УМКД

Әлемдік нүкте

Алғы сөз
1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырушы - Желдыбаева Балғын Сембаевна «Физика» кафедрасының доцент
м.а., п.ғ.к.

2 ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасының отырысында
№10 хаттама, 25.06. 2014.
Кафедра меңгерушісі _______ п.ғ.д., профессор Маусымбаев С.С.

2.2 Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында
№6 хаттама, 26.06. 2014.
Төраға ________ Батырова К.А.

3 БЕКІТІЛДІ
Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында мақұлданып және
баспаға ұсынылды
№ хаттама, 2014 ж.
ОӘК төрағасы ________ Искакова Г.К.

4 11.09.2013 орнына ЕНГІЗІЛДІ

Мазмұны
1 Глоссарий
2 Дәрістер
3 Практикалық және зертханалық сабақтар
4 Курстық және рефераттық жұмыстар тізімі
5 Студенттің өздік жұмысы
6 Әдебиеттер тізімі

Пән бойынша глоссарий:

Ампер - ток күшінің Халықаралық бірліктер системасы (СИ) мен электрлік
және магниттік системасындағы (МКСА) өлшеу бірлігі.
Ампер заңы – тогы бар өткізгіштің бірлік өлшем ұзындығына магнит өрісі
тарапынан әсер етуші механикалық күш.
Ампер – сағат – электр мөлшерінің жүйеден тыс өлшеу бірлігі.
Био – Савар – Лаплас заңы – электр тогының әсерінен пайда болған магнит
өрісінің индукциясын анықтайтын заң.
Ватт – қуаттың СИ системасындағы өлшеу бірлігі.
Ватт – сағат – жұмыстың немесе энергияның өлшеу бірлігі.
Вебер – магнит ағынының СИ системасындағы өлшеу бірлігі.
Видеман – Франц заңы – металдың жылу өткізгіштігі мен электр
өткізгіштігінің температураға байланысты қатынасын анықтайтын заң.
Вольт – потенциалдар айырмасының (кернеудің, электр қозғаушы күштің) МКСА
системасындағы өлшеу бірлігі
Гаусс – магнит индукциясының абсолюттік СГС (гаусстік) және СГСМ
(электромагниттік) системасындағы өлшеу бірлігі.
Генри – индуктивтіліктің және өз ара индуктивтіліктің МКСА системасындағы
өлшеу бірлігі.
Гистерезис – ферромагнетиктердің магниттелу процесінің магниттеуші сыртқы
өрістен қалып қоюы.
Джоуль - жұмыстың және энергияның МКСА системасы мен Халықаралық бірліктер
системасындағы өлшеу бірлігі.
Джоуль – Ленц заңы - өткізгішпен ток жүргенде бөлініп шығатын жылу
мөлшерін анықтайтын заң
Диамагнетизм – кейбір заттың сыртқы магниттеуші өріске қарсы магниттелу
қасиеті.
Индуктивтілік - электр тізбегіндегі токтың өзгеру жылдамдығы мен сол
тізбек құрамындағы өткізгіштерде индукцияланатын ЭҚК арасындағы байланысты
сипаттайтын шама.
Кирхгоф ережелері – бірінші ереже – түйінде тоғысатын токтардың алгебралық
қосындысы нольге тең; екінші ереже – тармақталған электр тізбегінің кез
келген тұйық контурындағы ток күштерінің ,иток жүретін бөліктердің
кедергіліріне көбейтіндісінің алгебралық қосындысы, сол контурдағы ЭҚК дің
алгебралық қосындысыны тең.
Кулон - электр мөлшерінің абсолюттік және МКСА системасындағы өлшеу
бірлігі.
Парамагнетизм - кейбір заттардың сыртқы магниттеуші өрісінің бағыты бойынша
магниттелу қасиеті.
Сегнетоэлектриктер - сыртқы өрістің әсерінсіз – ақ өздігінен
поляризацияланатын аймақтары бар және диэлектрик өтімділігі жоғары
диэлектриктер
Электростатика деп қозғалмайтын зарядтардың кеңістікте туғызған электр
өрістерінің қасиеттерін зерттейтін физиканың бөлімін айтады.
Электр өрісі деп көмегімен кеңістікте зарядтар арасындағы өзара әсерлесу
жүзеге асатын материалдық ортаны айтады.
Электр өрісінің кернеулігі деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядқа әсер ететін күшпен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрісінің потенциалы деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядтың потенциалдық энергиясымен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрістерінің суперпозиция принциптерінің мәні электр зарядтары
жүйесінің қорытқы өрісінің кернеулігі әрбір жеке заряд туғызған өріс
кернеуліктерінің векторлық (геометриялық) қосындысына тең болатындығымен
байланысты.
Электрлік диполь деп бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан
шамалары тең, таңбалары қарама-қарсы екі зарядтың жүйесін айтады.
Электр тогы деп зарядтың қандай да бір [pic] бет арқылы өтуін айтады.
Механика - механикалық қозғалыстың заңдылықтарын және бұл қозғалысты
туғызушы немесе өзгертуші себептерді қарастыратын физиканың бөлімі.
Кинематика – денелердің қозғалысын осы қозғалысты туғызушы себеппен
байланыстырмай зерттейді.
Динамика – денелердің қозғалыс заңдарын және бұл қозғалысты туғызушы немесе
өзгертуші себептерді зерттейді.
Материалдық нүкте – берілген есептің шарттарында өлшемдерін есепке алмауға
болатын массасы бар дене.
Абсолют қатты дене – ешбір жағдайларда деформацияланбайтын және барлық
жағдайларда екі нүктесінің (дәлірек айтса, екі бөлшегінің) ара қашықтығы
өзгермейтін дене.
Абсолют серпімді соққы – нәтижесінде толық механикалық энергия
(потенциалдық және кинетикалық энергияның қосындысы) сақталатын соққы.
Абсолют серпімсіз соққы нәтижесінде толық механикалық энергия (потенциалдық
және кинетикалық энергиялардың қосындысы) сақталмайды және ол энергияның
басқа түріне, мысалы жылулық энергияға ауысады.
Дененің массасы – дененің инерттілігінің сандық өлшемі болып табылатын
физикалық шама.
Күш – денелердің өзара әсерлесуінің сандық өлшемі болып табылатын физикалық
шама.
Қозғалыс траекториясы – қозғалған материалдық нүктенің кеңістікте уақыттың
өтуіне байланысты сызатын сызығы.
Дененің импульсі – сан жағынан дененің массасының жылдамдығына
көбейтіндісіне тең және бағыты жылдамдықтың бағытымен бірдей векторлық
шама.
Молекулалық физика – заттың құрылысы мен қасиеттерін барлық денелер
үздіксіз хаосты қозғалыстағы молекулалардан тұрады дегенге негізделген
молекулалық – кинетикалық түсініктерді басшылыққа лаып қарастыратын
физиканың бөлімі.
Моль – молекулаларының немесе атомдарының саны [pic]Авогадро санына
([pic]моль[pic]) тең зат мөлшері.
Физикалық процесс – жүйенің бір күйден екінші күйге өтуі.
Детальдың тепе – теңдік принципінің мәні мынада: тепе-теңдіктік
макрожүйедегі кез келген микропроцесс оған кері процестің жылдамдығындай
жылдамдықпен өтеді.
Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелер саны деп жүйенің кеңістіктегі орнын
анықтайтын тәуелсіз шамалардың санын айтады.
Бірінші текті мәңгі қозғалтқыш деп сыртттан алған энергиядан артық жұмыс
жасайтын, периодты әрекет ететін қозғалтқышты айтады.
Политроптық процесс деп дененің жылу сыйымдылығы тұрақты болып қалатын
процесті айтады.
Жылу сыйымдылық деп дененің температурасын бір кельвинге арттыру үшін оған
жұмсалатын жылу мөлшеріне тең шаманы айтады.
Барометрлік формула деп, атмосфералық қысымның биіктікке байланысты
экспоненциалды кемуін өрнектейтін формуланы айтады.
Еркін жүріс жолының ұзындығы деп газ молекуласының кезектес екі
соқтығысуларының арасындағы уақыт ішінде жүріп өтетін өтетін жолын айтады.
Сименс – электрлік кедергіге кері шама заттың электр өткізгіштігінің
бірлігі.
Тізбектің әр текті бөлігі деп электростатикалық күштермен бірге бөгде
күштер әсер ететін бөлікті айтады.
Тұрақты электр тогы деп шамасы мен бағыты уақыт бойынша өзгермейтін электр
тогын айтады.
Магнит өрісі құйынды өріс, себебі магнит өрісі индукциясының циркуляциясы
нольден өзгеше.
Магнит индукциясы векторының дивергенциясы әрқашан нольге тең, себебі
табиғатта магнит зарядтары жоқ.
Ортаның магниттік өтімділігі ортадағы магнит өрісінің индукциясы
вакуумдағымен салыстырғанда неше есе артық екендігін көрсетеді.
Кюри нүктесі деп температураның одан жоғары мәнінде заттың ферромагнетиктік
қасиеттері жойылып, ол парамагнетикке айналатын мәнін айтады.
Электромагниттік индукция құбылысы деп тұйықталған өткізгішконтурмен
шектелген магнит ағыны өзгергенде осы контурда индукциялық электр тогы деп
аталатын электр тогының пайда болу құбылысын айтады.
Генри – контур индуктивтілігінің бірлігі.
Тербеліс деп белгілі бір қайталану дәрежесімен сипатталатын процесті
айтады.
Тербеліс периоды – толық бір тербеліс уақыты.
Герц (Гц) – уақыт бірлігі ішіндегі бір тербеліске сәйкес тербелістер
жиілігінің бірлігі.
Гармоникалық тербеліс деп синустық немесе косинустық заң бойынша өтетін
тербелісті айтады.
Математикалық маятник – салмақсыз. Созылмайтын жіпке ілінген және ауырлық
күшінің әсерінен тербеле алатын материалдық нүкте.
Толқын ұзындығы деп 2[pic]-ге тең фазалар айырымымен тербелетін екі
нүктенің ара қашықтығын айтады.
Жылулық сәуле деп денелердің ішкі энергиясы есебінен шығатын
электромагниттік сәулені айтады.
Дененің энергетикалық жарқырауы (немесе сәуле шығарғыштығы) деп дененің
бірлік бетінен барлық бағытта шығатын энергия ағынын айтады.
Абсолют қара дене деп кез келген температурада өзіне түскен жарықты оның
жиілігіне, поляризациясы мен таралу бағытына байланыссыз жұтатын денені
айтады.
Планк гипотезасы электромагниттік сәуле жиілігіне пропорционал энергияның
жеке үлестері (кванттары) түрінде шығады.
«Ультракүлгін күйреуі» деп классикалық физиканың Кирхгоф функциясына
арналған қара дененің сәуле шығарғыштығының жиілікке тәуелділігінің
тәжірибелік мәліметтерін қанағаттандыратын өрнегін классикалық физика
әдісімен іздеудің мүмкін еместігін айтады.
Сыртқы фотоэффект (немесе фотоэлектрондық эмиссия) деп қатты және сұйық
денелердің электромагниттік сәуле әсерінен электрондар шығаруын айтады.
де Бройль гипотезасының мәні мынада: бөлшектердің корпускулалық
қасиеттерімен бірге толқындық қасиеттері де болады.
де Бройль толқыны – классикалық физикадағы толқындармен ұқсастығы жоқ,
ерекше кванттық табиғаты бар толқын.
Гейзенбергтің анықталмағандық принципінің мәні мынада: микробөлшектің
координаталары мен оларға сәйкес импульстерінің анықталмағандықтарының
көбейтіндісі [pic] Планк тұрақтысынан кем болмайды.
Шредингер теңдеуі – микробөлшектер қозғалысының заңдарын сипаттайтын
релятивистік емес кванттық механиканың негізгі теңдеуі.
Толқындық функция [pic]- микробөлшектің күйін сипаттайтын функция.
Туннельдік эффект деп бөлшектің ені шағын потенциалдық бөгеттен энергиясы
осы бөгеттің биіктігінен аз болғанда өтіп кету құбылысын айтады. Кванттық
гармоникалық осциллятордың нольдік энергиясы деп оның толық энергиясының ең
аз (ноль емес) мәнін айтады.
Резерфорд атомының ядролық моделі атомның іс жүзінде жүзеге асырды.
Планк гипотезасы электромагниттік сәуле жиілігіне пропорционал энергияның
жеке үлестері (кванттары) түрінде шығады.
«Ультракүлгін күйреуі» деп классикалық физиканың Кирхгоф функциясына
арналған қара дененің сәуле шығарғыштығының жиілікке тәуелділігінің
тәжірибелік мәліметтерін қанағаттандыратын өрнегін классикалық физика
әдісімен іздеудің мүмкін еместігін айтады.
Сыртқы фотоэффект (немесе фотоэлектрондық эмиссия) деп қатты және сұйық
денелердің электромагниттік сәуле әсерінен электрондар шығаруын айтады.
де Бройль гипотезасының мәні мынада: бөлшектердің корпускулалық
қасиеттерімен бірге толқындық қасиеттері де болады.
де Бройль толқыны – классикалық физикадағы толқындармен ұқсастығы жоқ,
ерекше кванттық табиғаты бар толқын.
Гейзенбергтің анықталмағандық принципінің мәні мынада: микробөлшектің
координаталары мен оларға сәйкес импульстерінің анықталмағандықтарының
көбейтіндісі [pic] Планк тұрақтысынан кем болмайды.
Шредингер теңдеуі – микробөлшектер қозғалысының заңдарын сипаттайтын
релятивистік емес кванттық механиканың негізгі теңдеуі.
Толқындық функция [pic]- микробөлшектің күйін сипаттайтын функция.
Туннельдік эффект деп бөлшектің ені шағын потенциалдық бөгеттен энергиясы
осы бөгеттің биіктігінен аз болғанда өтіп кету құбылысын айтады. Кванттық
гармоникалық осциллятордың нольдік энергиясы деп оның толық энергиясының ең
аз (ноль емес) мәнін айтады.
Резерфорд атомының ядролық моделі атомның іс жүзінде барлық массасы
шоғырланған оң зарядталған ядродан және ядроның маңайында айналатын
электрондардан тұратын жүйе болып табылады.
Электронның Бор орбиталары электронның байқалу ықтималдығы барынша үлкен
болатын нүктелердің геометриялық орны болып табылады.
Спин деп микробөлшектің классикалық физикада ұқсастығы жоқ меншікті
механикалық моментін айтады.
Фермион деп жарты спині бар бөлшекті айтады.
Бозон деп нөлдік немесе бүтін санды спині бар бөлшекті айтады.
Ядроның байланыс энергиясы деп ядроны құрайтын нуклондарға кинетикалық
энергия бермей ыдырату үшін жасалатын жұмыспен анықталатын шаманы айтады.
Радиоактивтілік деп бір атом ядроларының екіншілеріне элементар бөлшектер
шығара отырып түрленуін айтады.
Жартылай ыдырау периоды – ядролардың алғашқы мөлшерінің жартысы ыдырайтын
уақыт.
Ядролық реакция деп ядроны ( немесе ядроларды) түрлендіруге келтіретін атом
ядросының элементар бөлшекпен өзара әсерлесу процесін айтады.
Элементар бөлшек деп қазіргі кезде белгілі материяның ең ұсақ бөлшегін
айтады.
Аннигиляция деп нәтижесінде басқа бөлшектер түзілетін бөлшектер мен
антибөлшектердің өзара әсерлесу процесін айтады.
Кварктер – қазіргі кездегі түсінік бойынша адрондарды құрайтын іргелі
бөлшектер.
Өзара әсерлесудің біріңғай теориясы ( «ұлы бірігу») - өзара әсерлесудің
төрт типін (гравитациялық, электромагниттік, күшті және әлсіз) біріктіретін
теория.

ҚЫСҚАША ДӘРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ:

Тақырыбы: 1. Релятивистік кинематика
Дәріс мақсаты: Кеңістік пен уақыттың релятивистік қасиеттері мен
бірмезгілдіктің салыстырмалылығын меңгеру.

1. САТ эксперименттік негіздері
2. Эйнштейн постулаттары. Кеңістік пен уақыттың релятивистік қасиеттері
3. Интервалдардың классификациясы және оқиғалардың арасындағы себептілік-
салдарлық байланыстар

18 ғасырда ғалымдардың көпшілігі жарық бөлшектерінің,
корпускалаларының ағыны деп есептеген Ньютонның шәкірттері Эйлер,
Ломоносов, Гюйгенс жарықты кейбір эфир деп аталатын ортадағы механикалық
толқындар деп есептеген. 19 ғ. басында ағылшын физигі Юнг дифракция,
интерференция және поляризация құбылыстарын толқындық көзқараспен
түсіндірген. Бірақ Юнг жас болғандықтан оның тұжырымдарына атақты ғалымдар
назар аудармаған. Бірнеше жылдан кейін Юнгтың көзқарасын француз инженері
Френель тәжірибелері арқылы дәлелдеген. Бірақ мынадай қарама-қайшылық пайда
болған қатты денелерде таралатын көлдеңең механикалық толқындардың таралу
жылдамдығы орталарының тығыздығына пропорционал болады.
Сондықтан жарықтың жылдамдығы өте үлкен шама болғандықтан эфирдің де
тығыздығы өте үлкен болуы керек. Аспан денелері эфирде мүлдем қозғалмауы
керек, бірақ астрономиялық бақылау мұны дәлелдемейді. Одан әрі 19 ғасырдың
ортасында ғалымдар (Физо) қозғалыстағы орталарда жарық жылдамдықтарын
өлшеген және классикалық механикадағы жылдвмдықтар қосу заңының
орындалмайтындығын ашты.
1865 жылы ағылшын физигі Максвелл электромагниттік теориясын құрғаннан
кейін оның теңдеулері классикалық механиканың салыстырмалылық принципіне
бағына ма, бағынбай ма? Соны тексерген. Сонда электромагниттік құбылыстар
үшін Галилей салыстырмалы прнципінің орындалатындығын ашқан. Басқаша
айтқанда Галилей түрлендірулері Максвелл теңдеулерін өзгерткен. Яғни
Максвелл теңдеулері Галилей түрлендірілуіне қатысты инвариантты болмай
шыққан.
1881-1887 жылы американ физиктері Майкельсон және Морли эфирлік желді
анықтау үшін бірқатар тәжірибелер өткізген.
19 ғасырдың аяғында бірқатар ғалымдар Лармор, Лоренц, Максвелл
теңдеулерін өзгертпейтін түрлендірулерін тапқан. Бірақ физикалық мағынасын
түсіндіре алмаған. 1904 жылы француз математигі, философы, физигі Анри
Пуанкаре құрама штатта жүргенде өз бағдарламасында салыстырмалылық
принципті барлық құбылыстарға кеңейткен және бұл бағдарламасын аз оқылатын
американ журналында жариялаған. Сол жылы Генрих Лоренц өз түрлендірулерінің
ең дұрыс түрін тапқан. Бірақ физикалық мағынасын түсіндіре алмаған.
1905 жылы Альберт Энштейн өзінің постулаттарын ұсынған:
1) Энштейннің салыстырмалылық принципі деп аталады. Оның 3 тұжырымдамасы
бар:
1. ешқандай физикалық тәжірибелер арқылы инерциялық жүйесінің қозғалыс
күйін анықтауға болмайды.
2. барлық инерциялық санақ жүйелерінде табиғат заңдары инвариантты
болады.
3. табиғат заңдары Лоренц түрлендірілуіне қатысты инвариантты болады.
2) Жарықтың таралу жылдамдығының тұрақтылығы туралы постулат
1-тұжырымдама: Бақылаушы қабылдаған жарық жылдамдығы бақылаушы мен
жарық көзі арасындағы салыстырмалы жылдамдыққа тәуелсіз болады. Яғни
тұрақты с=3*10 8 м/с
2-тұжырымдама: барлық инерциялық санақ жүйесінде жарықтың таралу
жылдамдығы вакуумдағы жарықтың жылдамдығына тең болады. с=3*10 8 м/с
Кеңістік пен уақыттың релятивистік қасиеттері. Бірмезгілдіктің
салыстырмалылығы.
18 ғасырда Ньютон физикаға абсолюттік кеңістік және абсолюттік
уақытдеген ұғымды енгізген. Бұл ұғымдар бойынша кеңістіктегі материалдық
денелердің қозғалысы кеңістік пен уақыттың ешқандай қасиеттеріне тәуелсіз.
Бірақ САТ-ның құрылуы бұл ұғымдарға шұғыл өзгерістер енгізді. САТ-да
кеңістік пен уақыт жеке қарастылылмайды. Классикалық механикада кейбір
оқиға барлық инерциалды санақ жүйесінде бір мезгілде өтеді, екі бір
мезгілдегі оқиғалар барлық инерциалдық санақ жүйесінде бір мезгілде болады.
Ал САТ-да екі оқиға бір мезгілде бір ғана санақ жүйесінде болады. Басқа
санақ жүйесінде бір мезгілде емес болады. Екі оқиғаның арасындағы уақыт
интервалы бір санақ жүйесінен екінші санақ жүйесіне көшкен кезде өзгеріп
отырады. САТ –да кеңістік пен уақыттың интервалдары сақталмайды, бірақ
оқиғалар арасындағы интервал деген шама сақталады.

S12=с²/(t-t1)² -(х2-х1) ²- (у2-у1) ²-(z2-z1)²

S12= S12 '

Элементар бөлшектің қозғалмайтын санақ жүйесінде өмір сүру уақытын
меншікті өмір сүру уақыты деп атайды.
dr - меншікті өмір сүру уақыты
dt – бөлшектің өмір сүру уақыты

Негізгі сұрақтар:
1. Жарық жылдамдығын кім өлшеді?
2. Эйнштейннің салыстырмалылық принципі қалай айтылады?
3. Оның қандай үш тұжырымдамасы бар?
4. САТ қалай құрылды?

Тақырыбы: 2. Релятивистік динамика
Дәріс мақсаты: Жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен қозғалатын денелер үшін
релятивистік механиканы жасауда арнайы салыстырмалық теория талаптарын
ескеретін механика туралы мағлұмат беру.
1. Бөлшектің төртөлшемді импульсы, оның құраушылары
2. Бөлшектің массасы, энергиясы және импульсының араларындағы байланыс.
3. Өзара әсерлеспейтін бөлшектер жүйесінің инварианттық массасы.
4. Физикалық өріс, оның энергиясы және импульсы туралы ұғымдар.
5. Бөлшектердің ыдырауы, ыдыраудың энергетикалық шарты

Ньютон немесе классикалық механика тек вакуумдағы жарық жылдамдығынан
өте аз жылдамдықпен қозалатын денелер үшін дұрыс. Жарық жылдамдығына жуық
жылдамдықпен қозғалатын денелер үшін Эйнштейн релятивистік механиканы
жасады, арнайы салыстырмалық теория талаптарын ескеретін механика (1905
ж.).
Осы теорияның негізін екі постулат құрайды, олар Эйнштейннің
салыстырмалылық принципі және жарық жылдамдығының тұрақтылық принципі деп
аталады. Бірінші заңға сәйкес табиғаттағы барлық заңдар инерциалдық санақ
жүйелерінде бірдей өтеді.Жарық жылдамдығының тұрақтылық принципі
вакуумдағы жарық жылдамдығы барлық инерциалдық санақ жүйелеріңде жарық
көзі мен қабылдаушы жылдамдықтарына байланыссыз бірдей болады.
Төртөлшемді кеңістік. Әлемдік нүкте. Әлемдік сызық.
Екі әлемдік нүктенің арақашықтығының квадраты расстояния между двумя
мировыми точками ([pic]) мына формуламен анықталады:
[pic] (6.1)
Лоренц түрлендірулері. Екі инерциалдық санақ жүйелерін К және K'
деп бегілейік ( 7 сурет). K' жүйесі K жүйесіне қатысты [pic] жылдамдықпен
қоэғалсын. и x және x' остері [pic]векторымен бағытталсын, y және y', z
және z' остері бір-біріне параллель болсын делік. Салыстырмалылық
принципіне сәйкес K және K' мүлдем бірдей.

[pic]
Рис. 6.1
Галилей түрлендірулерінен жылдамдықтарды қосу ережесі шығады:
[pic]. (6.2)
Бұл заң жарық жылдамдығының тұрақтылық принципімен қарама-қайшы келеді.
Шындығында егер K' жүйесінде жарық сигналы [pic] векторы бағытында c
жылдамдықпен (6.2) сәйкес K жүйесінде сигнал жылдамдығы c+v тең , c артық
болады Осыдан Галилей түрлендірулері басқа формулалармен ауыстырылуы
керктігі шығады. Осы формулалар:
[pic]. (6.3)
(6.3) Лоренц түрлендірулері.
Егер (6.3) штрихталған шамаларға қатысты шешсек, онда K жүйесінен K'
жүйесіне көшетін формулаларды аламыз:
[pic]. (6.4)
v< 1 (3-кесте), ал вакуумде n = 1.
Механикалық толқындар сияқты электромагниттік толқындар да энергия
тасиды. Жер бетіндегі тіршіліктің, органикалық заттардың (ағаштың,
көмірдің, мұнайдың, газдың, шымтезектің, т.б.) пайда болуы күн сәулесімен
келетін, яғни электромагниттік толқындармен жететін энергияға тікелей
байланысты.
Электромагниттік толқындардьщ λ толқын ұзьшдығы, Т периоды, с
жылдамдығы, v тербеліс жиілігі арасындағы қатынастар механикалық
толқындардағы сияқты өзгеріссіз калады:
λ = cT = c/v.
Электромагниттік толқындардың вакуумнен затқа өткенде жиілігі
өзгермейді. Өйткені толқындардың жиілігі оларды туғызған күштердің
жиілігіне ғана байланысты болады. Ал толқындардың зат ішіндегі v
жылдамдығы өзгеретін болғандықтан, оның толқын ұзындығы да өзгереді.
Вакуумдегі толқын ұзындығын λ, ал заттағы шамасын λ' деп белгілесек, онда
жоғарыдағы формулаларды ескере отырып, мына өрнектерді аламыз:
λ' = vT = ν/v = λ/n.
Тербелмелі электрлік контурда пайда болатын электромагниттік
тербелістердің периоды Томсон формуласымен анықталатыны белгілі.
Бұл өрнек бойынша тербелмелі контурдағы шарғының (катушканың) L
индуктивтілігін және конденсатордың С сыйымдылығын өзгерте отырып,
электромагниттік тербелістің Т периодын қалауымызша өзгерте аламыз.
Жарық толқындары да, радиотолқындар да, рентгендік сәулелер де,
электро-магниттік сәулелердің басқа түрлері де нақ осындай жылдамдықпен
тарайды. Олар тек бір-бірінен толқын ұзындығы немесе жиілігі бойынша ғана
өзгешеленеді.
Сөйтіп, біз барлық электромагниттік сәулелердің табитты бірдей, яғни
олар электромагниттік толқындар деген қорытындыға келеміз. Сәуле жиілігі
жоғары болған сайын, оның таситын энергиясының мөлшері де арта түседі,
әрі организмге тигізетін биологиялық және химиялық әрекеті де ерекше
болады. Ультракүлгін сәулесінің үлкен дозасы көз бен теріні зақымдаса, ал
рентгендік және гамма-сәулелер өмірге кауіпті. Адам өміріне ең
қолайлы нұр — жеке түсті біртекті (монохроматты) сәулелердің қосындысынан
тұратын ақ жарық.
Негізгі сұрақтар:
1. Микроскоптық өріске арналған Максвелл-Лоренц теңдеуі, оларды
макроскоптық орташалау.
2. Заттағы электромагниттік өрістің энергиясының және энергия ағынының
тығыздығы.
3. Электромагниттік өріс деген не?

Тақырыбы: 12. Заттағы электромагниттік толқындар.
Дәріс мақсаты: Заттағы электромагниттік толқындар туралы мағлұмат беру.
1. Жазық монохроматтық толқындар, олардың счипаттамалары.
2. Электрмагниттік толқындардың шағылуы және сынуы.
3. Өткізгіш ортадағы электрмагниттік толқындар.

Байланыс тізбегін құрайтын екі сымның арасындағы электрлік және
магниттік өрістер бір-бірімен белгілі бір электромагниттік энергия
мөлшерінде байланыста болатын толқын. Бағыттаушы байланыс жолы бойымен
таралатын бірнеше электромагниттік толқындар. Оларға жататындар:
электромагниттік көлденең толқын, жоғарғы ретті электр Е толқыны, жогарғы
ретті магниттік Н толқын және аралас толқындар. Көлденең толқын негізгі
толқын болып саналады. Ол көлденең Е толқыны мен Н толқынынан
тұрады. Сым бойымен бағытталған толқындар болмайды. Яғни,
электромагниттік өрістің күш сызықтары тек қана сымның көлденең қимасыңда
болып, тұрақты токтың статикалық кернеуінің өрісіндей болады. Көлденең
толқын тек байланыс жолдары сымдарының потенциалдарының таңбасы әр түрлі
болғанда ғана кездеседі. Көлденең толқын сымды байланыс жолымен жиілік
ауқымы шектелген сигналдарды тарату үшін пайдаланылады. Яғни, симметриялы
немесе коаксиал жптарымен берілетін токтың негізі өткізгіштік ток
болғанда пайдаланылады. Электрлік Е мен магниттік толқындар жоғарғы ретті
толқындар болып саналады. Оларда көлденең электр және магнит өрістерден
басқа бір-бірден электрлік немесе магниттік бойлық толқындар болады.
Сондықтан олардың күш сызықтары сымдардың көлденең қимасыңца да ұзына
бойында жатады. Мұндай толқындар өте жоғары жиілікдиапазонда қыздырылады.
Ондағы токтың негізі өткізгіштік ток емес диэлектрлік ығыстыру тогы
болады.
Олар электромагниттік энергияны металл немесе диэлектрик толқын
жолдарымен және сыртқы толқынды бір сым бойымен бергенде пайдаланылады.
Аралас толқындарда барлыгы алты (үш координатта) толқын компоненттері
болады. Мұндай аралас толқындарга диэлектрлік толқын жолдардагы және
сәуле тарататын жарықжол (сәулежол) толқындары жатады.
2. Ортаның қасиетіне байланысты кеңістікте белгілі бір жылдамдықпен
таралатын электромагниттік өріс. Оның вакуумдегі таралу жылдамдығы 300
000 км/с (жарықтың таралу жылдамдығымен бірдей). Біртекті изотроптық
ортада электрлік кернеулік (Е) және магниттік кернеулік (Н) бірбіріне
және толқынның таралу бағытына перпендикуляр болады, яғни
электромагниттік толқын колденең толқын болып табылады. Кеңістіктің кез
келген нүктесінде Е және Н толқындарының фазасы бірдей болады. Е және H
қашықтықтың (R) артуына қарай 1/R шамасына азайып отырады. Өрістердің
осылай баяу өшуі — электромагниттік толқын арқылы аса үлкен қашықтықпен
байланыс орнатуга жағдай жасайды. H толқын ұзындығы бойынша H >1012 см
толқындар радиотолқындар қатарына, 5- 10-2 - 7,4-10-5 толқындар
инфрақызыл толқындары қатарына жатады.
Айнымалы электромагниттік өріс тербелістерінің кеңістікте
таралуын электромагниттік толқын деп атайды. Максвеллдің болжамы бойынша
электромагниттік толқын тогы бар өткізгіштің бойымен, диэлектрикте және
электр зарядтары жоқ вакуумде де тарала алады. Максвелл теориясынан
шығатын аса маңызды салдардың бірі — электромагниттік толқынның таралу
жылдамдығының шектілігі. Оның есептеулері бойынша электромагниттік
толқынның таралу жылдамдығы:
[pic]м\с, (1)
мұндағы [pic]Ф\м — электрлік және [pic] Гн\м— магниттік тұрақтылар.
Бұл электромагниттік өрістің іргелі қасиеті. Электромагниттік толқынның
ортадағы таралу жылдамдығы Максвелл формуласы бойынша анықталады:
[pic], (2)
мұндағы [pic] — ортаның сыну көрсеткіші, [pic] — ортаның диэлектрлік
және [pic] — магниттік өтімділіктері.
Электромагниттік толқынның теориялық есептеулер арқылы табылған
вакуумдегі жылдамдығы тікелей өлшенген жарық жылдамдығына тең болуының
маңыздылығы ерекше. Жарық —электромагниттік толқын болып шықты.
[pic]

Енді электромагниттік толқынның кеңістікте таралу механизмін
қарастырайық. Осы түрленулерді жүзеге 3.5-сурет асыру үшін кеңістіктің
кез келген бір аймағында өрістің біреуінің ұйытқуын туғызу қажет. 3.5-
суретте құйынды электр және магнит өрістерінің ұйытқуының таралу процесі
көрсетілген. Оны тепе-теңдік қалпында тербелетін немесе шеңбер бойымен
тербеле қозғалатын электр заряды арқылы жүзеге асыруға болады.
Кеңістіктің бір нүктесінде өте үлкен жиілікпен тербелетін электр
зарядының айналасында, модулі мен бағыты периодты өзгеретін электр
өрісінің кернеулік [pic] векторы пайда болады. Нақ осы мезетте модулі
және бағыты да периодты түрде өзгеретін магнит өрісінің
индукция [pic] векторы да туады. Бұл өрістің тербелістері жақын жатқан
нүктелердегі электромагниттік тербелістер көзі болып табылады және оған
бір-біріне перпендикуляр электр өрісінің кернеулік векторы мен магнит
өрісі индукциясы векторының тербелістері кешігіп жетеді. Осылай
электромагниттік өpic кеңістіктің барлық бағытында [pic]м\с жылдамдықпен
электромагниттік толқын түрінде тарайды (3.6-сурет).
[pic]
[pic]
Электромагниттік толқындағы [pic] және [pic] векторларының кез келген
нүктесіндегі тербеліс фазалары бірдей. Бірдей фазада тербелетін ең жақын
екі нуктеніц арацашыцтыгы электромагниттік толқын шындығын береді:
[pic] (3)
Электромагниттік толқынның негізгі сипаттамасы — оның тербеліс
жиілігі [pic] (немесе периоды [pic]). Себебі электромагниттік толқын бір
ортадан екінші ортаға өткенде толқын ұзындығы өзгереді, ал жиілігі
өзгермей тұрақты күйде қалады. Электр өрісінің кернеулік және магнит
өрісінің индукция векторларының тербеліс бағыттары толқынның таралу
бағытына перпендикуляр. Демек, электромагниттік толқын — көлденең толқын.
Электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы [pic] кернеулік және
индукция векторлары жататын жазықтықтарға перпендикуляр орналасады.
Демек, электромагниттік толқындағы [pic] және [pic] векторлары бір-біріне
және толқынның таралу жылдамдығының бағытына перпендикуляр. Егер
бұрандасы оң бұрғыны [pic] векторынан [pic] векторына қарай айналдырса,
онда бұрғының ілгерілемелі қозғалысы толқын
жылдамдығының [pic] векторымен дәл келеді (3.6-сурет). Сонымен,
электромагниттік толқындарды тербелуші электр зарядтары шығарып таратады.
Бұл қалайша жүзеге асады? Өткізгіштегі ток күші өзгергенде оның магнит
өрісі де өзгереді. Ал ток күшінің өзгеруі өткізгіштегі электр
зарядтарының қозғалыс жылдамдығының өзгеруіне, яғни зарядтардың үдемелі
қозғалысына байланысты. Және бұл эксперимент жүзінде дәлелденген. Ендеше,
электромагниттік толқын электр зарядтарының үдемелі қозғалысы кезінде
туындайды. Зарядтың үдеуі неғұрлым үлкен болса, туындаған толқынның
интенсивтігі соғұрлым жоғары болады. Зарядталған бөлшек үдей қозғалғанда
электромагниттік өріске тән инерттілік байқалады. Өріс үдей қозғалған
зарядталған бөлшектен бөлініп шығады да, электромагниттік
толқындар түрінде кеңістікте еркін тарала бастайды.
Негізгі сұрақтар:
1. Жазық монохроматтық толқындар, олардың счипаттамалары.
2. Электрмагниттік толқындардың шағылуы және сынуы.
3. Өткізгіш ортадағы электрмагниттік толқындар.

ПӘНДІ ОҚУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

«Электродинамика және салыстырмалылықтың арнайы теориясы»
пәні бойынша практикалық сабақтарды өткізуге арналған әдістемелік
нұсқаулар
Машықтану сабақтарын жүргізудегі мақсат теориялық матриалдырды бекіту, есеп
шығару дағдыларын қалыптастыру. «Электродинамика және салыстырмалылықтың
арнайы теориясы» пәні бойынша есептер шығаруды төмендегі ретпен жүгізу
ұсынылады:
- тақырып бойынша теориялық материалды оқу;
- есеп шығару процесінде мазмұнын терең түсініп, оған байланысты
құбылыстарды білумен қатар есепті шығарудың қарапаыйым да түсінікті
жолдары іздестіріледі;
- есептің мазмұнына сәйкес шығарылу жолдарына түсініктеме беретін
схемалар, графиктер салынып, электр тізбегі құрастырылады;
- есептің шарты қықаша жазырып, физикалық шамалардың өлшеу бірліктері БХЖ
өрнектеледі;
- физикалық тұрақтылардың мәндері сәйкес таблицалардан жазылып алынады;
- шығару жолдарына қысқаша түсініктеме жазылады;
- ізделіп отырған шама жалпы түрде шығарылады, яғни әуелі жұмыс формуласы
қортылып, одан кейін формуланың дұрыстығы тексеріледі;
- формуланың дұрыстығын тексеру үшін шамалардың бірліктері негізгі
бірліктер арқылы өрнектеліп жазылады да теңдіктің екі жағының өлшем
бірліктерінің дәл келуі анықталады;
- шамалардың сан мәндері формулаға қойылып ,есептеулер жүргізіледі;
алынған шаманың дұрыстығы, олардың эксеримент нәтжелерімен үйлесуі
анықталады;
Көрсетілген әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып курстың жеке
тақырыптары бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады:
1 тақырып. Релятивистік кинематика- 2 сағат
2 тақырып. Релятивистік динамика -2 сағат
3 тақырып. Электрлік заряд және вакуумдағы электромагниттік өріс – 1 сағат
4 тақырып Электродинамиканың эксперименттік негіздері.– 1 сағат
5 тақырып. Вакуумдағы электростатикалық өрісінің теңдеулері Толқын
ұзындығын дифракциялық тордың көмегімен анықтау – 1 сағат
6 тақырып. Вакуумдағы стационарлық магнит өрісінің теңдеулері-1 сағат
7 тақырып. Вакуумдағы электро магниттік өрістің жалпы қасиеттері-2 сағат
8 тақырып. Электродинамиканың релятивистік тұжырымдамасы-1 сағат
9 тақырып. Электромагниттік толқындар-1 сағат
10 тақырып. Еркін қозғалыстағы зарядтардың электромагниттік өрісі-1 сағат
11 тақырып. Заттағы электромагниттік өріс-1 сағат
12 тақырып. Заттағы электромагниттік толқындар-1 сағат
физика курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 22-2,6,17.
Практикалық сабақтар
Практикалық сабақ №1.
Тақырыбы: Уақыт пен кеңістіктің релятивистік қасиеттері
Сабақтың мақсаты: Уақыт пен кеңістіктің негізгі релятивистік қасиеттерін
ашу.
Практикалық сабақ №2.
Тақырыбы: Лоренцтің өзгерістері
Сабақтың мақсаты: Релятивистік бөлшектердің ауысу қозғалысы өзгерісінің
кинематикалық сиптаттамасы.
Практикалық сабақ №3.
Тақырыбы: Релятивистік бөлшектердің қозғалыс теңдеулері
Сабақтың мақсаты: Релятивистік бөлшектердің қозғалыс теңдеулерінің сыртқы
өрістегі ерекшеліктерін ашу.
Практикалық сабақ №4.
Тақырыбы: Релятивистік бөлшектердің энергиясы және импульсы
Сабақтың мақсаты: Релятивистік механикада сақталу заңдарының негізгі
ерекшелігін ашу.
Практикалық сабақ №5.
Тақырыбы: Максвелл теңдеулері
Сабақтың мақсаты: Электромагниттік өрісте интегралдық және дифференциалдық
теңдеулерді қолдану дағдысын меңгеру: Гаусс заңы.
Практикалық сабақ №6.
Тақырыбы: Максвелл теңдеулері
Сабақтың мақсаты: Электромагниттік өрісте интегралдық және дифференциалдық
теңдеулерді қолдану дағдысын меңгеру: тұрақты тоқтың магнит өрісіндегі
теңдеуі
Практикалық сабақ №7.
Тақырыбы: Максвелл теңдеулері
Сабақтың мақсаты: Электромагниттік өрісте интегралдық және дифференциалдық
теңдеулерді қолдану дағдысын меңгеру: электромагниттік индукция теңдеуі.
Практикалық сабақ №8.
Тақырыбы: Потенциалдар үшін теңдеу.
Сабақтың мақсаты: Потенциалдар үшін теңдеулермен жұмыс дағдысын
қалыптастыру.
Практикалық сабақ №9.
Тақырыбы: Электромагниттік өрістің энергиясы және импульсы
Сабақтың мақсаты: Әртүрлі тоқ көздерінде пайда болатын электромагниттік
өрістің энергиясы және импульсын есептеу әдістерін ашу.
Практикалық сабақ №10.
Тақырыбы: Стационарлық электромагниттік өріс.
Сабақтың мақсаты: Вакуумдағы стационарлық өрістің ерекшеліктерін түсіндіру.

Практикалық сабақ №11.
Тақырыбы: Электромагниттік толқындар.
Сабақтың мақсаты: Еркін электромагниттік өрісті зерттеу, электромагниттік
толқындар тәрізді таралуы және электромагниттік толқындар сәулеленуі.
Практикалық сабақ №12.
Тақырыбы: Төртөлшемді электродинамика.
Сабақтың мақсаты: Электродинамиканың төртөлшемді теңдеулерін қолдану
дағдысын игеру.
Практикалық сабақ №13.
Тақырыбы: Төртөлшемді электродинамика (жалғасы).
Сабақтың мақсаты: Өріс өзгерістерін пайдалану иллюстрациясы.
Практикалық сабақ №14.
Тақырыбы: Заттың электромагниттік өрісі
Сабақтың мақсаты: Заттың электромагниттік өрісінде еркін зарядтың
қалыптасуы және байланыс орнын анықтау.
Практикалық сабақ №15.
Тақырыбы: Заттың электромагниттік өрісі (жалғасы).
Сабақтың мақсаты: Әртүрлі ортадағы электромагниттік толқынның таралу
ерекшеліктерінің иллюстрациясы.

Тапсырмалар
1. Координатаны екіге бөлгенде ∆S интервалын табу керек (х;сt):
а) (5;4) және (2;1); б) (5;4) және (1;2); в) (4;5) және (2;1).
2. m массалы бөлшек тұрақты F күштің әсерінен қозғала бастады. Уақытқа
қатысты жүрген жолын және үдеуге тәуелділігін табу керек.
Типтік есептер шығару үлгілері
1-Мысал.
Ұзындығы [pic] болатын жұқа стерженьда сызықты тығыздығы [pic]-ға тең
заряд бірқалыпты таралған. А –нүктесіндегі таралған зарядтан пайда болған,
стержень осінде (бекітілген) орналастырылған және оның жақын ұшынан [pic]-
қашықтыққа алыстатылған [pic]-потенциалын табу керек.

Шешуі:
Стерженьда ұзындығы [pic] кішкене бөлімше белгілейді. Сонда бұл
бөлімшеде нүктелік деп санауға болатын [pic] заряд анықталынады. А
нүктесінде осы нүктелік зарядтан пайда болған [pic] потенциалды мына
формула бойынша анықтауға болады: [pic]
Электр өрістерінің суперпозиция принципі бойынша, А-нүктесінде зарядталған
стерженьнан пайда болған электр өрісінің потенциалын мына берілгенді
интегралдау арқылы табамыз: [pic]; Интегралдау арқылы мынаны
аламыз:
[pic]; Физикалық шамаларға сандық мәндерін қойып аламыз: [pic]
(В)
Жауабы: 62.4 В

2 Мысал
Үдеткішті потенциалдар айырымы (U)- ын анықтау керек, онда электр өрісінде
электрон жүріп өткен, ол электронның жылдамдығы [pic] м/с,
Оның жылдамдығы n=2есе өсу керек.
Шешуі:
Үдеткішті потенциалдар айырымын табу үшін электростатикалық өрістің А күш
жұмысын есептеуге болады.
Бұл жұмыс е- элементар зарядтың U- потенциалдар айырымын көбейтіндісі
ар/лы анықталынады:
[pic] (1)
Бұл жағдайда электростатикалық өрістің күш жұмысы электронның кинетикалық
энергиясының өзгерісіне тең:
[pic] (2)
мұнда: Т1және Т2- электронның кинетикалық энергиясы, m-электрон массасы;
[pic]және[pic]- электронның бастапқы және соңғы жылдамдығы.(1)және (2)
формулалардың оң бөліктерін теңестіріп, аламыз:
[pic] мұнда n=[pic]
Потенциалдар айырымы үшін жазамыз:
[pic].
Жауабы: 8,53В
3 Мысал.
[pic]-радиусты жұқа диск [pic]-беттік тығыздықпен бірқалыпты зарядталған.
Диск осінен [pic]-қашықтықта жатқан А нүктесіндегі потенциал мен электр
өрісі кернеулігін табу керек.
Шешуі:
А нүктесіндегі потенциалды табу үшін, өрістің суперпозиция принципін
пайдалану қолайлы. Ол үшін дискіні қалыңдығы [pic] болатын элементар
сақиналарға бөлеміз. [pic]сақина ауданының радиусының ауданы [pic]-қа
тең, ал сақина заряды -[pic]-қа тең. Сақина өрісінің потенциалы -өзінің
нүктелік элементтерінен құралған потенциалдар қосындысына тең.
Нүктелік элементтер А –нүктесінен тең алыстатылғандықтан, сақина
зарядын сол шамалас нүктелік зарядпенауыстырсақ, А нүктеден [pic]
қашықтыққа алыстатылғанды мына формуламен табамыз:
[pic];
Сақина потенциалы:
[pic]- интегралдап, диск потғенциалын анықтаймыз:
[pic] (1)
Симметрия қатысы бойынша мынандай қорытынды жасауға болады, А нүктесінде
электр өрісінің [pic]кернеулік векторы диск осінің маңына бағытталған .
Сондықтан Е –нің модулін табу үшін, электр өрісі кернеулігімен потенциал
[pic] арасындағы байланысты пайдаланамыз. Мұнда [pic]- туынды
потенциалдың жылдам өзгерісі бағытында алынып отыр, яғни күштік сызық
маңында.
Шаманы айнымалы деп қарастырып, аламыз:
[pic] (2)
[pic] болғанда, жазылған (2) –формула шексіз жазықтықты өріс кернеулігін
есептейтін қорытынды формулаға көшеді:
[pic]
4 Мысал.
Нүктелік [pic] және [pic]- зарядтар бір-бірінен [pic]- қашықтықта
орналасқан. Бұл жүйенің потенциалдық энергиясы қандай?
Шешуі:
Бұл зарядтардың тек әрекеттесіп орналасуы белгілі болса, онда олардың
біреуін шартты түрде қозғалмастай етіп бекітілген деп есептеуге болады.
Сонда ізделініп отырған энергия [pic]-ға тең болады, мұнда [pic] өріс
потенциалы, ол 2-ші заряд орналасқан нүктедегі 1-ші зарядтан пайда
болған.
[pic] - екенін ескеріп, жазамыз: [pic];
5-Мысал.
Ұзындығы [pic] болатын жұқа стерженьда сызықты тығыздығы [pic]-
ға тең заряд бірқалыпты таралған. А –нүктесіндегі таралған зарядтан пайда
болған, стержень осінде (бекітілген) орналастырылған және оның жақын ұшынан
[pic]-қашықтыққа алыстатылған [pic]-потенциалын табу керек.
Шешуі:
Стерженьда ұзындығы [pic] кішкене бөлімше белгілейді. Сонда бұл
бөлімшеде нүктелік деп санауға болатын [pic] заряд анықталынады. А
нүктесінде осы нүктелік зарядтан пайда болған [pic] потенциалды мына
формула бойынша анықтауға болады:
[pic]
Электр өрістерінің суперпозиция принципі бойынша, А-нүктесінде
зарядталған стерженьнан пайда болған электр өрісінің потенциалын мына
берілгенді интегралдау арқылы табамыз:
[pic]
Интегралдау арқылы мынаны аламыз:
[pic];
Физикалық шамаларға сандық мәндерін қойып аламыз:
[pic] (В)

Жауабы: 62.4 В
6. Мысал.
[pic]-радиусты жұқа диск [pic]-беттік тығыздықпен бірқалыпты зарядталған.
Диск осінен [pic]-қашықтықта жатқан А нүктесіндегі потенциал мен электр
өрісі кернеулігін табу керек.
Шешуі:
А нүктесіндегі потенциалды табу үшін, өрістің суперпозиция принципін
пайдалану қолайлы. Ол үшін дискіні қалыңдығы [pic] болатын элементар
сақиналарға бөлеміз. [pic]сақина ауданының радиусының ауданы [pic]-қа
тең, ал сақина заряды -[pic]-қа тең. Сақина өрісінің потенциалы -өзінің
нүктелік элементтерінен құралған потенциалдар қосындысына тең.
Нүктелік элементтер А –нүктесінен тең алыстатылғандықтан, сақина
зарядын сол шамалас нүктелік зарядпенауыстырсақ, А нүктеден [pic]
қашықтыққа алыстатылғанды мына формуламен табамыз:
[pic];
Сақина потенциалы:
[pic]- интегралдап, диск потғенциалын анықтаймыз:
[pic] (1)
Симметрия қатысы бойынша мынандай қорытынды жасауға болады, А нүктесінде
электр өрісінің [pic]кернеулік векторы диск осінің маңына бағытталған .
Сондықтан Е –нің модулін табу үшін, электр өрісі кернеулігімен потенциал
[pic] арасындағы байланысты пайдаланамыз. Мұнда [pic]- туынды
потенциалдың жылдам өзгерісі бағытында алынып отыр, яғни күштік сызық
маңында.
Шаманы айнымалы деп қарастырып, аламыз:
[pic] (2)
[pic] болғанда, жазылған (2) – формула шексіз жазықтықты өріс кернеулігін
есептейтін қорытынды формулаға көшеді:
[pic]
«Электродинамика және салыстырмалылықтың арнайы теориясы»
пәні бойынша СОӨЖ өткізуге арналған әдістемелік нұсқау
СОӨЖ жұмыстарын ұйымдастыру:
Студенттердің белгілі бір тақырыпта жасаған конспектісімен жұмыс
жүргізулері. Жұмыс барысында оқытушы тақырып материалына қысқа шолу
жасайды. Студентпен бірлесе отырып конспектіде жазылған формулалар,
анықтамалар мен олардың физикалық мағанасы айқындалады. Сипатталған
процестер мен құбылыстардың арасындағы логикалық байланыс нақтыланады.
- Студенттер орындаған лабораториялық жұмыстардың нәтижелерін,
өңдеу әдістерін талдау. Шамалардың физикалық мағанасын айқындау. Өлшеу
нәтижелерін график арқылы көрсету. Алынған графиктер арқылы басқа
физикуалық шамаларды өрнектеп, байланыстарын тағайындау.
- Студенттердің пәннің жеке тақырыптарды меңгеру нәтижелерін тексеру, яғни
білімдерді бағалау (тест бақылау, жазбаша жұмыс).
- Компьютерлік технологиялардың мүмкіндіктерін қолдану. Тақырыптарды
меңгеру виртуаль компьютерлік демострациялар арқылы көрсетілетін
электрондық оқулықтарды қолдану. Есептердің шығару жолдарын айқындайтын
электрондық жетекшілірдің көмегін қолдану, яғну үйрету – көмекші
программаларды пайдалану.
Студент СОӨЖ жұмыстарын орындау және өткізу графигіне сәйкес,
әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып, курстың жеке тақырыптары
бойынша төмендегі тапсырмаларды орындайды:
1. Интервалдардың классификациясы және оқиғалардың арасындағы
себептілік - салдарлық байланыстар.
2. Байланысқан бөлшектер жүйесі, оның массасы және байланыс энергиясы
3. Электромагниттік өрістің электр және магнит өрістеріне жіктеуінің
салыстырмалылығы
4. Классикалық электродинамикада себептілік принципі
5. Тұтас орталардың электродинамикасының жуықтауы
6. Электромагниттік толқындардың шағылуы және сынуы
7. Өткізгіш ортадағы электромагниттік толқындар

«Электродинамика және салыстырмалылықтың арнайы теориясы»
пәні бойынша СӨЖ өткізуге арналған әдістемелік нұсқау
Студенттерге физикадан берілетін жеке үй тапсырмасы олардың осы пән
бойынша орындайтын өзіндік жұмысының бір түрі болып табылады. Студентердің
өзіндік жұмысы деп, олардың оқытушының тапсырмасымен және бақылауымен,
бірақ оның қатысуынсыз, ол үшін арнайы бөлінген уақыт ішінде орындайтын
жұмысын түсінеді. Мұнда студенттер ақыл-ой жігерін қолдана және ой мен
қимыл әрекеттерін қандай да бір формада (мысалы, есеп шығарғанда оның
мазмұнын талдау, мазмұнды қысқа ұтымды тәсілмен жазу, шешудің оңтайлы
әдісін таңдап алу және т.б.) білдіре отырып қойылған мақсатқа саналы жетуге
ұмтылады.
Студенттер шығарған жеке үй тапсырмасын бағалау өлшемінің
негізіне осы белгілердің бәрін алуға болады: физикалық құбылыстың негізгі
мәселесінің мазмұнын құрайтын физикалық шамалардың,
заңдардың молырақ қамтылуы; есептердің проблемалық (шығармашылық) деңгейі;
мәселенің тереңірек талданып зерттелуі; шешу тәсілдерінің ең оңтайлысын
таңдап алуы және т.б.
Әр студент орындайтын жеке үй тапсырмасына (бір жеке үй тапсырмасында
физиканың бір бөлімі бойынша берілген 3-5 есеп болуы мүмкін) қойылатын
максимал және миниамал баллдар силлабуста көрсетіледі. Әрбір жеке есептің
шығарылуы бір есепке қатысты осы баллдар аралығында және айтылған өлшемдер
(критерилер) бойынша бағаланады, сосын бүкіл тапсырмаға максимал және
минимал баллдардың аралығында тиісті балл беріледі.
Максимал балл мысалы, «5» балл қатесіз және кемшіліксіз немесе бір
ғана болымсыз кемшілікпен шығарылған есепке қойылады. Одан төменгі балл,
мысалы «4» балл толық шығарылған, бірақ бірден аспайтын дөрекі емес және
бір болымсыз қатемен немесе болымсыз қателер екіден аспаған жағдайда
қойылады.
Одан төменгі балл мысалы «3» балл студент есептің тең жартысынан
астамын дұрыс шығарғанда немесе дөрекі қатесі екіден (немесе дөрекі қатесі
бірден және дөрекі емес қатесі бірден, сондай-ақ болымсыз қатесі бірден)
аспаған жағдайда қойылады.
Тапсырма минимал баллдан төмен балмен бағаланған жағдайда ол
студентке қайта шығару мақсатында қайтарылып беріледі.
Егер кейбір есептерді студенттің өз бетімен шығарғандығы күдік
туғызса, онда одан оқытушы есепті қалай шығарғандығын түсіндіріп беруін
талап ете алады. Бағаға көңілі толмаған студент оған қатысты оқытушыға
тілегін білдіруіне болады.
Студент СӨЖ тапсырмалары мен оларды орындау графигіне сәйкес
төмендегі тапсырмаларды орындап тексеруге беруге міндетті:
1. Төртөлшемді векторлар мен тензорлар
2. Асимптотикалы әсерлеспейтін бөлшектер жүйесі, төртөлшемді
импульстің сақталу заңы
3. [pic] және[pic] векторларын электромагниттік өріс күйінің айнымалы
сипаттамалары ретінде қарастыру
4. Мультипольді жіктеу

Қолданылған әдебиеттер
Негізгі әдебиеттер
1. Мултановский В.В. Курс теоритической физики.-М.: Просвещение, 1988.-
ч.І,ІІ.
2. Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоритической физики.
Классическая электродинамика.-М.: Просвещение, 1990.
3. Истеков К.К. Курс теоритической физики.-Алматы: Print-S, 2005.
Қосымша әдебиеттер
4. Гильденбург В.Б. Сборник задач по электродинамике. М.: физмат, 2001г.
5. Ландау Л.Д., Лифщиц Е.М: Теоритическая физика. Теория поля. – М.:
Наука, 2006 г.
6. Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики.
Электродинамика. – М.: Просвещение, 1991 г.
7. Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю.П. Электродинамика. – М.: Высшая школа, 1990
г.
8. Батыгин В.В., Топтыгин. Сборник задач по электродинамике, 2002 г.
9. Истеков К.К. Лекции по избранным главам теоритической физики. –
Алматы, 2004.
10. Истеков К.К. Курс теоритической физики. Изд.: Prints, 2005 г.

Білімдерді бақылау - өлшеу құралдары
$$$ 1
Заряды 2е болатын бөлшектің массасы қандай болады? Егер де ол бастапқы
тыныштық күйінен а үдеумен кернеулігі 3Е болатын біртекті электр өрісінде
қозғалса:

A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 2
Остроградский-Гаусс теоремасы бойынша тұйықталған беттен өтетін электр
өрісінің ығысу векторі неге тең:
A. Электр өрісін туғызатын зарядтардың алгебралық қосындысы
B. Тұйықталған беттің көлемінде болатын зарядтардың алгебралық қосындысы
C. Денелердің тұйықталған жүйесіндегі зарядтардың алгебралық қосындысы
D. Қарастырылып отырылған бетке жақын орналасқан заряд
E. Жоғарыдағы жауаптардың дұрысы жоқ
$$$3
Екі нүктелік зарядтардың өзара әсер энергиясы бұрынғыдай болып қалу үшін,
оларды керосиннен суға орналастырғанда ара қашықтығы қалай өзгерту керек
(керосин үшін [pic]).
A. 3 есе кеміту керек
B. 2 есе арттыру керек
C. 1,5 есе азаяды
D. 2 есе азаяды
E. ара қашықтықтары өзгермейді
$$$4
Екі нүктелік зараядтың 6q және 2q өзара әсерлесу күші 0,3 Н. Зарядтарды бір-
біріне тиістіріп содан кейін бұрынғы ара қашқтығына дейін ажыратқанда өзара
әсер күші қандай болады:
A. 0,1Н
B. 0,2Н
C. 0,3Н
D. 0,4Н
E. 0,5Н
$$$5
Остроградский-Гаусс теоремасының математикалық өрнегі қандай:
A. [pic]
B. [pic]

C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$6
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы электр өрісінде зарядты орын
ауыстыру жұмысына сәйкес:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$7
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы электр өрісіндегі екі нүктенің
арасындағы кернеуін сипаттайды:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$8
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы арқылы жекеленген зарядталған
өткізгіштің сиымдылығын жалпы түрде есептеуге болады
A.C=[pic]
B. C= 4[pic]
C. C=[pic]
D.C=[pic]
E. дұрыс жауаптары жоқ
$$$9
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы зарядтың сақталу заңы болады:
A. [pic]
B.[pic]
C. I=[pic]
D [pic]
E. заң тек қана сөзбен айтылады
$$$10
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр өрісінің кернеулігі болады
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 11
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр өрісінің суперпозиция
принципін көрсетеді
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 12
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы нүктелік зарядтардың өзара әсер
күшін көрсетеді
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 13
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр зарядының энергиясын
есептеуге пайдаланылады
A. [pic][pic]
B. [pic]
C.[pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 14
Эквипотенциалды бет деп....:
A. Нүктелерінің потенциалдары бірдей болатын бетті айтады
B. Кез-келген зарядталған бет
C. Дұрыс геометриялы формасы болатын бет
D. Қисықтығы бір жаққа қарай кеми беретін бетті айтады
E. Кез келген металл бетті айтады
$$$ 15
Нүктелік заряд деп зарядталған дене, егерде:
A. Денеге берілген заряд, сол дененің барлық көлеміне жайылса
B. Оның сфералық формасы болса
C. Зарядталған денелердің өлшемдрімен салыстырғанда, оның геометриялық
өлшемдерін елемеуге болса
D. Оның заряды дененің масса центріне шоғырланса
E. Егер денеде заряд болмаса
$$$ 16
Жазық конденсатр сиымдылығының формуласы:
А. [pic]
B. [pic]
C.[pic]
D. [pic]
E. дұрыс жауап жоқ
$$$ 17
Нүктелік заряд өрісінің кернеулігі:
A.[pic]
B.[pic]
С.[pic]
D.[pic]
E.Жауабы жоқ
$$$ 18
Төменгі өрнектердің қайсысы Ом заңына дифференциалды түрде жазылуына
сәйкес:
A.[pic]
B.[pic]
C.[pic]
D.[pic]
E.[pic]
$$$ 19
Өрнектердің қайсысы өткізгіш кедергісін сипаттайды:
A.[pic]
B.[pic]
C.[pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 20
Берілген детальды органикалық никельдеуде электр тогының қандай әсері
пайдаланылады:
A. Химиялық
B. Дыбыстық
C. Жарық
D. Жылулық
E. Магниттік
$$$21
Егер де ток көзінің ЭҚК 4В болса, бөгде күштер 5Кл заряд бөлу үшін қандай
жұмыс атқарады
A. 20 Дж
B. 2 Дж
C. 1,25 Дж
D. 40 Дж
E. 0 Дж
$$$ 22
Донорлық қоспасы бар шала өткізгіш материалда қандай типті ток өткізгіштік
болады
A. Электронды
B. Кемтіктік
C. Элкртонды және кемтіктік
D. Иондық
E. Мұндай материалдар ток өткізбейді
$$$ 23
Төмендегі келтірілген анықтамалардың қайсысы электр тогы ұғымына сәйкес
A. Бөлшектердің бағытталған қозғалысы
B. Бөлшектердің хаосты қозғалысы
C. Бөлшектердің салыстырма орын ауыстыруының өзгерісі
D. Зарядталған бөлшектердің реттеліп бағытталған қозғалысы
E. Электр өрісінің зарядталған бөлшектерге кез-келген әсері
$$$ 24
Сегіз параллел қосылған кедергілерден тұратын тізбек бөлігінің жалпы
кедергісін тап, егер олардың біреуінің кедергісі 2 Ом болса
A. 16 Ом
B. 2 Ом
C. 4 Ом
D. 0,25 Ом
E. 0,5 Ом
$$$ 25
Электр тізбегінің бөлігінде бес резистор тізбектей қосылған, әрбір
резистордің кедергісі 0,5 Ом. Жалпы кедергі қандай болады
A. 0,1 Ом
B. 0,25 Ом
C. 0,5 Ом
D. 2,5 Ом
E. 10 Ом
$$$ 26
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы Джоуль-Ленц заңының математикалық
өрнегі болады:
А.[pic][pic]
В.[pic]
С.[pic]
D.[pic]
Е.Дұрыс жауабы жоқ
$$$ 27
Әрбіреуі 12 Ом болатын параллель қосылған үш кедергілерден тұратын тізбек
бөлігінің жалпы кедергісін тап:
A. 12 Ом
B. 6 Ом
C. 4 Ом
D. 2 Ом
E. 36 Ом
$$$ 28
ЭҚК 10 В болатын ток көзінде бөгде күштер қандай зарядты бөліп шығарады,
бөгде күштер жұмысы 20 Дж:
A. 0,2 Кл
B. 2 Кл
C. 0,5 Кл
D. 11 Кл
E. Бөгде күштер зарядты қозғалысқа келтіреді
$$$ 29
Жоғарғы кернеудегі ток өтіп тұрған өткізгіш айналасында қандай типті разряд
болады:
A. Ұшқын
B. Солғын
C. Тәжілі
D. Доғалық
E. Көрсетілген жағдай разряд болмайды
$$$ 30
Р-типті шалаөткізгішті шығарып алу үшін германиға қандай элемент қосу
керек:
A. Кремний (4 топ)
B. Индий (3 топ)
C. Мышьяк (5 топ)
D. Фосфор (5 топ)
E. Олово (4 топ)

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz

Іздеу
Файл қосу
Презентациялар
Тегін
Кабинет
Баланс
Таңдаулы жұмыстар
Cатып алған жұмыстарыңыз
Менің файлдарым
Презентацияларым
Сатылым статистикасы