Карно теоремасы

Карно циклымен жұ мыс істейтін қ айтымды идеал жылу машинасының п.ә.к.

тү рлендірсек,

(16)

Жылу мө лшерінің қ ыздырғ ыштың не суытқ ыштың абсолют температурасына қ атынасын жылудың келтірінген мө лшері деп атайды. Соң ғ ы тең деуден Карно циклы- мен жұ мыс жасайтын жылу машинасының изотермалық ұ лғ аюы мен сығ ылу процестеріндеп келтірінген жылу мө лшері бірдей. Карно циклдарын аламыз. Олар ү шін тең деу былай жазылады:

(17)

Немесе

(18)

" Келтірілген жылу мө лшері жү йе кү йінің ө згерісінің қ андай жолмен ө ткендігіне байланыссыз" деген қ орытынды шығ ады да оны Клаузиус теоремасы дейді.

Қ айтымсыз процеспен жұ мыс жасайтын жылу машинасы ү шін:

бұ дан

(19)

тең деулерді біріктірсек:

(20)

(19) тең деудегі тең дік белгісі қ айтымды, ал тең сіздік белгісі қ айтымсыз процестер ү шін, сонда:

(21)

Егер жү йеге берілген жылу мө лшерін оң, ал суытқ ышқ а шығ арылғ ан жылуды тepic деп қ абылдасақ, тең деуді мына тү рде жазамыз:

, , (22)

немесе (22а)

тең деу термодинамиканың. II заң ының маТақ ырыптикалық ө рнегі болып табылады да Клаузиустың тең дігі (тең сіздігі) деп аталады.

2. Фотондар мен олардың қ асиеттері. Фотондар қ атысатын процестердегі энергия мен импульстың сақ талу заң дары. Комптон эффектісі

Энштейн Планктың атом-осцилятордың сә уле шығ ару сипаты кванттық деген идеясын, одан ә рі жалғ астырып, дамытты. Оның ойынша, жарық тың шығ арылуы, кең істікте таралуы жә не жұ тылуы ү здіксіз емес, белгілі бір порция жарық кванттары тү рінде болады деді. Сондық тан электромагниттік сә уле шығ аруды ү здіксіз толқ ындық процесс деп қ арамау керек, оны вакуумдегі с жарық жылдамдығ ымен тарайтын кең істікте жойылмағ ан дискретті кванттар деп қ арау керек деп тү сіндірді. Бұ л кванттар фотондар деп аталады.

Фотон энергиясы:

E=hν

h- Планк тұ рақ тысы

h= 6, 62 ∙ 10 Дж с

Салыстырмалы теория бойынша m=

m= - Фотон массасы

Фотонның тыныштық массасы жоқ, яғ ни ол тыныштық кү йде ө мір сү рмейді. Ол пайда болысымен с жарық жылдамдығ ымен қ озғ алады. Фотонның импульсі бар, ол былай анық талады:

P=mc= =

Фотонның массасы ν ө згерген сайын, ө згере береді, жарық дискретті бө лшектерден- фотондардан тұ рады. Ол бө лшектің энергиясы, массасы ү здіксіз ө згереді.

Жарық металғ а тү скенде одан электрондарды ұ шып шығ арады, яғ ни А жұ мысы жасалады. Заттың жарық ты жұ туы нә тижесінде электрон hν энергиясын алады. Егер hν ≥ A болса, онда электронды шығ у жұ мысы іске асады. Электронның металдан ыршып шығ уы энергияның сақ талу заң ына сә йкес электронның max энергиясы мынағ ан тең:

mv /2= hν -A

Бұ л тең деуді сыртқ ы фотоэлектрондық қ ұ былыс ү шін Эйнштейн тең деуі деп атайды.

.

Комптон эффектісі

Американ ғ алымы Комптон жарық тың жең іл заттардан шағ ылғ анда, шағ ылғ ан жарық тың толқ ын ұ зындығ ы артатынын байқ ады. Комптон бұ л қ ұ былысты тү сіндіру ү шін импульс пен энергияның сақ талу заң ын пайдаланды.

Комптон эффектісін сипаттайтын формула:

немесе .

Электрон ү шін Комптонның толқ ын ұ зындығ ы:

3. Кварцтың сындыру кө ресткішінің дисперсиясы λ =486, 1 мм сә йкес n=15497 тең. Осығ вн сә йкес фазалық жылдамдығ ының группалық жылдамдық қ а қ атынасын анық таң ыз.

Билет.

Сұ йық тардағ ы молекулалық қ ұ былыстар. Молекулалық қ ысым. Беттік керілу. Капиллярлық қ ұ былыстар. Ерітінділер. Осмостық қ ысым.

Диффузия. Тығ ыздық тепе-тең дiк мә нiнен ауытқ ығ анда, жү йенiң белгiлi бiр бө лiгiнде қ оспа қ ұ раушыларының қ озғ алысы басталады. Бұ л қ озғ алыс ә рбiр қ ұ раушының тығ ыздығ ы барлық кө лемде бiрдей болатындай бағ ытта жү редi. Осындай қ озғ алыспен байланысты зат қ ұ раушыларының тасымалдануын диффузия деп тү сiнемiз.

диффузия коэффициентi (1)

Жылу ө ткiзгiштiк. Тепе-тең дiк жағ дайында жү йенiң барлық бө лiгiнде температура T бiрдей. Температура тепе-тең дiк мә нiнен ауытқ ығ анда жү йенiң белгiлi бiр бө лiгiнде жылу қ озғ алысы пайда болады. Осындай қ озғ алыспен байланысты жылу формасында энергия тасымалдау жылу ө ткiзгiштiк деп аталады.

жылу ө ткiзгiштiк коэффициентi (2)

Тұ тқ ырлық. Тепе-тең дiк жағ дайында фазаның ә ртү рлi бө лiктерi бiр-бiрiне қ атысты алғ анда тыныштық жағ дайында болады. Бұ л жағ дайдан ауытқ ып, бө лiктер арасында салыстырмалы қ озғ алыс пайда болғ анда олардың салыстырмалы жылдамдығ ын азайтуғ а тырысатын факторлар, яғ ни iшкi тежегiш кү штер немесе тұ тқ ырлық пайда болады. Бұ л кү штердiң пайда болуы газ қ абаттары арасындағ ы реттелген қ озғ алыс кезiнде бiр-бiрiмен импульс алмасуына саяды. Олай болса, тұ тқ ырлық импульс тасымалдау процесiне жатады.

тұ тқ ырлық коэффициенті (3)

Сұ йық тардың қ асиеттерi газ қ асиеттерiне жуық тап сә йкес келедi.

Беттік керілу.

Механикада сияқ ты жү йе потенциалдық энергиясы аз кү йге талпынады, жә не потенциалдық энергиясы аз кү й біршама тұ рақ ты болып есептелінеді, изотермиялық шарттарында термодинамикада жү йе еркін энергиясы аз кү йге талпынады. Сондық тан сұ йық тың беті сығ ылуғ а тырысады. Осығ ан орай, сұ йық тың бетінде беттік керілу деп аталынатын кү штер пайда болады. Осында сұ йық тық бет жазық тығ ының ә р жақ тарына изотропты тартылғ ан жұ қ а резең келік қ абатқ а ұ қ сайды. Кө бінесе беттік керілу 20⁰С температурада 10^-2– ден 10^-1 Н/м- ге дейін болады. Мысалы, Эфирде -1, 71*10^-2, ацетонда -2, 33*10^-2, бензолда 2, 89*10^-2 Н/м.Бірақ сынапта 0, 465 Н/м.

4.6 Капиллярлық қ ұ былыстар

Капиллярлық қ ұ былыстар – бұ л капиллярдағ ы сұ йық дең гейінің ө згеру қ ұ былысы.

Капиллярлар – жің ішке цилиндр тү тікшелер (олардың диаметрі мм).

Егер капиллярды бір ұ шымен кең ыдысқ а қ ұ йылғ ан ыдысқ а қ ұ йылғ ан сұ йық қ а батырса, онда сұ йық тың ыдыс қ абырғ асына жұ ғ у немесе жұ қ пауы нә тижесінде капиллярдағ ы сұ йық бетінің қ исық тығ ы кө рнекті болады. Егер сұ йық тү тікше материалына жұ ғ атын болса, онда оның ішіндегі сұ йық беті – мениск – ойыс, ал егер жұ қ пайтын болса, онда дө ң ес болады.

4.20 - Сурет- Капиллярлық қ ұ былыстар

Қ осымша қ ысым – беттік керілу кү штеріне негізделіп, сұ йық тың майысқ ан бетіне тү сірілетін қ ысым.

Дө ң ес беттің қ осымша қ ысымы оң, ал ойыс беттікі – теріс. Сұ йық капилляр бойымен биіктікке жоғ ары кө терілгенде немесе тө мен тү скенде сұ йық бағ анасындағ ы қ ысым (гидростатикалық қ ысым) қ осымша қ ысыммен ( ) тең еседі, яғ ни

(4.19)

Капилляр бойындағ ы сұ йық тың кө терілу биіктігі (тө мен тү су терең дігі):

(4.20)

мұ ндағ ы - сұ йық тың тығ ыздығ ы; - капиллярдың радиусы; - сұ йық бетінің қ исық тық радиусы; - еркін тү су ү деуі.

Соң ғ ы формуладан капиллярдағ ы сұ йық тың кө терілу (тө мен тү су) биіктігі оның радиусына кері пропорционал екендігі шығ ады. Жің ішке капиллярларда сұ йық айтарлық тай жоғ ары кө теріледі. Мә селен, су ( кг/м³, Н/м) диаметрі 10 мкм капиллярғ а толық жұ қ қ анда ( ) оның бойымен м биіктікке дейін кө теріледі

Осмостық қ ысым - ерітінді диффузиясы кезіндегі ерітілген заттың жартылай ө тімдімембрана арқ ылы тудыратын асқ ын қ ысымы.

Билет

1. Булану жә не конденсация. Сұ йық пен қ анық қ ан будың тепе-тендігі. Кризистік кү й. Аса қ анық қ ан бу жә не аса қ ыздырылган сұ йық.

Булану жә не конденсация.

Сұ йық тан буғ а айналу процесін қ арастырайық. Қ айнау процесінде ү лкен кинетикалық энергиясы бар сұ йық молекулалары сұ йық тың бетіне шығ ып, молекулааралық тартылысты жең іп, сұ йық бетінен шығ ып кетуі керек. Яғ ни

энергиясы молекулалардың тартылыс кү шіне қ арсы істелетін жұ мыстан кө п болуы керек (E_k> A.). Бұ л жұ мыс A=2r^.F тең дігі арқ ылы анық талады. Мұ ндағ ы r – молекулалардың ә серлесу сферасының радиусы, Ғ - ә серлесу кү ші.

Молекулалардың тартылыс кү ші ө те ү лкен шама. Судың молекулалық ішкі қ ысымы 11 мың атм. Ендеше молекуланың сұ йық бетіне шығ уы ү шін ө те ү лкен энергия керек. Энергиясы жоғ ары молекулалар, яғ ни «ыстық» молекулалар ғ ана сұ йық бетіне шығ а алады. Осының нә тижесінде қ алғ ан молекулалардың энергиясы азаяды. Кебу кезінде дене суыйды. Булануғ а кері процесс қ оса жү реді. Яғ ни ауадағ ы су буы қ айтадан сұ йық қ а айналады. Екі процесс ү здіксіз жү реді. Егер булану конденсацияғ а қ арағ анда интенсивті болатын болса, сұ йық буланады, ал керісінше конденсациялану булануғ а қ арағ анда интенсивті жү рсе онда сұ йық кө бейеді.

Екі процесс ө зара тең болса тепе-тең дік процесс делінеді, яғ ни қ анша молекула буланса, сонша молекула конденсацияланады. Бұ л уақ ыттығ ы буды қ анық қ ан бу дейді.

Егер адиабаталық кебу болса, температура тө мендейді. Изотермалық кебуде (тұ рақ ты температурада) берілген жылу тұ рақ ты болады. Сұ йық ты қ айнауғ а дейін қ ыздырғ анда жылудың біразы ғ ана булануғ а жұ мсалады, ал кө п бө лігі тек қ ыздыруғ а кетеді. Қ айнау басталу ү шін сұ йық тың ішінде ауа кө піршіктері болуы керек, яғ ни қ ос фазалы болу керек.

Ауа кө піршіктері сұ йық тың ішінде ыдыс қ абырғ асындағ ы не тү біндегі денелерге жабысып тұ рады. Осы кө піршіктер булану орталығ ы болып табылады. Сұ йық осы кө піршіктің ішінде буланады, кө піршік ү лкейіп ө з орнына кішкене кө піршік қ алдырады да сұ йық бетіне кө теріліп жарылады. Кішкене кө піршік тағ ы ұ лғ айып, тағ ы кө теріледі. Осылай қ айталану болады. Кө піршіктер тізбек жасап кө теріліп отырады.

Булану (Испарение) — заттың сұ йық немесе қ атты агрегаттық кү йден газ тә різді (бу) кү йге (бірінші текті фазалық ауысу) ауысу процесі. Cуқ ойманың су беті ылғ алының булану арқ ылы атмосферағ а кө теріліп, одан жауын-шашын тү рінде қ айта тү суі. Ылғ алы мол аймақ тардағ ы жауын-шашын қ абаты булану қ абатынан артып кетеді, сондық тан атмосферамен ылғ ал алмасу тең дестігінің оң (болымды), ал ылғ ал жетіспейтін аймақ тардағ ы бұ ғ ан керісінше жағ дай; ылғ ал алмасу тең дестігінің теріс (болымсыз) қ ұ былысы деп аталады;

Cудың сұ йық немесе қ атты кү йден газғ а (буғ а) айналу процесі, сұ йық тық тан қ оршағ ан кең істікке ө ткен молекулалар саны мен беттің қ айтадан жұ тқ ан молекулалар саны арасындағ ы айырма. Кері жағ дай, яғ ни бетте қ айта жұ тылғ ан сұ йық тық молекулаларының саны одан бө лінген молекулалар санынан кө п болса, онда оны конденсация дейді. Қ ар мен мү з бетінен булануды немесе қ атты фазадан сұ йық фазаны айналып газ кү йіне ө туді тө те булану десе, ал қ ар бетіндегі сұ йық фазаны айналып ө тетін конденсацияны — сублимация дейді. Су беті немесе топырақ тан булануды физикалық булану, ал ө сімдікгер транспирациясын биологиялық булану деп бө леді.^[1]

Қ атты дененің Булануы сублимация деп аталады. Булану процесі кез келген температурада жү руі мү мкін, бірақ ол температуражоғ арылағ ан сайын тезірек ө теді. Жабық ыдыстағ ы Булану процесі сұ йық тық тың не қ атты дененің ү стіндегі кең істік қ анық қ ан буғ атолғ анша тұ рақ ты температурада жү реді ылғ ал алмасудың негізі болып табылады.

Билет

1. Балқ у жэне кристалдану. Клапейрон-Клаузиус тең деуі. Ү штік нү кте. Кү й диаграммасы. Фазалық ауысу. 1 жә не 2 шекті фазалық ауысу. )Балқ у жә не кристалдану. Балқ у температурасы.

Балқ у жә не кристалдану. Балқ у температурасы. Заттың қ атты кү йген сұ ық кү йге ө туі балқ у, ал сұ йық кү йден қ атты кү йге ө туі қ атаю немесе кристалдану деп аталады.

Қ атты зат балқ ығ ан кезде кристалдық тор қ ұ райтын бө лшектердің ақ ашық тығ ы артып, бү лінуі басталады, сө йтіп заттың молекулалы – потенциалдық энергиясы артады. Заттың балқ уы ө з бетінше алмайды, оны орындау ү шін жұ мыс атқ ару керек.

Кристалдану кезінде, керісінше бө лшектер бір-біріне жақ ындап, бір кристалдық тор тү зе бастайды да, олардың потенциалдық энергиясы тө мендейді. Демек, кристалдану процессі сұ йық ө зінің энергиясы басқ а бір сыртқ ы денеге берген кезде ғ ана жү реді.

Сонымен температуралы бірдей болғ ан кү ннің ө зінде, заттың сұ йық кү йіндегі бірлік массасының ішкі энергиясы осы заттың қ атты кезіндегі бірлік массасының ішкі энегргиясынан артық болады.

Заттың ө зінің барлық физикалық жә не химиялық қ асиеттері бойынша бір текті болатын облысы осы зат кү йінің фазасы деп аталады. Осы заттың сұ йық фазасы энегргия бере алмаса, ал қ атты фазасы оны бере алмаса, онда бірдей температурадағ ы заттың сұ йық жә не қ атты фазалары тепе-тең дік кү йде ұ зақ уақ ыт бойы қ ала алады. Мысалы: қ оршағ ан ортаның температурасы О⁰С болса, онда мұ з суда ұ зақ бойы қ ала береді.

Заттың сыртқ ы денелерден энергия алатын тек қ аты фазасы болсын. Сонда ә уелі осы заттың малекулалы – потенциалдық жә не малекулалы – кинетикалық энергиясы артады. Тек сұ йық фазада одан ә рі алғ ан энергия оның молекулалы – кенетикалық энергиясын артуғ а жұ мсалады, яғ ни сұ йық қ ызады. Егер сұ ық ө зінің энергиясын қ оршағ ан денелерге берсе, онда осы айтылғ ан процесс кері бағ ытта қ айталанады.

1- суретте заттың балқ ығ ан жә не қ атайғ ан кездердегі температурасы ө згерістерінің графиктері келтірілген Q_к кесіндісі қ атты кү йдегі жылуғ а кетген жылу мө лшерін, Q_бал кесінді балқ ығ ан кезде алғ ан, Q_с кесінді сұ йық кү йдегі заттың ә рі қ арай жылуына кетген жылу мө лшерін ө рнектейді. Q_с кесіндісі заттың сұ йық кү йде тұ рып салқ ындағ ан кезінде заттың берген жылу мө лшерін ө рнектейді. Тә жірибе кө рсеткендей, заттың балқ у жә не қ атары бірдей температурада ө теді. Жә не бұ л температура заттың қ атты жә не сұ йық кү йі қ атар болатын кезде ө згеріссіз қ алады. Бұ л температура балқ у температурасы деп аталады. Заттың балқ у жә не қ атаюының қ атты жә не сұ йық фазаларының арасында анық шекара болады.

Аморфты денелерде балқ у жә не қ атаю процессетері байқ алмайды. Қ ыздырғ ан кезде олар бірте-бірте жұ мсаралы, ал салқ ында тү рлі кезде бірте – бірте қ оюлады. Осы кезде бұ л заттардың температуралы ү здіксіз ө згеруде, олардың сұ йық жә не қ атты фазаларын арасында кө зге тү сетіндей шекара болмайды, массасы бір тектілігі ерекшеленеді.

Сонымен балқ у мен кристалдануды тек кристалдық денелерде ғ ана бақ ылай аламыз.

Меншікті балқ у жылуыу.

Балқ у мен қ атаю процесстерінде заттың ішкі энергиясының ө згерісі оның m массасына тура пропорционал. Осы кездегі энергияның ө згерісін балқ у жылуы мө лшерімен анық талады.

Q_бал=m

Q_бал балқ у жылуы сонымен қ атар заттың тегіне жә не сыртқ ы қ атарғ а тә уелді. Осы тә уелділікті пропорционалдық коэффициентімен ө рнектейді. Заттың балқ у немесе қ атаю процесстері кезінде оның ішкі энергиясының заттың тегіне жә не сыртқ ы шартты тә уелділігін сипаттайтын шамасы меншікті балқ у жылуы деп аталады. Ол осы заттың балқ у температурасында алынғ ан бірлік массасын балқ ытуғ а қ ажетті жылу мө лшерімен ө лшенеді, яғ ни

меншікті балқ у жылыуының SI жү йесіндегі ө лшем бірлігі

=1Дж/кг

яғ ни бірлігі ү шін тұ рақ ты температура кезінде массасы 1 кг қ атты денелі балқ ытуғ а 1 Дж энергия жұ мсалатын меншікті балқ у жылуын алады.

Меншікті балқ у жылуын тә жірибе жү зінде анық тайды жә не есептеулер кезінде оның мә нін кестеден алады.

Механикалық кернеу.

Механикалық кернеу. 2-ші суретте деформацияланғ ан шыбық та ө сіні перпендикуляр жұ қ а қ абатты ойша бө ліп алайық. Ол шыбық ты екі бө лікке бө леді. Шыбық тың екі бө лігінің де тепе-тең дікте болуына, шыбық тың жоғ арғ ы жағ ы бө лініп алынғ ан қ абатқ а F₁ кү шке тең F₁, ал тө менгі жағ ына F₂ кү шіне тең F₂ кү шпен ә рекет етеді. Деформацияланғ ан дененің ішінде пайда болатын осы ішкі кү штер деп аталады. Олар дененің ә р бір элементінің деформациясы (біздің жағ дайымызда - созылуы) тудырады.

Егер шыбық қ а бір текті F₁ жә не F₂ сыртқ ы кү штер шыбық осының бойымен ә рекет етсе, онда F₁ жә не F₂ ішкі кү штер кө лденең қ иманың S ауданы бойынша біркелей таралады.

Деформацияланғ ан қ атты денедегі ішкі кү штердің ә рекеттесуі сипаттардың шама механикалық кернеу деп аталады. Механикалық кернеу деформацияланғ ан дене қ имасының бірлік ауданың ә рекет ететін ішкі ішімен ө лшенеді:

Егер ішкі кү ште қ има бойында таралмаса, онда бірінші сү реттегі S –тің орнына жеткілікті мө лшерде аз жә не оның аумағ ында ішкі кү ші турақ ты деп санауғ а болатын ауданды алу қ ажет

механикалық кернеудің SI жү йесіндегі ө лшем бірлігі

SI жү йесінде бірлігі ретінде қ имасының бір 1 М² ауданына 1Н ішкі кү ш ә рекет ететін материалдық механикалық кернеуін алынады. Қ атты дене кез келген деформациясы кезінде ішкі кү штердің ә рекетінен дене қ ұ райтын бө лшектер бір біріне қ атысты ығ ысады. Бұ л материал деформацияғ а қ арсы ә рекет ететін кү штерді тудырады. Серпімділік кү штері деп аталатын осы кү штер деформацияланғ ан дененің ішкі оның жеке бө ліктерінің арасында дененің деформациясын тудырады басқ а денелерге де ә рекет етеді. Олар деформацияланғ ан денені бұ рың ғ ы пішінін жә не кө лемін қ алпына келтіруге тырысады. Деформацияланғ ан дененің сыртқ ы кү штердің ә рекеті тоқ тағ аннан ө зінің бұ рың ғ ы пішіні мен кө лемін қ абылдау қ асиеті серпімділік деп аталады. Денеге тү сірілген сыртқ ы кү штердің ә рекеті тоқ тағ ан бойда жоғ алатын дененің деформациясы серпімді деформация деп аталады. Тә жірибе кө рсеткендей, денені сыртқ ы кү ш ә рекеті тоқ тағ аннан кейін ө зінің бастапқ ы пішіні мен кө лемін қ алпына келтіре алмағ андай дә режеге дейін деформациялауғ а болады екен. Денелердің сыртқ ы ә рекеті тоқ тағ аннан кейін де деформацияны сақ тап қ алу қ асиеті иілгішктік (пластинкалық) деп аталады. Сонымен бірге материалдың қ асиеттері сыртты шарттарғ а қ атты тә уелді. Мысалы, ә детте, иілгіш болып келетін қ орғ асын тө менгі температуралар кезінде серпімді, ал серпімді болат – жоғ арғ ы қ ысым немесе жоғ арғ ы температура кезінде иілгіш.

Машина жасау ө ндірісінде материалдардың ескеруді аса қ ажет болатын механикалық қ асиеттеріне морттың жә не қ аттылық жатады. Серпімді деформациялар мен материалдағ ы ішкі кү штердің арасындағ ы байланысты тұ ң ғ ыш тағ айындалғ ан ағ ылшын ғ алымы Р.Гук. Гук заң ының тұ жырымдамасы мынадай: серпімді деформацияланғ ан денедегі механикалық кернеу осы оның салыстырмалы деформациясында тұ ра пропорционал

Билет

1. Электростатика. Кулон заң ы. Электрстатикалық ө рісі, оның кернеулігі. Гаусс теоремасы. Электр диполі.

Ағ ылшын физигі Ш.Кулон кү йектелі таразының кө мегімен вакуумдегі бір-бірінен арақ ашық тық та тұ рғ ан нү ктелік екі зарядтардың ө зара ә серлесу кү шін тә жірибе жасап анық тағ ан. Кулон заң ы: Вакуумдегі (бостық тағ ы) нү ктелік екі зарядтардың ө зара ә серлесу кү ші, сол зарядтардың кө бейтіндісіне тура пропорционалды, арақ ашық тық тарының квадратына кері пропорционал болады.

Зарядталғ ан бө лшектердің ө зара ә серлесуі олардың айналасындағ ы электр ө рісі арқ ылы болады. Кез-келген зарядталғ ан дененің (бө лшектің) айналасында электр ө рісі болады. Қ озғ алмайтын зарядтың айналасындағ ы ө рісі электростатикалық ө ріс деп атайды

Гаусс теоремасы. Радиусы r сфера беттің центрінде q заряд болсын. Ол зарядтың ө рісінің кернеулігінің кү ш сызық тарын сфера бетті қ ияп жатады. Сонда сфера бетті қ иып ө тетін кернеулік векторының ағ ыны

Гаусс теоремасы былай оқ ылады: кез-келген тұ йық бетті қ иып ө тетін электр ө рісінің кернеулік векторының ағ ыны сол беттің ішіндегі зарядтардың қ осындысын -ге бө лгенге тең.

Жалпы жағ дайда тұ йық беттің ішіндегі зарядтардың алып жатқ ан кө лемі V болса, онда зарядтың тығ ыздығ ы

болады.

Гаусс теоремасын пайдаланып ә ртү рлі жағ дайдағ ы зарядтың, немесе зарядтар системасының ө рістерінің кернеуліктерін анық тауғ а болады.

2. Жылулық сә улелену. Жылулық сә улелену, оның сипаттамалары. Қ ара дене. Кирхгоф заң ы. Абсолют қ ара дененің сә уле шығ ару заң дары. Фотоэффект. Сыртқ ы фотоэффект зандары.

Жылулық сә улелену - сә улеленуші дененің (сә уле шығ арушы) ішкі энергиясының электромагниттік толқ ындар тү рінде таралу процесін сипаттайды. Электромагниттік толқ ындар – дегеніміз, сә улеленетін денеден шығ атын электромагниттік ауытқ улар жә не де ваккумда жарық жылдамдығ ымен таралады.

Кирхгоф заң ы. Бұ л заң денелердің сә улешығ ару жә не жұ ту қ абілетті арасындағ ы байланысты орнатады.

Параллель орналасқ ан екі дене арасындағ ы сә улелік энергиямен алмасуын қ арастырайық, жә не де біреуінің температурасы Т₀ -ғ а тең абсолютті қ ара жә не сә улешығ ару қ абілетті Е₀ болып, ал екіншісінің температурасы Т- ғ а тең сұ р жә не сә улешығ ару қ абілетті Е болсын. Бұ л жағ дай ү шін Т> T₀ қ атынасы, абсолютті қ ара дене арқ ылы қ абылданатын жылу мө лшеріннің қ осындысы анық тайды:

мұ ндағ ы сұ р дене арқ ылы шағ ылысатын энергия мө лшері.

Билет

1. Потенциалды энергия Потенциал. Электрлік сыйымдылық. Конденсаторлар жә не оларды қ осу. Электр ө рісінің энергиясы.

Потенциалдық энергия. Егер жү йеге тек консерватив жә не гироскоптық кү штер ә рекет жасаса, ө зара ә рекет энергиясы ретінде потенциалдық энергия тү сінігін қ арастыруғ а болады.

Электр Сыйымдылық – ө ткізгіштің немесе ө ткізгіштер жү йесінің электр зарядтарын жинау жә не ұ стап тұ ру қ абілетін сипаттайтын физикалық шама.

Конденсатор деп жұ қ а диэлектрик қ абатымен бө лінген екі ө ткізгіштен тұ ратын жү йені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қ оюлату, жинақ тау деген сө зінен шық қ ан. Конденсатор электр энергиясын жә не электр зарядтарын жинақ тау ү шін қ олданылады. Конденсатордың екі ө ткізгішін оның жапсарлары деп атайдың Ол жапсарларды шамасы жағ ынан тең, таң балары жағ ынан қ арама –қ арсы зарядтпен зарядтайды.Бұ л қ ұ рал ө зіміз кө ріп жү рген телевизорларда, радиоқ абылдағ ыштарда, магнитофонда жә не т.б электр қ ұ ралдарында қ олданылады.

Электр ө рісінің энергиясы:

Зарядталғ ан оқ шау ө ткізгіштердің электр ө рісінің энергиясы келесі формуламен анық талады:

.

Зарядталғ ан конденсатордың энергиясы

.

Зарядталғ ан конденсатордың энергиясын астарлар арасындағ ы электр ө рісін сипаттайтын шамалар арқ ылы ө рнектеуге болады. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығ ы екенін ескерсек

кө бейтіндісі кө лемді, қ атынасы электр ө рісінің кернеулігін береді.

Сондық тан электр ө рісінің энергиясын келесі тү рде ө рнектеуге болады:

Бірлік кө лемдегі электр энергиясын ө ріс энергиясының тығ ыздығ ы деп атайды.

Ө лшем бірлігі .

2. Спектрлік сипаттамалар. Бор постулаттары. Бор жасағ ан сутегі атомының моделі.

Спектрлік сипаттамалар:

Заттың сыну кө рсеткішінің толқ ын ұ зындығ ына тә уелді ө згеруін берілген заттың дисперсиясы

D=dn/dl. (2)

Аталғ ан қ ұ былыс жарық мө лдір призмадан ө ткенде айқ ын білінеді. Сонда ақ жарық жеті тү рлі тү ске жіктеледі. Оны спектр деп атайды. Ә р тү рлі жарық кө здерінің спектрлерін зерттегенде, спектрдің бірнеше тү рлері болатындығ ы тағ айындалды. Қ ызғ ан қ атты денелер мен сұ йық тар шығ аратын жарық тардың спектрлері тұ тас спектр болады.

Мұ ндай спектрлерде екі тү стің ара жігі бө лінбейді. Мысалы, электр шамының қ ыл сымы қ ызғ анда шығ аратын жарығ ының спектрі тұ тас болады.

Сиретілген газдар мен булар сызық тық спектрлер шығ арады. Мысалы, инертті газдардың, сутегі, оттегі атомдарының, сондай-ақ металл буларының шығ аратын жарығ ының спектрлері сызық тық болады.

Жарқ ырайтын дененің шығ аратын спектрлері шығ ару спектрлері деп аталады. Кез келген жарық кө зі шығ арып тұ рғ ан жарық ағ ынын мө лдір зат арқ ылы ө ткізсек, онда ағ ын энергиясының бір бө лігін зат жұ тып алады. Заттар толқ ын ұ зындық тары ә р тү рлі жарық сә улелерін бірдей жұ та бермейді. Қ ызғ ан кезде зат қ андай толқ ын ұ зындығ ындағ ы сә уле шығ аратын болса, ол сондай толқ ын ұ зындығ ындағ ы сә улені жақ сы жұ тады. Демек, атомдардың жұ тылу сызық тары олардың сә уле шығ ару сызық тарына сә йкес келеді. Бұ л Кирхгоф заң ы деп аталады. Заттың қ ұ рамын оның сә уле шығ ару спектрі бойынша анық тау спектрлік анализ деп аталады.

Билет

1. Электр тогы. Электр тогы жә не оның кү ші мен тығ ыздығ ы. Тізбек бө лігі ү шін Ом заң ы. Ө ткізгіштердің кедергісі, олардың температурағ а тэулділігі. Асқ ын ө ткізгіштік.

Электр тогы дегеніміз зарядталғ ан бө лшектердің немесе макроскопиялық денелердің реттелген қ озғ алысы.

Ток кү ші (жә не кернеу) ө згерісі (тербеліс) қ айталанатын уақ ыттың (секундтпен берілген) ең қ ысқ а аралығ ы период (Т) деп аталады.

Электр тоғ ының тығ ыздығ ы – электр тогының векторлық сипаттамасы. Э. т. т. векторының модулі – зарядтың қ озғ алу бағ ытына перпендикуляр бірлік аудан арқ ылы бірлік уақ ыттың ішінде ө тетін электр зарядына тең.

Тізбек бө лігі ү шін Ом заң ы.

1826 жыл неміс ғ алымы Ом кө птеген тә жірибенің нә тижесінде мынадай қ орытынды жасады: тұ рақ ты температурада ө ткізгіштегі ток кү ші тү сірілген кернеуге тура пропорционал жә не ө ткізгіштің кедергісіне кері пропорционал болады.

мұ ндағ ы: R - ө ткізгіштің кедергісі, U – кернеу, I – ток кү ші.

Кедергі - ө ткізгіштің негізгі электрлік сипаттамасы болып табылады. Ө ткізгіштің кедергісі оның пішініне, тегіне жә не температурағ а тә уелді.

Ө лшем бірлігі .

Ө ткізгіштің кедергісіне кері шама ө ткізгіштік деп аталады.

Ө ткізгіш біртекті болса кедергі келесі формуламен анық талады:

,

мұ ндағ ы: - ө ткізгіштің меншікті кедергісі, -кө лденең қ имасының ауданы, - ұ зындығ ы.

Егер орта біртекті болмаса, онда кедергі келесі формуламен анық талады:

.

Ө ткізгіштің кедергісінің температурағ а тә уелділігі келесі ө рнекпен анық талады:

,

мұ ндағ ы: -кедергінің температуралық коэффициенті.

1) металлдар ү шін температура артқ анда ө ткізгіштің кедергісі артады, яғ ни ,

2) Электролиттер, газдар жә не жартылай ө ткізгіштер ү шін температура артқ анда ө ткізгіштің кедергісі кемиді, яғ ни .

Кез-келген тізбекте электр тогы жү ру ү шін қ ажетті шарттар:

1. Тізбек тұ йық талғ ан болуы қ ажет.

2. Электр тогын тудыратын ток кө зі болуы керек.

Асқ ын ө ткізгіштік — кейбір ө ткізгіштерді белгілі бір алмағ айып температурағ а (Та) дейін суыту кезінде олардың электрлік кедергісінің секірмелі тү рде кенет нө лге дейін тө мендеу қ ұ былысы.

2. Кванттық механиканың негізі. Де Бройль гипотезасы. Толқ ындық функция, оның физикалық қ асиеттері. Гейзенбергтің анық талмағ андық тар қ атынасы.

Механиканы классикалық немесе Ньютон механикасы жә не кванттық механика деп екіге бө леді.

Кванттық механика, толқ ындық механика – микробө лшектердің (элементар бө лшектердің, атомдардың, молекулалардың, атом ядроларының) жә не олардың жү йелерінің (мысалы, кристаллдардың) қ озғ алу заң дылық тарын анық тайтын, сондай-ақ, бө лшектер мен жү йелерді сипаттайтын физикалық шамаларды макроскопиялық тә жірибеде тікелей ө лшенетін шамалармен байланыстыратын теория.