ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ФИЗИКА

Презентация қосу

5В012600- «Математика-Физика» мамандығының
3-курс студенттеріне арналған
«Физика тарихы» пәні бойынша
№14 дәріс

XIX ғ. аяғы – XX ғ. басындағы
ғылыми төңкеріс

Дәріс оқушы: физика кафедрасының аға оқытушысы
Баймолданова Л.С.
ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ФИЗИКА

XIX ғ. аяғы – XX ғ. басындағы
ғылыми төңкеріс
XIX-XX ғғ. классикалық
физикадан жаңа кванттық-
релятивистік физикаға өту кезеңі
болып табылады.
Бұл кездерде Эйнштейн 20
жаста, Бор 14 жаста болған еді.
Ол кезде ешкім алдағы жаңа
ғасырдың қаншалықты көп ұлы
ашуларды әкелетеінін білмеп еді.
Ғылыми төңкеріс XIX ғ. ескі
формалардың мұра болып қалған
теорияларынан туды. Ғылыми
журналдарда бұрынғыдан көп
3-3,5 мың жылына жұмыстар
жарық көріп жатты. Ғылыммен
айналыстаын адамдар қатары
көбейді, қайсы біреулерінің
есімдері ұмыт болып та жатты.
Жаңа физика қоғаммен тығыз
байланыста, қарым-қатынаста
болды. Ғылымның дамуымен
қатар, АҚШ-тағы өндірістік күштер
белсенді дами бастады. Осылай
герман электротехникалық
концерн «Симменс» Берлиндегі
Гельгольц басқарған физика-
техникалық институтты жартылай
қаржыландырып отырған.
Содан кейін өз өндірістерінде жеке
электротехникалық зертханаларды
құрып алды. Осындай жағдай
Англия, АҚШ және Францияда да
бағыт алды. Кеңес өкіметі бұл
жағынан артта еді. Тек атақты
Нобелдер жанұясы ғана Ресейдің
ғылымының дамуына ақша
салуды қажет деп тапқан.
Бұл әрине XX ғ. басы үшін
жеткіліксіз еді.
Жеке капиталдарды ғылыми
зерттеулерге салып отыру ғалымдар
мен жұмыс берушілер арасында жаңа
қарым-қатынасты құруға әсерін тигізді.
Ғылым мен қоғам арасындағы қарым-
қатынас үшін ең ыңғайлы болғаны
ғылыми-техникалық төңкеріс кезінде
1901 ж. Нобель сыйлықтары еді. Нобель
сыйлықтары бір жағынан ғалым,
оқымысты үші ең жоғары марапат,
мәртебе болып табылды, екінші
жағынан жай адамға ғылым әлеміне
бағдар алу мүмкіндігін беру еді.
XIX-XX ғғ. физикамен үш мыңға
жуық адам айналысқан. I
Халықаралық конгресте 1901 жылы
Парижге үш жүзге жуық оқымысты
келген. Олардың көбі жастар еді.
Коперник ол кезде 70 жаста болар
еді, Галилей мен Ньютон 45 жас
шамасында еді. XX ғ. жаңа
физиканы құрушылар Резерфорд,
Эйнштейн, Бор 30 жас шамасында
еді.
Осы кезеңде пайда болған жаңа
ғылымды классикалық физика
кезеңінде тәрбиеленген орта және кәрі
жас қауым қабылдай алмай жатты.
XIX-XX ғғ. ғылыми төңкеріс алдына
физика мен техниканың қатынасы
туралы сұрақты жаңадан қойды. Осы
кезде техника – қолданбалы физика
екені тұжырымдалды. Физика жаңа
техника салаларын және жаңа
техникалық мүмкіндіктерді аша
бастады. XX ғ. физиканың негізгі
жетістігі болып ғылыми аспап жасау еді.
Жаңа төңкерістің құрылуымен
ғылымның «әріптестігіне» алып
келді. Жалғыз басты оқымыстылар
енді бірігіп жұмыс жасай бастайды.
Бұл процесс XIX ғ. ортасында
ғылыми институттар негізі
салынғанда басталған еді
(мысалы, Англиядағы Кавендиш
зертханасы, Германиядағы
физика-техникалық институт).
Аздаған оқымыстылар топтары да
ғылымда жетістікке жетуге
жеткілікті болмады, басқа да сала
мамандарымен жұмыс жасау қажет
болды. Осылайша, үлкен ғылыми
коллективтер пайда бола бастады,
бұл әсіресе XX ғ. ортасындағы
көптеген ашулар жасалған уақытқа
тиесілі.
XIX-XX ғғ. ғылыми төңкеріс ғылыми
зерттеулердің әдістерін іске асыру туралы
айта кету керек. Сонау Архимед заманынан-ақ
алғашқы ғылым жетістіктері соғыс, әскери
облыстарда қолданыс тапқан, өкінішке орай
сол жетістіктердің кесірінен миллиондаған
адамдар көз жұмды. Осы жағдай XX
ғасырларда көрініс тапты, әсіресе ғасырдың
екінші жартысында бүкіл адамзатты жоюға
қабілетті ядролық қару ойлап табылған соң да
адамдардың өліміне әкеп соқты (Херосима,
Нагасаки және өзіміздің Семей полигоны).
Нобель барлық ашулар тек
тыныштық, татулық үшін болса
екен деген арманы
орындалмауы да мүмкін, яғни
жаңағы әскери қарулар барлық
мақсатта да қолданыс табады.
Бұл ғылымның дамуының
логикасы.
Енді ұлы ашуларға
тоқталайық.
Абсолют қара дененің (АҚД) шағылуын
зерттелуін қарастырайық. Бұл мәселені
зерттеу өте ертеде басталған. 1792 жылы
швейцар физигі Пьер Прево (1751-1839 жж.)
дененің жұтылуы және шағылуы қабілеттері
бір-біріне пропорционал деген ережені жазған
еді. Алайда, нақты зерттеулерді Густав
Кирхгоф (18247-1888 жж.) бастаған еді. Оның
физикадағы жетістіктері: атақты Кирхгоф
ережесі, Гюйгенс-Френель принципін
математикалық тұрғыда дәлелді, спектрлік
талдауды Р.Ф. Бунзенмен (1811-1889 жж.) бірге
өңдеген және күн спектріндегі фраунгофер
сызықтарын түсіндірді.
Кирхгоф заңы бойынша кез-келген дененің
жұтылу және шағылу қабілеттерінің
қатынасы бірдей

.

Е (шағылу қабілеті) және А (жұтылу қабілеті)
функциялары кез-келген болуы мүмкін,
ал функциясы біреу ғана болу керек.
Бұл термодинамикалық ойлардан шыққан
абсолют қатты дене үшін
Дж.Рэлей (1842-1919 жж.) және Дж.Джинс бұл
өрнекті спектрдің ұзынтолқынды бөлігі үшін
берді, бұл формула Рэлей-Джинс формуласы
деп аталады.
Осылайша, Вин және Рэлей-Джинс
формулалары АҚД шағылу ерекшеліктерін
толығымен нақты сипаттай алмады. Бұл
формулаларды қорыту үшін классикалық
физика рамкасында жасауға болмайтыны
түсінікті болды. Бұған енді жаңа ойлар мен жаңа
жолдар қажет болды. Мұны Макс Планк (1858-
1947 жж.) жасады. Ол көтерілістік қадам жасады,
мынадай гипотеза айтылды: АҚД шағылуы
кванттармен дискретті болды деген.
Кванттық физиканың негіздерін
тұжырымдауда үлкен рөлді Альберт Эйнштейн
атқарды. Планктің гипотезасын
температураның жылусыйымдылыққа
тәуелділігін түсіндіру үшін қолданылды.
Классикалық теорияға сәйкес кез-келген
дененің молярлық жылусыйымдылығы 3RT-ға
тең – бұл оны ашқан Пьер Луи Дюлонг (1785-
1838 жж.) және Алексис Терез Птидің (1791-
1820 жж.) есімдерімен аталған атақты заң.
Алайда, практикада ол барлық заттар үшін
орындалмайды: кейбір материалдар үшін
температураның төмендеуімен
жылусыйымдылық та кемиді.
Осылайша, сәулеленудің кванттық үлгісі
рамкасында бірқатар құбылыстар түсіндірілді:
люминесценция кезіндегі стоксты ығысу,
фотоэффект, газдардың
фотоионизациясы және т.б.
Эйнштейннің өзі көп жылдар және табысты
сәулелену проблемаларымен айналысты.
Осылай, 1912 жылы фотохимияның негізгі заңын
бекітті: әрбәр жұтылған фотон бір элементар
фотореакцияны тудырады. 1917 жылы
Эйнштейн спонтандық және еріксіз сәулелену
түсініктерін енгізді. Бұл түсініктер қазіргі заманғы
кванттық генераторлар теориясының негізіне
жатады. 1917 ж. жұмысында ол фотон импульсі
ұғымы енгізілді.
Эйнштейн физикаға енгізген фотондарды ескі
буынның оқымыстылары қабылдай алмады.
Экспериментті түрде мұны 1924 ж. Артур
Холли Комптон (1892-1962 жж.) рентген
сәулелерінің таралу эффектісін ашумен
дәлелдеді.
Комптон эффектісін классикалық физика
түсіндіре алмады, ал кванттық теория
бойынша түсінікті болды. Комптон
эффектісінің ашылуы Планк пен Эйнштейннің
физикаға кванттануды енгізгеннің дұрыстығын
көрсетті.
Енді шамаларды атау, оларды
енгізу сияқты мәселелер тұрды,
бұл корпускулалық-толқындық
дуализмді түсіндіру үшін қандай да
бір басқа ғылыми тіл қажет болды,
ол кванттық-механиканың пайда
болуына әкеп соқты.

Ұқсас жұмыстар

Биология ғылымының басқа ғылымдармен байланысы

Физикалық шаманы өлшеу тәсілдері

Мәдениет саласындағы ғылымның функциялары

Талдаудың физика - химиялық әдістері

Дәрілер технологиясы ғылым ретінде

Философия ғылымның ғылымы немесе Философия - ғылымның патшайымы

Әлемнің ірі масштабты құрылымын бейсызықты талдау

АДСОРБЦИЯНЫ СИПАТТАЙТЫН НЕГІЗГІ ТЕҢДЕУЛЕР. ФРУМКИН ТЕҢДЕУІ. ГИББС ТЕҢДЕУІ

Экология пәні және оның мазмұны

Электромагниттік толқындар

Пәндер