Электр өрісіндегі зарядтың потенциалдық энергиясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ЖАРЫҚТЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ӘСЕРІ. ФОТОСУРЕТ
Жеке молекулалар жарық энергиясын порциялар — кванттар түрінде жұтады.
Керінетін жарық пен ультра -күлгін сәулелер шығару жағдайынвда бұл энергия
көптеген молекулаларды ыдырату үшін жеткілікті. Мұнұнда жарықтың химиялық
әсері байқалады.
Молекулалардың кез келген түрленуі — химиялық процесс. Кебінесе жарықтың
әсерінен молекула ыдырағанда, тізбектелген химиялық түрленулер басталады.
Күн сәулелерінің әсерінен матаның оңуы және күнге тотығу — бұлар жарықтың
химиялық әсерінің мысалдары.
Ағаштар мен шөптің жасыл жапырақтарыңда, қылқан жапы-
рақтылардың қылқандарыңда, тағы басқа көптеген микроорганизмдерде жарықтың
әсерінен аса маңызды химиялық реакциялар жүреді. Күннің әсерінен жасыл
жапырақтарда Жердегі барлық тіршілік үшін кажетті процестер жүреді. Олар
бізге қорек береді, сондай-ақ бізге дем алу үшін оттегін береді.
Жапырақтар ауадан көмірқышқыл газды жұтады да, оның молекулаларын қүрама
бөліктеріне: көміртегі мен оттегіне ыдыратады. Орыс биологы Климент
Аркадьевич Тимирязев анықтағандай, бұл хлорофилл молеку-лаларында күн
спектрінің қызыл сәулелерінің әсерінен орындалады. Көміртегі тізбегіне
жерден тамыр арқылы алынатын басқа элементтер атомын біріктіре отырып,
өсімдіктер адам мен жануарлар үшін қорек — белоктардың, майдың және
көміртегінің молекулаларын құрастырады.
Осының бәрі күн сәулелері энергиясының есебінен болады. Мұндағы ең
маңыздысы энергияның өзі ғана емес, оның қандай формада келіп түсетіңдігі.
Фотосинтез (бүл процесті осылай атайды) тек спектрдің белгілі аралығьшдағы
жарықтың әсері арқылы ғана жүруі мүмкін.
Фотосинтез механизмі ақырына дейін әлі анықталмаган. Бұл орын-далғавда,
мүмкін адам баласы үшін жаңа дәуір туатын болар. Белоктар мен басқа күрделі
органикалық заттарды көгілдір аспан күмбезінің астында фабрикаларда
дайындап алуға болады.
Жарықтың химиялық әсеріне сондай-ақ, фотосурет негізделген.
Фотосурет. Фотопластинаның сезгіш қабаты желатинге енгізілген бромды
күмістің (АgВг) майда кристалдарынан тұрады. Кристалдарға жарық кванттары
түскенде электрондар бромның кейбір иондарынан бөлініп кетеді. Бұл
электрондарды күмістің иондары қармап алады да, кристалдарда шағын мөлшерде
күмістің бейтарап атомдары пайда болады. Бірақ осы процестің есебінен
белініп шыққан металл күйдегі күмістің мелшері аз.
Шьшдығында, фотопластинаның (немесе фотопленканың) уақыт өтуіне
байланысты жарықтан аз да болса қараятынын байқауға болады. Бұл қараю
металл күмістің пайда болуынан туған. Жарықтың әсерімен объектінің
фотопластинада пайда болған кескінін жасырын деп айтады.
Пластинаны өңдеудегі бірінші операция айқындау болып табылады. Пластина
гидрохинонның, метолдың немесе басқа заттардың ертіндісіне батырылады,
олардың әсерінен бромды күмістің жеке молекулалары ыды-раған барлық
кристалдарынан металл күміс бөлініп " шығады. Пластішада объектінің негатив
кескіні пайда болады, онда объектінің жарық жерлері қараңгы және керісінше
болады (164, а-сурет).
Бұдан кейінгі операция — бекіту — мұнда бромды күмістің қалған
кристалдары ерітіледі де, жуылады. Осының салдарынан пластина жарық сезгіш
болмай қалады. Бекіту үшін пластинаны гипосульфиттін, ерітіндісіне
батырады. Суға жуған соң негатив дайын болады. Оны фотоқағаздың, яғни жарық
сезгіш қабат қапталган кәдімгі қағаздың үстіне орналастырып, жарықтавдырып
және жоғарыда керсетілгендей, химиялық өңдеу жасаған соң, позитив кескін
(164, б-сурет) шығарып алады. Енді позигивте жарық және қараңғы реңктердің
таралуы дұрыс (айналды-рылмаган) болды. Фотосурет мейлінше дәл және ұзақ
уақытқа дейін сақтауға болатын, бірте-бірте алыстай беретін, қайыра
болмайтын қүбылыстардың суретін қалдыра алады. Фотосуреттің ғылым үшін
маңызы зор. Мысалы найзағайдың жарқылы сияқты, ете жылдам процестерді
фотоға түсіріп алып, одан әрі тәптіштеп зерттеуге болады.
Көзбен ажыратуға болмайтын өте әлсіз жарық жіберетін объектілердің өте ұзақ
уақыт, яғни пластинаны көп уақыт жарықтандырып тұрып, фото-пластинада
алынуы мүмкін. Бізден өте қашық орналаскан, галактикалар сияқты, объектілер
дәл осындай фотосуреттері арқылы зерттеледі. Қазіргі техниканың арқасында
тек күндізгі жарықта ғана емес, сондай-ақ түнде инфрақызыл сәулелерде,
фотосуретке түсіру мүмкін болды. Кинодағы дыбы-сты жазу үшін фотосурет
пайдаланылады.

Қозғалыс пен күштер.
Жоспар:
1) Механикалық қозғалыс жөніндегі ұғым.
2) Бірқалыпты және бірқалыпты емес қозғалыстар.
3) Күштер, олардың түрлері
Механикалық қозғалысты оқып үйренуге кіріскен кезде бұл жөнінде
оқушылардың, өмір тәжірибесімен алғаш түсінігі болады. Математика курсынан
оларға сол қозғалысты сипаттайтын кейбір шамалар да белгілі: жол, уақыт,
жылдамдық. Сондықтан материалды математикаландыру қаупі бар. Бұл қауіп
кейбір мұғалімдер оқушылардың өмір тәжірибесі мен құбылыстардың қарапайым
болып көрінуі физикалық экспериментті керек етпейді, деп есептеп
қателесетіндігімен күшейе түседі. Мұндай жағдайда материалды оқып үйрену
көбінесе жөнді, уақытты немесе жылдамдықты есептеуге берілген есептерді
шығаруға келтіреді, мұның өзі едәуір дәрежеде оқушыларға математика
сабағынан бұрыннан таныс. Шындығында тақырыпта үлкен мәні бар физикалық
материал мен бірқатар жаңа ұғымдар бар, ең алдымен соларға назар аударылуы
керек. Ондай ұғымдарға механикалық қозғалыстың салыстырмалылығы,
траектория, бір қалыпты және бір қалыпсыз қозғалыс, бір қалыпыт қозғалыс
жылдамдығы жатады.
Алдыңғы тақырыпта, заттың құрылысы негіздерімен таныса отырып, оқушылар
атомдар мен молекулалардың хаостық жылдамдығы жөнінде бастапқы түсініктер
алады. Олар заттардың көптеген қасиеттері сол қозғалыстың сипатымен
анықталатынын біледі сонымен, оқушылар денелердің қозғалысын оқып үйренудің
маңыздылығын ұғнуға белгілі дәрежеде дайын.
Траекторияның формасына байланысты қозғалыстың екі түрін айырлуы: түзу
сызықты және қисық сызықты. Оқушылардың назарын ең алдымен траекториялары
жақсы көрінетін денелердің қозғалысына аударады: бір түйір бордың тақтадағы
ізі, шаңғышының қардағы ізі, реактивтік самолеттің ізі.
Қисық сызықты қозғалысты түтіктен судың ағып шығуын немесе сияға батырып,
горизонтқа қандай да бұрыш жасай, ақ қағазбен жабылған, келбетін қойылған
тақтайтын бойымен шариктің қозғалысын көрсетеді.
Пысықтау үшін мынадай есеп шығарады:мына денелер: трамплиннен қарғыған
шаңғышы; сағаттың гирі, іс машинасының шегі, сағаттың тілі жерге қатысты
түзу сызықты қозғалыс жасай ма, әлде қисық сызықты қозғалыс жасай ма?
Ақырында, осы сабақта дененің қандай да бір уақыт аралығында қозғалатын
траекториясының ұзындығымен өлшенетін физикалық шамасы ретінде жол
жөніндегі ұғым енгізіледі. Осыған байланысты ең алғаш математика тұсынан
белгілі ұзындық бірліктерін міндетті түрде қайталап алған жөн.
Ұзындықтың негізгі бірлігі -метр, ең көп тараған еселі бірлік – км,
үлестік бірліктер – дм , см, мкм екенін оқушылардың естеріне салу керек.
Ұзындық бірліктері жөніндегі түсініктерді тексеру үшін әр түрлі денелермен
мұғалімнің тақтаға бормен сызған кесінділерінің сызықтық өлшемдерін
оқушыларға шамалап көз мөлшермен бағалатқан жөн, мұндай жаттығуларды
оқушылар зор ынтамен орындайды. Қисық сызықты траектория жағдайында оның
формасы бойынша сымды иіп, сонан соң оны жазады да, сызғышпен жолды
өлшейді. Сондай-ақ оқушыларға қисық сызықты жолды циркулмен сызғышты
пайдаланып жуықтап өлшеу әдістерін көрсеткен пайдалы. Осы тәсілмен
масштабты пайдалана отырып, оқушылар карта бойынша өзендердің ұзындығын,
теңіз жағауларының, әкімшілік шекараларын үйде өлшей алады.
Уақыт ұғымының практикалық маңызы зор. Халық шаруашылығының қой саласында
істейтін маман болса да, уақытты өлшей білу керек.
Уақыт бірліктерімен оқушылар таныс; мұнда оларды тек қайталаса болғаны.
Уақыттың негізгі бірлігі-секунд. Ол 160 минут немесе 13600 сағат немесе
орташа күн тәулгінің 186400 бөлігі болады.
Уақыт бірліктерін қайталағаннан кейін сол шаманың практика жүзінде өлшеуі
жөніндегі мәселе қарастырылады. Бірдей уақыт аралықтарын маятниктің
көмегімен салуға болатынын тәжірибе арқылы көрсетеді. Мұнда неғұрлым оның
ұзындығы ұзын болса, соғырлым тербелістер баяу болады. Маятниктің бұл
қасиеті сағаттарда пайдаланылады.
Сондай-ақ минуттық құм сағатты көрсеткенде пайдалы. Сағатты белгілі бір
сигналы бойынша аударып қойып, оқушылардың 1 минут уақыттың ұзақтығы
жөніндегі түсініктерін анықтай түседі. Оқушылар секундтарды санап шығу
үшін, сонымен бір мезгілді сағат маятнигін қозғап жіберуге болады.
Бір қалыпты қозғалыс ұғымын қалыптастыру үшін осы дене кез-келген бірдей
уақыт аралықтарында бірдей жол жүретін қозғалыс ретінде анықтайды. Мысалы:
автомобиль әр сағатта 60 км, жарты сағатта 30 км, ширек сағат сайын 15 км
т.т минут сайын, секунд сайын осылай жүрсе оның қозғалысын бірқалыпты
қозғалыс деп атайды. 2-суретте кішкентай арба көрсетілген (эпископ арқылы
көрсетеміз), оған тамызғыш орнатылған. Тамызғыштан өзара тең уақыт
аралықтары өткен сайын су тамшылап тұрады. Арба қозғалғанда тамшының қағаз
бетіндегі іздерінің ара қашықтықтары бірдей. Демек, арба бірдей уақыт
аралықтарында бірдей жол жүреді, яғни ол бірқалыпты қозғалады.
Бір қалыпты қозғалыс табиғатта сирек кездеседі. Жер күнді айналғанда,
жүріп тұрған сағат тілінің ұшы бірдей жол жүреді.
Қозғалыстың көпшілігі бір қалыпты болмайды. Мысалы, поезд станциядан
шыққанды, ол өзара тең уақыт аралықтарында барған сайын көбірек жол жүреді.
Ол станцияға жақындағанда өзара тең уақыт аралықтарында, керісінше, барған
сайын азырақ жол жүреді. Конкиші жарысқа түскенде ұзындығы бірдей жолдарды
әр түрлі уақытта жүріп өтеді. Поезд пен конкишінің қозғалыстары бір қалыпты
қозғалысқа мысал болады. Арбаның бір қалыпсыз қозғалысын да тәжірибе жасап
бақылауға болады. Бірдей уақыт аралықтарында тамған тамшы іздерінен арбаның
қозғалысы бір қалыпты емес екені байқалады. Тамшы бірдей уақыт
аралықтарында тамады, бірақ арба қозғалған кездегі тамшы іздерінің
арақашықтығы бірдей емес.
Алған білімдерін пысықтау мынадай есепті шығаруға болады.
Аталған қозғалыстардың қайсысы бір қалыпты және қайсысы бір қалыпсыз
болып табылады: метро эсколаторының қозғалысы; мылтық стволы ішінде оқтың
қозғалысы және оның ауада ұшуы; парашютистің жайылған парашютпен түсуі.
Жоғарыда сипатталған тәжірибелерге оралып, әр түрлі денелер, бір қалыпты
қозғала отрып, бірдей уақыт аралықтарында әр түрлі жол жүре алатындығына
оқушылардың назарын аудару керек. Басқаша айтқанда , денелердің
қозғалыстары бір-бірімен жылдамдық g аталатын ерекше қасиетпен
ажыратылады. Бұдан кейін бір қалыпты қозғалыс жылдамдығына қозғалыстағы
дене бірлік уақыт аралығында қандай жол жүретінін көрсететін физикалық шама
ретінде анықтамасы беріледі. Жылдамдытың анықтамасын тамызғышпен жасалатын
тәжірибелермен түсіндіреді. Ол тамызғыштың 1 сек ішінде жүріп өткен
жолдағы тамшылардың ара қашықтығын өлшеп, жылдамдықтың мәнін тақтаға
жазу керек. Мысалы, 20 смс, 30 смс.
Оқушыларға мынадай сұрақтар берген пайдалы: Мына жазулар иесі
көрсетеді: Элеватор жылдамдығы 0,8 мс жарық жылдамдығы 300 000 кмс,
дыбыс жылдамдығы 20 кммин.
Қарастырылған мысалдардан мынаны көреміз, жылдамдық бірлігі жол мен
уақыт бірліктерін таңдап алуға тәуелді. Оқушылардың есіне ұзындықтың
негізгі бірлігі – метр (м), ал уақыттың негізгі бірлігі – секунд (с)
екендігін түсіріп, жылдамдықтың негізгі бірлігі 1 мс - ты тағайындайды.
Практикада жылдамдықтың басқа да бірліктері қолданылады. Мысалы,
транспортта жылдамдықты кмсағ, ал космонавтикада кмсек есебімен
өрнектейді.
Осыдан кейін жылдамдықты анықтау жөнінен эксперименттік есеп
шығаруға болады; мысалы, ішінде суы бар түтік ішіндегі шариктің
жылдамдығын анықтау.
3.Күш-физикадағы негізгі ұғымдардың бірі. Күш туралы алғашқы түсінкті
оқушылардың күнделікті тәжірибеден алады. Олар әдетте оны бұлшық еттердің
күшімен байланыстырады. Бұл бөлімнің басты міндеті – күш ұғымын физикалық
шама ретінде қалыптастыру, күштің бір дененің екінші бір денемен өзара
әсерінң сипаты екндігін түсіндіру. Осы әсердің нәтижесінде дененің
жылдамдығының өзгеретіндігіне, болмаса дененің деформацияланатындығына
оқушылардың көзін жеткізу.
Денелердің қозғалыс жылдамдығының өзара әсер кезінде өзгеруін
оқушылар масса ұғымын енгізген кездегі тәжірибелерден біледі. Сол
тәжірибелерді еске түсіру қажет және жаңа бірнеше көрнекі тәжірибелерді
ұйымдастыру керек. Ондай тәжірибелерді оқулықтан және оқу - әдістемелік
әдебиеттерден алуға болады. Тәжірибелерді талдау қозғалыс жылдамдығының
өзгерісі сөзін ұғындыруды жеңілдетеді.
Тәжірибелердің келесі тобы, бір дененің екінші денеге әсерінің нәтижесінде,
денердің өлшемдері мен формасы елеулі өзгерістерге түсетіндігін көрсетуге
арналады. Ол мақсат үшін кеуек паралонды, резеңке бауды, болат сызғышты,
серіппені пайдаланған тиімді.
Көрсетілген тәжірибелерді қорытындылап, дене қозғалысының өзгерісі
және оның деформациялануы осы денеге қандай да бір басқа денелердің
әсерінің сипаты екендігі, басқаша айтқанда денеге күш әсер еткендігінің
белгісі екндігі тұжырымдалады.
Бұл тәжірибелерде өзара әсерлескен денелердің бір-бірімен жанасқан
кезде пайда болатын күштер көрсетілген, ал денелер жанаспасада ондай
күштердің пайда болатындығына оқушылардың көңілін аудару керек. Ол үшін
мынадай екі тәжірибені көрсету орынды болған болар еді:
Бірншісі-ыдыстағы судың бетінде қалқып жүрген тақтайша үстіндегі
темір кесегін магниттің алыстан тартуы;
Екішісі- электрленген таяқшаның жеңіл нәрселерді тартуы.
Соңғы тәжірибелер оқушылардың күш жөніндегі түснігін кеңейтіп,
олардың ауырлық күші жөніндегі мәселені оқып үйренуін жеңілдететі.
7-сыныпта күштер жөніндегі ұғымды қалыптастыру үшін мысал ретінде
ауырлық күші , серпімділік күші, үйекліс күші және молкулалар арасындығы
өзара әсер күші қарастырылады. Олар мынадай ретпен оқылады.
1. Ауырлық күші. Оқушылардың көпшілігі денелерді Жердің
тартатындығын физиканы оқымастан бұрын біледі. Сондықтан, мұғалім бұл
құбылыстың кез келген екі дене арасында болатын тартылыстың жеке жағдайы
екндігін түсіндіру тиіс. Массасы аз денелер арасындағы тартылыс күшінің
шамасы өте аз болғнадықтан ол әдетте сезілмейді. Ал Жердің массасы өте
үлкен, сондықтан, оның әр түрлі денелерді тарту күші үлкен болады. Денлер
арсындағы, ендеше Жер мен дене арасындағы, қашықтықты арттырғанда,
дененің массасының өзгермейтіндігіне қарамастан, олардың арасындағы
тартылыс күшінің азаятындығына назар аудару маңызды. Оқулықтарда денелер
арасындағы тартылыстың бар екендігін анықтайтын мысалдар жеткілікті
келтірілген. Бұл мәліметтер ауырлық күші ұғымына көшу үшін жеткілікті.
Ауырлық күшінің анқытамасы берілген кезде оның дене массасына пропорционал
болатындығын айта кету керек. 7-сыныпта тартылыс күші мен ауырлық күшінің
тең болмайтындығын айтудың қажеті жоқ, ол тек 9-сыныпта ғана түсіндіріледі.
Бірақ ауырлық күшінің экватордағы мәні полюстегі мәнінен аз болғандықтан,
сол сияқты дененің ауырлық күшінің тау басындағы мәнінен оның етегіндегі
мәні артық болғандығын айтып түсіндірген жөн.
2. Серпімділік күші. Денеге әсер еткенде олардың
деформацияланатындығын оқушылар көптеген тәжірибелерден көреді.
Серпімділік күші ұғымын түсіндіру үшін сол тәжірибелерді қайтадан еске
түсіру қажет. Қосымша горизонталь тіреуге қойылған және жіпке ілінген
денелердің неліктен тыныштықта болатын себебін айқындай келе, оқушыларға
тірек (немесе аспаның жібі) денеге серпімділік күші деп аталатын қандай да
бір күшпен әсер ететіндігі айтылады. Сонан соң серпімділік күшінің
молекулалық табиғаты түсіндіріледі.
Өткен сабақтардан затты құрайтын молекулалардың бір-бірінен
қашықтағанда өзара тартылатын және тіпті жақындайтын болса бір-бірінен
тебілетіндігін оқушылар біледі. Соған байланысты серпімділік күшінің пайда
болтындығы айтылады. Жіптің, резеңкенің, темір сызғыштың деформациясы осы
тұрғыдан айқындалады. Денеге әсер ететін серпімділік күші ауырлық күшімен
тең болғанда, дене мен тірек (немесе аспа) тыныштық күйде болады.
Бұдан кейін дененің салмағы ұғымы енгізіледі.
Салмақ. Қазіргі кезде 7-сыныптағы физика курсында ауырлық күші мен
салмақ ұымдарының айырмашылығын түсіндіру қажет. Ол үшін денелердің бір-
біріне әсері өзаралық сиптта болатындығы қайталанады. Егер дененің тірегі
болса, онда тек тірек деформацияланып қоймайды, дененің өзі де
деформацияланады. Осының салдарынан дене тіректі күшпен қысады (немесе
ілінген дене жіпті кереді), ол күшті дененің салмағы деп атайды.
Ауырлық күші мен салмақты оқушылардың ажырата білуі үшін мынадай
тәжірибелерді көрсетуге болады:
А) Жіпке ілінген шар жіпті кереді. Егер жіпті үзіп жіберсе, шар
ауырлық күшінің әсерінен төмен қарай құлайды.
Б) Екі білеушеге тірелген болат сызғышқа гир қойылады. Сызғыш
майысады. Сызғышқа дененің салмағы әсер етеді делінеді.
Тәжірибеге сүйеніп, мынадай қорытынды жасаймыз: ауырлық күші дененің
тірекке (аспаға) әсерінен және дененің тірек болмағанда жерге құлауынан
білінеді. Дененің Жерге тартылуы салдарынан тіреуге түсіретін күшін
салмақ деп атайды. Сонымен, салмақ- ауырлық күшінің бір көрінісі.
Келесі сабақтарда бұл ұғымдардың мазмұны бекітіліп, нақтылана түседі.
Мысалы, күш бірлігі –Ньютон – енгізілгеннен кейін ауырлық күшін F=mg
формуласы көмегімен өрнектеуге боладындығы айтылады, мұндағы g=9.8 Hkг ≈10
Hkг. Осы үстіндегі немесе ілініп қойылған тыныштықтағы дененің салмағы
P=mg формуласымен анықталтындығына оқушылардың назарын. Ауызша есептер
шығарып, ұғымдарды пысықтайды.
Динамометрді градирлеуді оқушыларға үйреткеннен кейін, оның көмегімен
кез келген күшті, сонымен бірге салмақты қалай өлшеуге болатындығы
талданады. Күштердің графиктік кескіні. Бір түзудің бойымен әсер жасайтын
күштерді қосу тақырыбын өткенде оқушылардың күштердің түсу нүктелерін
анықтай білуіне баса көңіл аудару қажет болады. Міне сол кезде, қарапайым
есептерді шығару арқылы, ауырлық күші мен салмақтың қай нүктелерге
түсетіндігін анықтай білуді үйрету керек. Мысалы: Таразының табақшасына
массасы 10 кг болатын гир қойылған. Ауырлық күшін және гирдің салмағын
кескіндеңдер. Ауырлық күші – гирге, ал салмақ таразы табақшасына түсіп
тұр.
Басқа сабақтарда да осы екі ұғымның айырмашылығына тұрақты көңіл
аударып отыру керек.
4. Үйкеліс күші. Бұл тақырыпқа арналған сабақты өте қызықты етіп
өткізуге болады. Негізгі қағидалар көптеген тәжірибелер негізінде
тағайындалады. Үйкеліс күшінің үш түрі талданады:
а) сырғанау үйкеліс күші. Бұл үйкеліс күшінің үйкеліске
түсетін беттердің тегіне, тегістігіне, беттерді бір -біріне қысатын күшке,
беттердің арасының майлануына байланысты болатындығы ретімен тәжірибелер
көмегімен түсіндіріледі, мысалдар келтіріледі;
б) Тыныштық үйкеліс күші.
Үйкеліс күштері жөніндегі берілетін мағлұматтармен бірге олардың
табиғаттағы, техникадағы және тұрмыстағы маңызы жөніндегі түсінік беріледі.
Ең ақырында оқушыларға үйкеліс күшінің молекулалардың өзара әсер күштерінен
туындайтындығын, сондықтан да, олардың табиғаты серпімділік күшінің
табиғатымен бірдей екндігін көрсете білу керек. Физика сабағынан
кәсіпорындарға ұйымдастырылатын экскурсиялар кезінде оқушылардың назарын
өндірістегі үйкеліс күштерінің қолданылуына, оны арттыру немесе азайту
тәсілдеріне, майлау жүйесіне аударып отыру қажет.
Молекулалардың өзара әсер күші. Молекулалардың өзара әсері жөніндегі
алғашқы мағлұматты оқушылар заттың құрылысы туралы оқығанда алған болатын.
Сонан соң бұл түсініктер серпімділік және үйкеліс күштерін өткенде одан әрі
дамытылады. Бұл бөлімді оқыған кезде осы мәселелерді қайталап және кеңейте
түсу қажет. Осымен Денелердің өзара әсері тақырыбын оқу бітеді.
Қорыта келгенде, Денелердің өзара әсері тақырыбын оқып біткенде
оқушылар мынадай нәрселерді білуі тиіс: денеге қандай күштер әсер етіп
тұрғанын; берілген масштабта күшті чертежде кескіндеуді; формула көмегімен
күшті есептеуді; динамометр көмегімен күшті өлшеуді; таразы көмегімен
дененің массасын анықтауды; заттар тығыздығының таблицасын пайдалануды;
дененің массасы мен көлемі арқылы заттың тығыздығын табуды. Оған қол
жеткізу үшін қосымша сабақтар ұйымдастыру қажет болады.

Жұмыс, Қуат, Энергия. күштің түсу нүктесінің dr нтар орын
ауыстыруы кезіндегі элементар жұмысы деп
(20)
скалярлық шама аталады, мұндағы және векторларының арасындағы
бұрыш. - жолдың элементар учаскесі, - вектордың
бағытына проекциясы.
Күштің жолдың шектік учаскесіндегі жұмысы (А нүктеден В нүктеге дейін)
жолдың барлық элементар учаскелеріндегі элементар жұмыстарды қосындылаумен
(интегралдаумен) анықталады:
(21)
Күш тұрақты және элементар орын ауыстырумен бірдей бұрыш жасайтын
кездегі жұмыс
(21 а)
мұндағы s – жүріп өткен жол.
Жұмыс – алгебралық шама; ол оң да , теріс те болады.
Тұрақты М күш моменті кезіндегі дененің айналуы жұмысы
(22)
мұндағы - бұрылу бұрышы.
N қуат деп бір секунд ішіндегі жұмыс аталады:
(23)
мұндағы F – күш, v – жылдамдық, А – Δt уақыт ішіндегі жұмыс.
Күш өрісі (күштік өріс) деп күштердің әсерінің кеңістіктегі әсерінің
білінуі түрінде көрінетін материяның бір түрі аталады; уақытқа тәуелсіз күш
өрісі стационарлық деп аталады.
Егер дененің стационар өрістің екі нүктесі арасында орын ауыстыруы
кезіндегі күштердің жұмысы траекторяның пішініне тәуелсіз, тек дененің
бастапқы және ақырғы қалыптарына ғана тәуелді болса, онда мұндай өріс
потенциалдық, ал күштер консервативтік деп аталады; ауырлық күші,
зарядтардың кулондық өзара әрекеттесу күштері консервативтік күштер болып
табылады; үйкеліс күштері – консервативтік емес күштер; олар
диссипативтік күштер деп аталады.
Потенциалдық өрісте бөлшектердің түрліше Ві нүктелерден нақты бір
О нүктесіне орын ауыстыру кезінде Ві нүктелерінің ri радиус-
векторларына ғана тәуелді болатын жұмыс атқарылады. Тек r радиус-векторға
ғана тәуелді болатын және бөлшектің потенциалдық өрістегі орын
ауыстыруы бойынша жұмысын анықтайтын U(r) шамасы осы бөлшектің берілген
өрістегі потенциалдық энергиясы деп аталады. Потенциалдық энергия тұрақты
шамаға дейінгі дәлдікпен анықталады. Потенциалдық өріс күштерінің жұмысы
бөлшектің бастапқы қалыптан ақырғы қалыпқа өткен кездегі потенциалдық
энергиясының кемуіне тең болады.
Механикалық энергияның екінші түрі кинетикалық энергия, ол
механикалық қозғалыстың мөлшері болып табылады. v жылдамдықпен қозғалатын
массасы т0 дененің кинетикалық энергиясы деп
(23)
шамасы аталады. (23) формула vc=β1 шарты кезінде орындалады.(с –
вакуумдегі жарық жылдамдығы).
Вакуумдегі жарық жылдамдығына жуық жылдамдықтар кезінде кинетикалық
энергия
(24)
формула бойынша есептеледі.
Мызғымайтын остен айналатын дененің кинетикалық энергиясы:
(25)
мұндағы І – инерция моменті, ω – бұрыштық жылдамдық. Дененің Жердің
тартылыс өрісіндегі потенциалдық энергиясы:
(26)
мұндағы γ – гравитациялық тұрақты, М – Жердің массасы, т – дененің массасы,
ал R – Жердің центрінен дененің массалар центріне дейінгі қашықтық.
Дене жер бетінен онша алыстамаған кезде тартылыс өрісін біртекті деп
санауға болады (еркін түсу үдеуі тұрақты). Біртекті тартылыс өрісінде
дененің потенциалдық энергиясы
(27)
мұндағы т – дененің массасы, g – еркін түсу үдеуі, h – дене мен
потенциалдық энергияның мәні шартты түрде ноль деп алынған қайсы бір
деңгей арасындағы қашықтық. Осындай шартты деңгей ролін, мысалға, Жер беті
атқара алады.
Энергияның сақталу заңы. Энергия деп материяның түрліше қозғалыс
түрлерінің, оның ішінде механикалық қозғалыстың біртұтас өлшем мөлшері
аталады. Энергияның сақталу заңы табиғаттың универсал заңы болып табылады:
энергия жоқтан пайда болмайды және жоғалмайды; ол бір түрден екінші түрге
өте алады; материяның әртүрлі түрлері – зат пен өріс арасында энергия
алмасу мүмкін болады.
Жүйенің толық механикалық энергиясы деп осы жүйеге кіретін барлық
денелердің кинетикалық және потенциалдық энергияларының қосындысы аталады.
Жүйенің механикалық энергиясының өзгерісі сыртқы күштердің және ішкі
диссипативтік күштердің жұмыстарының алгебралық қосындысына тең болады:
Е2-Е1=А+Ад (28)
Мұндағы Е2 –жүйенің энергиясының ақырғы мәні, Е1 – оның бастапқы
энергиясы, А – сыртқы күштердің жұмысы, Ад – ішкі диссипативтік күштердің
қосынды жұмысы.
Механикалық энергияның сақталуы: инерциалдық санақ жүйесінде
араларында тек консервативтік күштер ғана әсер ететін денелердің
тұйықталған жүйесінің толық механикалық энергиясы тұрақты болып қалады.
Тақырыбы: Толқындық оптиканың негіздері.
Лекция жоспары:
1. Тербелістер мен толқындардың негіздері.
2. Когоренттік толқындарды алу жолдары.

1. Когеренттілік – деп бірнеше тербелістердің немесе толқындық
процестердің үйлесімді өтуін айтады. Дәлме - дәл когеренттік болуы тек
когеренттік толқындардың үлесіне ғана тиеді.
Монохроматтық (грек сөзі монос-бір және хрома – түс) толқындардың
амплитудасы, жиілігі және бастапқы фазалары ұзақ уақыт бойы өзгеріссіз
сақталады. Сондықтан да жиілігі бірдей екі монохроматтық толқындардың әрбір
нүктедегі фазалар айырымы тұрақты болып қалады. Қарастырылып отырған
мәселені тереңірек түсіну үшін, әуелі мына төмендегі жағдайларға көңіл
аударайық.
Когоренттік жарық толқындарын алу үшін практикада бір жарық көзінен
шығатын толқынды екі бөлікке (шағылдыру, не сындыру арқылы) жіктейді.Сонан
соң осы толқындарды бріне-бірін беттестіргенде,яғниоларды бір-біріне
қосқанда интерференция құбылысы байқалады.
Әдетте бір уақыт аралығында кеңістікте әр түрлі жарық көздерінен
көптеген жарық толқындары таралып жатады. Тәжірибе көрсеткендей бұл
толқындардың таралуы бір – бірінен тәуелсіз және олар бір – бірімен
қосылғанда нәрсенің кескіні еш бұрмаланбайды. Бұндай жағдайды суперпозиция
принципі деп атайды. Егер кеңістікте бірнеше электромагниттік толқындар
болса және олар үшін суперпозиция принципі сақталса, онда кейбір
толқындардың магнит және электр өрістерінің кернеуліктері алгебралық түрде
қосылады. Сондықтан суперпозиция принципін математика жолымен былай
өрнектейді.
(1)
Мұндағы және кеңістіктегі электр өрісінің кернеуліктері. Демек,
суперпозиция принципі жарық толқындарының сызықтық теңдеумен
сипатталатындығының салдары.
Суперпозиция принципі тек әлсіз өрістер үшін ғана орындалады.
Күшті жарық өрісінде суперпозиция принципі орындалмайды, яғни сызықтық
принциптер пайда болады. Оптиканың бұл саласын сызықтық оптика дейді.
Жарық толқындары әсерлескенде, әсіресе, бірдей жиілікті екі
толқынның қосылуы кезіндегі процесс аса көңіл бөлерлік жағдай. Мұндайда
интерференция құбылысы байқалады, яғни екі толқын кеңістіктің бір
нүктесінде бірін – бірі күшейтеді, не өшіреді.
Енді толқындадрды қосуды математика
Тұрғысынан қарастырайық. Ол үшін ең
қарапайым жиілігі бірдей сызықша
поляризацияланған екі монохроматтық
толқынды алайық, олардың тербеліс
бағыттары да бірдей болсын. Математикалық
өрнектеуге жеңілдік келтіру үшін толқын амплитудалары бірдей деп
қарастырамыз, сонда
(2)
мұндағы r1 мен r2 – жарық көздері I1 мен I2 – ден бақыланып отырған
нүктеге дейінгі қашықтықтар; және - сәулелердің шығарылған
кезіндегі бастапқы фазалары; - толқындық сан.
Суперпозиция принципі бойынша
(3)
мұндағы r2 - r1 – ді интерференцияланатын сәулелердің жол айырымы дейді.

(3) өрнектегі бірінші көбейткіш
Е – нің уақытқа тәуелділігін
сипаттайды. Ол қорытқы өрістің
қосылатын өрістер жиілігіндей
жиілік пен тербелетіндігін көрсетеді
және фазалары жағынан да айырмасы
шамалары. Екінші көбейткіш уақыттан тәуелсіз, оны Е0 деп белгілейік, сонда
(4)
Демек, қаралатын нүктедегі қорытқы амплитуданы табуға болады. Ол үшін
жоғарыдағы (3) өрнегіне оралайық. Онда біз мынаны жазғанбыз:, мұнда
деп есептейік.
Осыдан шығатыны мұндағы n –толқын тарайтын ортаның сыну
көрсеткіші.Сонымен Ho шамасы Ео-мен n-ге пропорционал:Ho~nEo.
Пойнтинг векторының модулінің орташа мәні ЕоНо-ге
пропорционал.Сондықтан
~ nEo2=nA2,
(5)
мұндағы А-толқынның амплитудасы.Жарық таралатын ортаның сыну көрсеткіші
біз қарастырып отырған жағдай үшін n=1,сондықтан
І~А2
(6)
Егер біз (5) өрнегін пайдаланып және Пойнтинг векторының екенін
ескерсек,онда мынадай өрнек аламыз
(7)
(7) теңдеудегі -ті І арқылы, Е02-ны І0 арқылы белгілеп және
тригонометриялық функцияны ескерсек,(7) теңдеудеумізді мына түрде
жазамыз
(8)
мұндағы Ал α1 және α2 уақыттан тәуелді емес, бұлардың айырымдары
тұрақты шамаға тең (дербес жағдайда нөлге тең).Демек, толығымен (8)
өрнегіндегі фаза айырымдары уақыттан тәуелсіз.Сондықтан оны δ деп
белгілейміз, олай болса
(9)
Егер δ═2mπ болса, мұндағы m =0,1,2,3..., онда cosδ=1 Бұл
жағдайда қорытқы интенсивтілік максималдық жағдайға жетіп 4I0 болады. Ал
егер δ═(2m+1)π болса, онда I0=0 болып, интенсивтілік минимальдық шамаға
жетеді.
Егер екі жарық толқынының тұрақты фаза айырымы болса, онда оны
когеренттік толқындар деп атайды. Когеренттік жарық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.