу заңын ашқаннан кейін , 18 ғасырдың соңына қарай, электр құбылыстарын сандық жағынан зерттеу басталды. “Нүктелік заряд” ұғымы “материялық нүкте ” ұғымы тәрізді ыңғайлы абстракциялау болып табылады.

Өлшемдері өзара әрекеттесетін денелердің арақашықтығынан бірнеше есе кіші болатын денеде орналасқан зарядты нүктелік заряд деп атайды.

SI жүйесінде Кулон заңы былай жазылады:

электр тұрақтысы: Е ₀ =8,854 * 10^-12Ф\м

22- билет

1. , Атомның өзі де күрделі бөлшек екенін, ал ядро мен электрондардан тұратынын білдік. Енді осы электрондар ядроның төңірегінде қандай заңдылықтармен орналасатынына тоқталайық.

Атомның ядро заряды қанша болса, ондағы электрондар саны да сонша болады дедік. Алайда, осы электрондардың барлығы ядроға бірдей күшпен тартылмайды, олар ездерінің энергия қорының шамасына қарай ядродан әр түрлі қашықтықта орналасады. Энергия қорлары шамалас электрондар ядродан бірдей қашықтықта орналасады, осы деңгейлерді энергетикалық деңгейлер деп атайды. Ол Н әрпімен белгіленеді, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 сан мәндерін қабылдайды, Н-нің мәні элементтің орналасқан периодының нөмірімен анықталады. Әрбір энергетикалық деңгейдегі электрондар саны Н = 2н2 формуласымен анықталады.

Мұндағы Н— электрондар саны, н - бас квант саны; егер н = 1 болса, Н = 2; н = 4, Н = 2 • 42 = 32электрон болады.

Ядроға жақын орналасқан электрондар ядроға жаксырақ тартылады, ал одан алшақтаған сайын тартылу күші өлсірейді.

Периодтық жүйеден сутек пен гелий элементтерінің Ы периодта орналасқанын көреміз, яғни олардың электрондарының энергия қорлары бірдей болғандықтан бір энергетикалық деңгейде жатады. Мысалы, сутек атомы үшін +1 1-е, ал гелий атомы үшін +2 2е, сонда бірінші энергетикалық деңгей электрондармен толып бітеді. Бірінші энергетикалық деңгейдің сыйымдылығы 2-ге тең, сондықтан ол аяқталған қабат болады. Келесі элемент литий екінші периодтың элементі. Оның ядросының сыртында екі энергетикалық деңгей бар, олардың ішкісі гелийдің құрылысын қайталайды, ал үшінші электрон екінші деңгейге орналасады.

Электрон (, гр. електрон – янтарь) – бірлік теріс электр заряды бар е=(1,6021917х0,0000070)х1019, тыныштықтағы массасы ме0= (9,109558х0,000054)х1031 кг-ға тең орнықты элементар бөлшек

2.1898 жылы Пьер Кюри және Мария Склодовская уран кенінен екі жаңа химиялық элементтерді: радий мен полонийді бөліп алды. Радий сөзі гректің radiare-сәулелену сәуле шығару деген сөзінен алынған, ал полоний сөзі поляк қызы М. Склодовсканың құрметіне берілген. Бұл екі элеменнің ерекше сәуле шығару белсенділігі уранға қарағанда бірнеше мың есе артық болып шықты.

Радий немесе уран сияқты өз-өзінен ерекше сәуле шығарып тұратын химиялық элементтерді радиактивті элементтер деп атайды.

Радиактивті элементтердің ерекше сәуле шығаруын радиактивті сәулелену дейді.

2. Дене салмағы - ауырлық күшінің өрісінде орналасқан дененің еркін түсуіне қиындық түсіретін аспаға немесе тіреуге түсіретін күші.

Салмақсыздық — гравитациялық тартылыс өрісіндегі механикалық жүйенің бөліктері бір-біріне қысым түсірмейтін және бірін-бірі деформацияламайтын күй. Механикалық жүйе үш шарт орындалғанда: 1) жүйеге гравитациялық өрістен өзге сыртқы күш әсер етпегенде; 2) кеңістіктің жүйе орналасқан бөлігінде гравитациялық өріс біртекті болғанда; 3) жүйе тек ілгерілемелі қозғалыста болғанда ғана салмақсыздық күйінде бола алады. Салмақсыздық жағдайы тірі организмдердің өмір сүру ортасындағы жағдайдан өзгеше болғандықтан, организмде қайтымсыз зиянды өзгерістер пайда болуы мүмкін. Сондықтан ұзақ уақыт ұшатын ғарыш кемелерінде жасанды ауырлық күшін тудыру мүмкіндіктері қарастырылу керек. Салмақсыздық күйі Жер бетінде орындалмайтын кейбір күрделі технологиялық процестерді жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Үйкеліс күші - дененің тіреу бетімен сырғанаған кезінде әсер ететін күш; жанасатын денелердің сұйыктар немесе газдардың қабаттарынын салыстырмалы орын ауыстыруына кедергі жасайтын күш;электромагниттік күштер қатарына жатады. Дене беті тегіс болмайды. Бір дене екінші дененің бетімен қозғалғанда осы тегіс емес жерлер деформацияланады, үйкеліс күштері пайда болады.

Қатты денелер бірінің бетімен бірі қозғалғанда олардың арасында сұйық немесе газ тәрізді зат болмаса, онда пайда болатын үйкелісті құрғақ үйкеліс деп атайды. Құрғақ үйкеліс тыныштық үйкелісі және сырғанау үйкелісі болып екіге бөлінеді. Үйкелістің тербеліс үйкелісі деп аталатын түрі де кездеседі. Тыныштық үйкелісі мына формуламен анықталады: Фүйк=кНДөңдегі блок және сәйкес төмендегі блок еркін дене диаграмасы.Ал дене қозғалып бара жатқанда сырғанау үйкелісі пайда болады :Фсырғанау=кН мұндағы, Н - тіректің денеге әсер ететін реакция күші ; к - үйкеліс коэффиценті. Дененің жылдамдығы артқан сайын сырғанау үйкелісі азая түседі. Үйкелістің пайдалы әрі зиянды жақтары бар. Машиналардың көптеген бөлшектері бірімен бірі әсерлескенде олардың арасындағы үйкеліс зиянды болып шығады. Оны азайту мақсатында бөлшектерді майлайды. Кей кездері үйкеліс коэффициентін азайту мақсатында, сырғанау үйкелісін подшибниктерде қолданып , тербеліс үйкелісімен алмастырады

23-билет

1.Электр өрісі – электрмагниттік өрістің дербес бір түрі. Ол электр зарядының айналасында немесе бір уақыт ішіндегі магнит өрісінің өзгерісі нәтижесінде пайда болады. Э. ө-нің магнит өрісінен өзгешелігі – ол қозғалатын да, қозғалмайтын да электр зарядтарына әсер етеді. Э. ө-нің бар екендігін оның қозғалмайтын зарядқа әсер ететін күші бойынша байқауға болады. Электр өрісінің кернеулігі – Э. ө-нің сандық сипаттамасы болып табылады.

Электр өрісінің кернеулігі – электр өрісінің зарядталған бөлшектер мен денелерге күштік әсерін сипаттайтын векторлық шама (Е). Ол электр өрісінің белгілі бір нүктесіне қойылған нүктелік зарядқа әсер ететін өріс күшінің (Ф0) сол зарядтың шамасына (қ0) қатынасына тең: Е0=Ф0/қ0. Бұл жерде зерттелетін өріске әкелінген зарядтың шамасы (қ0) сол өрістің жасайтын зарядтардың шамасы мен олардың кеңістікте тарала орналасуын өзгертпейтіндей, мейлінше аз деп қарастырылады. Электр өрісінің кернеулігінің бірліктердің халықаралық жүйесіндегі өлшеу бірлігі: в/м.Электр өрісінің кернеулігі - өрістің көрсетілген нүктесінде орналасқан материалды нүктеге әсер ететін электр өріс күшінің осы заряд мөлшеріне қатынасы.

2. 1932 жылы нейтрон ашылғаннан соң, орыс ғалымы Д.Д. Иваненко мен неміс ғалымы В. Гейзенберг ядроның протон-нейтрондың моделі туралы болжам ұсынды. Қазіргі кезде атом ядросының протон-нейтрондық құрамы зерттеулер негізінде дәлелденген және ғылыми қабылданған даусыз ақиқат болып табылады. Қалыпты жағдайда атом электрлік бейтарап болатындықтан протонның заряды модулі бойынша электронның зарядына тең, яғни ядродағы протондардың саны атом қабықшасындағы электрондардың санына тең. Олай болса, протондар саны зарядтық санға (З) тең болуы керек. Ядроның құрамына кіретін оң зарядты протон мен электрлік бейтарап нейтрондардың жалпы санын нуклондар деп атауға келісілген. Ядродағы нуклондардың жалпы саны А массалық сан деп аталады:

Осы өрнектен ядроның құрамына кіретін нейтрондар санын Н анықтауға болады:

Ядроның құрамын сипаттау үшін, оның Менделеев кестесіндегі атомдық нөмірі З пен массалық сан А қолданылады. Атомдағы электрондардың массасы ядро массасына қарағанда ескермеуге болатындай анағұрлым аз. Сондықтан атом ядросының массалық саны А бүтін санға дейін жуық дәлдікпен алынған химиялық элементтің салыстырмалы атомдық массасына тең. Атомдық реттік нөмірі З, ал массалық саны А болатын химиялық элементтің ядросын деп белгілейді.ротонды , ал нейтронды түрінде белгілейді. Протон сутегі атомының ядросы болғандықтан, оны кейде деп те белгілеуге болады. Атом ядросы деген терминнің орнына оның баламасы ретінде нуклидтер деген термин де кеңінен қолданылады.

Атомның ішінде электр зарядтарының орналасу тәртібін анықтау үшін 1911 жылы Резерфорд өзінің шекірттері Г. Гейгер және Э . Марсденмен бірге альфа-бөлшектер шоғын өте жұқа алтын фольгадан өткізіп, бірнеше тәжірибелер жасады. Осы тәжірибелерді зерделеу нәтижесінде атомның ядролық, басқаша айтсақ, планетарлық моделі өмірге келді.Тәжірибенің нәтижесінде альфа-бөлшектердің басым көпшілігі фольгадан өткенде алғашқы бағыттан ауытқымайтыны (φ≈1-2°) анықталды. Бұл нәтиже, негізінен, Томсон моделіне сүйеніп жасалған есептеулермен дәл келді. Бірақ, альфа- бөлшектердің мардымсыз аз бөлігі 90°-тан артық бұрышқа ауытқитыны, яғни олар фольгаға соғылып, кері бағытта ұшатыны таңдандырды. Сегіз мыңға жуық бөлшектердің

біреуі ғана осындай үлкен бұрышқа ауытқиды екен! Мұны Томсон моделі негізінде түсіндіру тіпті мүмкін болмады.Тәжірибеде алынған нәтижелерді зерделей отырып Резерфорд өз моделін ұсынды. Ол атомның оң заряды оның ортасында орналасқан радиусы шамамен 10-15 м өте аз көлемге жинақталған деген қорытындыға келді. Бұл орталық бөлшекті Резерфорд ядро деп атады. Атомның массасы түгел дерлік ядрода шоғырланған. Ядроны айнала әр түрлі орбиталармен электрондар қозғалып жүреді. Ең шеткі электрон орбитасының радиусы атомның радиусына тең, Ра≈10-10 м. Бұл үлгі Күн жүйесінің құрылымына ұқсайтын болғандықтан, оны атомның планетарлық моделі деп те атайды. Модель бойынша атом көлемінің басым көпшілік бөлігі "бос" болып шығады, ядроның радиусы атомның радиусынан 100 000 есе кіші. Орбиталардағы электрондардың теріс зарядтарының қосындысы ядроның оң зарядына тең, атом электрлік бейтарап.Атомның ішіндегі бос кеңістік "өте үлкен". Сондықтан, фольга арқылы өткенде альфа-бөлшектерінің көбі ядродан алыс өтеді де, шашырамайды. Электрондар альфа-бөлшектен 8 мың еседей жеңіл болғандықтан, оның қозғалыс траекториясын өзгерте алмайды. Тек ядроға тікелей қарсы келіп қалған альфа-бөлшектер ғана онымен әсерлесіп, кері ұшады. Мұндай бөлшектер саны ядро радиусының атом радиусына қатынасымен анықталады.

Жоғарыда біз тәжірибеге тек сапалық талдау жүргіздік. Резерфорд сонымен қатар өз моделінің және Томсон моделінің негізшде есептеу жұмыстарын жүргізді, олардың нәтижесі Резерфорд үлгісінің дұрыстығын көрсетті. Бірақ классикалық физика тұрғысынан мұндай атомның орнықты болуы мүмкін емес. Бұдан бұрын айтылғандай, зарядталған бөлшек үдемелі қозғалса, міндетті түрде сәулеленуі (электромагниттік толқындар шығаруы) керек. Бұл сәулеленудің жиілігі электронның ядро маңында айналу жиілігіне тең болуы тиіс. Электрон ядроны айнала дөңгелек орбитамен қозғалса, оның центрге тартқыш үдеуі бар. Олай болса, электрон сәуле шығара отырып, өз энергиясын азайтуы тиіс. Энергияның (орбиталық жылдамдықтың) азаюы электронның ядроға кулон күшінің әсерінен біртіндеп жақындап, ақыры оған құлап түсуіне әкеп соғады. Бұған бар болғаны 10-8 с-ка тең уақыт кетеді екен және классикалық теория бойынша мұндай атомның сәулелену спектрі тұтас болу керек, ал шын мәнінде атомдық спектрдің сызықтық болатынын алдыңғы тақырыпта айтып кеттік.

Сайып келгенде, бұл жерде классикалық физиканың заңдары жүрмейтін болып шықты. Тіпті жоғарыда әңгіме болған атомның планетарлық моделі, дәл айтқанда ол бар болғаны нағыз атомның механикалық үлгісі екеніне біртіндеп көзіміз жетеді.

24-билет