Атом Физикасы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ЖОСПАР

Исаак Ньютон2

Томсон, лорд Кельвин4

Атом Физикасы5

Қолданылған әдебиеттер:10

Исаак Ньютон

(1643-1727)

Исаак Ньютон 1643 жылы 4 қаңтарда Англлияның шығыс жағындағы Грэнтэм қаласының оңтүстiгiнде орналасқан Вульстроп деревнясында туған. Сәби дүниеге келгеннен кейiн бiрнеше айдан соң әкесi қайтыс болды. Сондықтан да Ньютон әке тәрбиесiн көрген жоқ. Жұрт мерзiмiнен ерте, шала туған баланың күнi санаулы деп ойлады. Осыған қарамастан Ньютонның денсаулығы мықты болып, болашақ ғалым 85 жыл өмiр сүрдi.

Сәбидiң анасы 1656 жылы екiншi рет жесiр қалады да, үш баласымен Вульстропқа қайтадан көшiп келедi. Осы кезде жасы он беске толып, шаруашылыққа көмектесуге жарап қалған тұнғышын Грэнтемге туған ауылына шақырып алады. Екi жылдай бiрге түрып, баласының көңiлiн қимай Грэнтемге оқуға жiбередi. Ол қалаға келiсiмен Кембридж университетiне түсуге дайындалады да, 1661 жылы 5 маусымда Кембридждегi Тринти колледжiне қабылданады.

Ньютон жас кезiнде механикалық ойыншықтар, су диiрмендерiнiң, су және күн сағаттарын жасаумен шұғылданған. Ол әсiресе батпырауықтар жасап, оларды ұшыруды ұнататын, кейде оларды жылтыр қағаздармен әсемдеп түнде ұшыратын. Осының бәрi болашақ асқан шебер экспирементатордвң алғашқы қадамдары едi. Ньютонның жиен қарындасының күйеуi Кондиуттың айтуына қарағанда, Ньютон физикалық тәжербиесiн 1658 жылы қойған: ол желдiң жылдамдығымен анықтау мақсатында желге қарсы секiргенде түскен жердiң ұзындығын салыстырыпты.

Ньютон 1665 жылы бакалавр дәрежесiн алады. Ал 1667 жылдың қазанында колледждiң кiшi мүшесi болып сайланады да, 1668 жылдың наурызында колледждiң аға мүшесi, сол жылдың шiлдесiнде магистр дәрежесiне көтерiледi. Бiр жылдан соң Барроудың орнына Люкас кафедрасын басқарады. Сөйтiп, Ньютон өмiрiнiң алғашқы жылдарындағы ең жоғарғы қызмет дәрежесiне көтерiледi.

Осы жылдары Ньютонның творчестволық қабiлетi анық танылады. Ол қабiлеттi, тәртiптi студенттен аса дарынды ғалымға айналды.

Экспиременталдық жұмыстары да ерте басталды. Студенттiк дәптерiне жарықтың сынуы, линзаның бетiн

Тегiстеу және оның қатерлерi туралы ойларын жазды. “Оптикасында” 1664 жылдыңң 19 ақпанында Айға бақылау жүргiзгенiн баяндады. Әсiресе, 1665 жылы басталып, екi жылға созылған “ғылыми творчестволық демалысының” физика ғылымы үшiн аса зор маңызы болды.

1665 жылы жазда Англияда оба эпидемясы басталып, одан 31 мың адам апат болды. Ньютон тiған жерiне қайтып келiп болашақта жасалатын ғылыми еңбектерiнiң жобаларын жасады.

1667 жылы Ньютон Кембридж қаласына қайта оралады. 1671 жылы Ньютон телескоп жасады. Қазiр бұл телескоп Лондонның Корольдiк қоғамында сақталуда. Оның телескоп жасау үшiн iстеген жұмыстары, хроматикалық абберациядан құтылу жолын және айна үшiн керектi қорытпа iздеу, Ньютонның болашақтағы ғылыми қызметiнiң бастамасы болып, оптикалық және химиялық зерттеулерiнiң негiзiн қалады.

Ньютон 1672 жылдың 6 ақпанында өткен Корольдiк қоғамының мәжiлiсiнде “Жарық пен жаңа түстер” теориясы туралы сөз сөйледi.

Ньютон өзiнiң негiзгi заңын планеталар мен оның серiктерiне, кометалардың қозғалыстарына қолданып, барлығының қозғалыстары да осы заңға бағынатындығын көрсеттi. Мұндағы негiзгi мәселенiң бәрi де математикалық дәлелдеулер екендiгiне көпшiлiктiң назарын аударады.

Денсаулығының нашарлығына қарамастан (замандастарының айтуынша, ол психикалық ауруға шалдыққан) әртүрлi қоғамдық және мемлекеттiк қызмет атқарған. 1699 жылы Париж Ғылым академиясының мүшесi, Британияның Ақша сарайының бас директоры, ал 1703 жылы Корольдiк қоғамның президентi болып сайланды.

1705 жылы королева Анна оған дворяндық атақ берiп, ол бұдан бұлай “сэр Исаак” болып аталды. 1725 жылдан бастап денсаулығының нашарлауына байланысты Ньютон қызметiн түгел тоқтатты. Туысқандары оны Лондоннан тыс дерге, Кенсингтонға алып барды. Бұл жерде оның денсаулығы бiршама жақсарды.

1727 жылдың 28 ақпанында Ньютон Корольдiк қоғамның мәжiлiсiне соңғы рет председательдiк етедi. 4 наурызда Кенсингтонға қайта оралған ол өзiн нашар сезiнедi. Ал наурыздың 20-сынан 21-не қараған түнi ол дүние салды. Ньютонның денесiн туысқандары Лондонға алып келiп, Вестминистрлiк аббаттықта асқан салтанаттықпен жерлейдi. Ал, арада 4 жыл өткеннен кейiн туысқандары оның қабiрiне ескерткiш орнатады. 1755 жылы Кембридж колледжiне Ньютонның мүсiнi қойылып, оған “Ақылы адамзаттан асып түскен” деген сөздер жазылады.

Томсон, лорд Кельвин

(26. 6. 1824 Бельфаст, - 17. 12. 1907, Лондон) Ағылшын физигi, 1851 жылдан бастап Лондон Корольдiк қоғамының мүшесi және 1890-1895 президентi. Ғылымға сiңiрген еңбегi үшiн оған 1892 жылы лорд титулы берiлдi. Ол физика-математиканың және техниканың әр түрлi мәселелерiн зерттеген. Оның 1845 жылы жасаған кескiн алудың электрлiк әдiсiнiң көмегiмен электротехниканың, магнитостатиканың т. б. бiраз мәселелерi шешiлдi. 1854 жылы термоэлектрлiк құбылыстардың термодинамикалық теориясын жасады. Ол Дж. Джоульмен бiрге отырып Джоуль-Томсон эффектiсiн ашты. Томсон физикаға абсалют темпр мен температураның абсалют шкаласы деген ұғымдарды ендiрдi (1848), Томсон эффектiсiн ашты (1856), эелктрлiк тербелiтер теориясының негiзiн салды, математикамен физиканың негiзгi есептерiн шештi. Ол - көптеген өнертабыстың авторы. Томсон - бiрқатар елдегi ғылыми мекемелер мен қоғамдадың мүшесi, 1877 жылдан Петербург Ғылым Академиясының корреспондент мүшесi, ал 1896 жылдан оның құрметтi мүшесi.

Томсон эффектiсi- 1) термоэлектрлiк құбылыстың бiр түрi. Егер ток өтiп тұрған өткiзгiштiң бойында температуралар айырмасы болса, онда белгiлi бiр өткiзгiштiң көлемiндегi Джоуль жылуына қосымша, токтың бағытына сәйкес, белгiлi бiр Q ₈ жылу мөлшерi (Томсон жылуы) бөлiнiп шығады немесе жұтылады. Бұл жылу мөлшерi Q ₈ ток күшiне I, уақытқа t , температуралар айырмасы Т ₁ -Т ₂ және материалдың табиғатына байланысты болатын Томсон коэффицентiне S пропорционал: Q ₈ = S(T ₂ - T ₁ ) I t. Бұл құбылысты 1856 жылы У. Томсон (Кельвин) ашты.

2) Ферромагниттердiң сыртқы магнит өрiсiнде Н магниттелу кезiнде электрлiк меншiктi кедергiсiнiң өзгеруi. Бұл жерде Томсон эффектiсi гальваномагниттiк құбылыстар тобына жатады. Осы құбылыста ферромагниттердiң өзiне тән еркшелiгi, яғни олардың өздiгiнен магниттеле алатындығы байқалады.

Атом Физикасы

Атом Физикасы - атомның құрылысын және оның түрлi қасиеттерiн зерттейтiн физиканың бөлiмi. Атомдық физика 19 ғасырдың соңында ашылған атом құрылысының күрделiлiгiн растайтын құбылыстарды (электронның және радиоактивтiң ашылуы) зерттеу негiзiнде пайда болды. Алғашқы кезде Атом физикасы атом ядросына байланысты мәселелердi қамтыды. Бiрақ 20 ғасырдың 30 жылдарындағы протон мен нейтронның ашылуы тәрiздi түбегейлi жаңалықтар нәтижесiнде атом ядросының iшiндегi өзара әсердiң табиғаты, атомның сыртқы қабатындағы әсерлесуден мүлдем өзгеше екендiгi айқындалды. Сондықтан 40 жылдардан бастап ядролық физика физиканың дербес саласы ретiнде қалыптасты. Ал 50 жылдарда Атом физикадан элементар бөлшектер физикасы немесе жоғарғы энергиялар физикасы бөлiнiп шықты.

Атом туралы ұғым ерте заманда-ақ пайда болғанмен, оның бөлiнбейтiндiгi туралы ғасырлар бойы қалыптасқан терiс қағида тек Дж. Томсонның электронды және М. Соколовская - Кюри мен IIКюридiң радиоактивтiлiктi ашуы нәтижесiнде ғана жоққа шықты. Атомның құрылысы мен негiзгi қасиеттерiн классикалық физика тұрғысынан түсiндiруге арналған алғашқы теорияны Эрнест Резерфорд ұсынды. Атомның құрылысын Күн жүйесiне сәйкестендiрiп жасаған Резерфорд моделi ядролық немесе планетарлық модель деп аталды. Резерфорд теориясы атомның сәуле шығаруына және оның онықтылығына байланысты мәселелердiң сырын аша алмады. Сондай-ақ жылулық сәуле шығару, фотоэффект тәрiздi күрделi құбылыстарды да Резерфорд теориясы тұрғысынан шешуiн таба алмады. Резерфорд моделiнiң қайшшылықтарын жою үшiн, классикалық физикада қалыптасқан кейбiр қағидалардан бас тартуға тура келдi. Н. Бор ұсынған атомның кванттық теориясы Бор постулаттары деп аталатын дәлелдеусiз алынған тұжырымдамалар негiзiнде сутегi тектес атомдар спектрiндегi заңдылықтарды түсiндiрдi. Атом iшiндегi электрон қозғалысының класикалық физика шеңберiне симайтын кейбiр қасиеттерiн постулаттар түрiнде ғана түсiндiретiн бұл теория да атом дүниесiне қатысты күрделi құбылыстардың жалпы теориясы түрiнде бола алмады. Атом құрылысының және оның iшiнде байқалатын түрлi құбылыстардың теориясы кванттық механика заңдылықтары ашылғаннан кейiн ғана жасалды.

Қазiргi Атомдық физика атом теориясы, атомдық (оптикалық) спектроскопия, рентгендiк спекутроскопия, радиоспектроскопия, атомдық және иондық соқтығысулар тәрiздi бөлiмдерден тұрады. Атомдық физиканың жетiстiктерi химия, астрофизика сияқты сабақтас ғылым салаларында, күрделi техникалық мәселелердi шешкенде кеңiнен пайдаланылды.

Атом мен иондардың энергиялық деңгейлерiнiң структурасы мен сипатын анықтау - қазiргi жаңа ғылым саласы кванттық электрониканың дамуы үшiн, ал атомдар мен иондардың соқтығысуы кезiндегi иондалу процессiн зерттеу - плазма жөнiндегi iлiмнiң дамуы үшiн ең қажеттi мәселелер Атом физикасында қалыптасқан атом жөнiндегi iлiмiнiң дүние танымдық маңызы да зор. Түрлi заттардың белгiлi бiр формаға және нақтылы қасиетке ие болуы, түрлi химиялық элементтердiң қалыпты жағдайда бiр-бiрiне айналмауы сияқты негiзгi заңдылықтар атомның орнықтылығы, оның құрылысының берiктiлiгi бойынша түсiндiрiледi.

Томсон моделi - Атомның құрылысы туралы дұрыс ұғымға ғалымдар бiрден келе қойған жоқ. Атомның алғашқы моделiн ұсынған, элетронды ашқан - атақты ағылшын физигi Дж. Д. Томсон болды. Оның ойынша, атомның оң заряды атомның көлемiн түгел жайлайды және осы көлемде тұрақты тығыздықпен тарайды. Ең қарапайым атом - сутегi атомы, радиусы 10 ^-8 см-ге жуық оң зарядталған шар., оның iшiнде электрон орналасады. Күрделiрек атомдарда оң зарядталған атом iшiнде электрон орналасады.

Бiрақ Томсон ұсынғаг атом моделi атомдағы оң зарядтың таралуын зерттеуге тәжербие нәтижелерiмен тiкелей қайшылыққа келген.

Резерфорд тәжербиелерi - эелектрондардың массасы атомдардың массасынан бiрнеше мың есе аз. Атом түгелдей алғанда бейтарап, сондықтан атомның негiзгi массасы оның оң зарядталған бөлiгiне келедi.

Атомның iшiндег оң зарядтың, олай блса, массаның да таралуын зерттеу үшiн 1906 жылы Резерфорд атомды альфа бөлшектермен атқылауды ұсынды. Бұл бөлшектер радийдiң және басқа да кейбiр элементтердiң ыдырауы кезiнде пайда болдды. Олардың массасы электронның массасымен шамамен 8000 есе көп, ал оның оң зарядының абсалют шамасы екi еселенген Электрон зарядына тең. Бұл толық иондалған Не - дiң атомы. Альфа бөлшектердiң жылдамдығы өте зор: ол жарық жылдамдығының 1/15 бөлiгiне тең.

Резерфорд осы бөлшектермен ауыр элементтердiң атомдарын атқылады. Массасы аз электрондар альфа бөлшектердiң траекторясын елеулi өзгерте алмады. Мәселен, бұл автомобильге тиелген бiрнеше оңдаған грамдық ұсақ тастың автомобильдiң жылдамдығын елеулi өзгерте алмайтыны сияқты.

Атомның оң зарядталған бөлiгi ғана альфа бөлшектердi шашырата алады. Сонымен альфа бөлшектердiң шашырауына қарап, атомның iшiндегi оң заряд пен массаның таралу сипатын анықтауға болады. Резерфорд тәжербиелерiнiң схемасы:

Радиоактивтi препарат, мысалы, радий бойынша жiңiшке канал жасалған, қорғасын цилиндiрдiң I iшiнде қойылған. Каналдан шығарылған альфа бөлшектердiң шоғы зерттелетiн материалдың жұқа фольгасына 2 бағытталады.

Альфа бөлшектер шашырап, күкiрттi мырыш жағылған жартылай мөлдiр экрана 3 түскен. Экранға түскен әрбiр бөлшек экранда жарықтың жыпылықтауын туғызады, оны микроскоп 4 арқылы бақылауға болады. Прибор iшiнен ауасы сорып алынған ыдыстың iшiне орналастырылды.

Прибордың iшiнде жақсы вакуум болып, фольга болмаса, онда экранда, альфа бөлшектердiң жiңiшке шоғы туғызған, сцинтиляциялардан тұратын, жарық дөңгелек пайда болды. Бiрақ шоқтың жолында фольга оналастырылғанда, шашырау әсерiнен альфа бөлшектер экранның көп жерiне шашырап таралды. Экспиременттiк қондрғыны модификациялай отырып, Резерфорд альфа бөлшектердiң анағұрлым үлкен бұрышқа ауытқуын бақылауға тырысты. Күтпеген жерден альфа бөлшектердiң бiразының 90 ⁰ тан артық бұрышқа ауытқығанын байқады. Кейiн резерфорд өзi мойындағандай, шәкiрттерiне альфа бөлшектерiнiң үлкен бұрыштарға шашырауын бақылау жөнiндегi экспирименттi ұсынса да, оның нәтижелi болатынына өзi де сенбептi.

Шындығында, оң заряд атомның барлық көлемiне таралған деп есептеп, мұндай нәтиженi болжау мүмкiн емес. Оң зарядтың бұлай таралуы альфа бөлшектi кейiн қарай тебе алатындай, жеткiлiктi түрде күштi электр өрiсiн жасай алмайды. Максимал тебу үшiн Кулон заңы бойынша анықталады:

q _o q

F _max =

4πε _o R ²

Мұндағы q альфа бөлшектiң заряды, атомның заряды. R оның радиусы, ε _o электр тұрақтысы. Бiркелкi зарядталған шардығ электр өрсi оның бетiнде максимал болып, шардың центрiне жақындаған сайын нөлге кемидi.

Сондықтан радиусы неғұрлым кiшi болса, альфа бөлшектi тебушi күш те соғұрлым үлкен болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.