Электрондардын таралуына температуранын Сери Ферми денгейи. Металдагы электрондык газдын ышкы энергиясы жане жылу сыйымдылыгы

Айналмалы козгалыстын кинематикалык элементтери кисык сызыкты козгалыс кезиндеги жылдамдыкпен удеу.

60. ТуРгЫН ЖаНЕ кУМА ТОЛкЫНДАР. ТОЛкЫННЫн ОРТАДА ТАРАЛУЫ. ТОПТЫк ЖаНЕ ФАЗАЛЫк ЖЫЛДАМДЫкТАР. БиРоЛШЕМДи ТОЛкЫНДЫк ТЕнДЕУЛЕР. Тургын толкын дегенымыз ортанын амплитудалары зандылыкты кеныстыкте ылесуы, туйындер мен токтардын болуымен сипатталатын быр фазада отетын тербелыстер.Кума толкындарда ортанын болшектерынын тербелысы толкыннын таралу багытымен багыттас болады. Кума толкындар газ, катты, суйык орталарда таралады.Фазалык жылдамдык: ϑ=ω∕к=с²∕ϑТоптык жылдамдык: U=dω∕dk=dE∕dPТолкындардын ортадагы таралу жылдамдыгы: ϑ=c/√εμ

61.МЕТАЛДАРДЫн ЭЛЕКТРоТКиЗГиШТиГи. АСкЫН оТКиЗГиШТиК. АСкЫН оТКиЗГиШТин МАГНИТТиК кАСИЕТТЕРи. Электр Откызгыштык – уакыт бойынша озгермейтын электр орысы асерынен заттын туракты электр тогын откызу кабылеты. Заттын Э. о-ы оларда козгалгыш электр зарядтары – ток тасушылардын болуына байланысты. Ток тасушылардын тегыне карай Э. о.: электрондык откызгыштык (мыс., металдар мен шала откызгыштерде), иондык откызгыштык (мыс., электролиттерде) жане аралас (электронды-иондык) откызгыштык (мыс., плазмада) болып ажыратылады. Ал меншыкты электроткызгыштыгыне () байланысты барлык денелер: откызгыштер (106 сименс/м), шала откызгыштер (10–8 сименс/м) 106 сименс/м жане диэлектриктер (10–8) болып уш топка болынеды. 2) Электр кедергысыне керы шама. Ол бырлыктердын халыкаралык жуйесынде (СИ) сименспен орнектеледы. Аскын откызгыштык [1] — кейбыр откызгыштерды белгылы быр алмагайып температурага (Та) дейын суыту кезынде олардын электрлык кедергысынын секырмелы турде кенет нолге дейын томендеу кубылысы. Сынаптын темп-расын Т = 4,15 К-ге томендеткен кезде бул кубылысты алгаш рет (1911) голланд физигы Х. Каммерлинг-Оннес байкаган. Ол кейын Т1Та темп-ра кезынде кушты магнит орысынде (НТНа) сынаптын электрлык кедергысынын калпына келетындыгын де аныктаган (мундагы На — алмагайып магнит орысынын кернеулыгы). Егер ТтТа жане НТНа болса, онда аскын откызгыш улгынын касиеты идеал диамагнеттын касиетындей болып озгереды (к. Диамагнеттык). Сойтып, аскын откызгыштын ышкы магнит индукциясы (В) 0-ге тен болады, ягни сырткы магнит орысы аскын откызгыш ышыне оте алмайды. Бул кубылыс Мейснер эффектысы деп аталады. 1967 жылы Дж.Бардин, Л.Купер, Дж.Шриффер (АКШ) жане Н.Н. Боголюбов (Ресей) Аскын откызгыштыктын микроскопиялык теориясын жасады. Бул теориянын негызыне спиндерынын танбасы карама-карсы электрондар жубы (Купер жубы) алынган. Мундай жуптын заряды 2 l-ге (мундагы l — электрон заряды), спинынын маны нолге тен болады, ары ол Бозе-Эйнштейн статистикасына багынады. Аскын откызгыштык кубылысы байкалатын металдарда жуптар бозе-конденсация кубылысына ушырайды. Сондыктан купер жуптарынын аскын аккыштык касиеты болады. Сонымен Аскын откызгыштык электрондык суйыктыктын аскын аккыштыгы болып табылады. Аскын откызгыштык практикада кенынен пайдаланылады. 20 гасырдын сонында керамикалык материалдардын жогары температурадагы (77-100 К) аскын откызгыштыгын зерттеу багыты каркынды дамуда. Ал Казакстанда Аскын откызгыштыкты зерттеу КР ГА-нын Ядр. физ. ин-тында (КР ГА-нын корр. мушесы А.К. Жетбаевтын жетекшылыгымен) жургызылуде.

62.РЕЗОНАНС. ЭЛЕКТР ТиЗБЕКТЕРиНДЕГи ЕРиКСиЗ ТЕРБЕЛиСТЕР. Резонанс дегенымыз кайсыбыр тербелмелы жуйедегы ерыксыз тербелыстердн амплитудаларынын кенеттен тез осуы. Айнымалы косымша куш аркылы уздыксыз тербелетын тербелыс ерыксыз тербелыс деп аталады.Ал оган асер етушы куш мажбур етушы куш деп аталады. Сонда бул куштын шамасы уакытка байланысты гармониялык зан бойынша мына турде жазылады:Г=Ϝₒ sinωt,Мундагы Гₒ - мажбур етушы куштын амплитудасы,ω – онын донгелектык жиылыгы.Арине бул кезде ω=ωₒ тербелыстын алгашкы кезде согуы болады да, кейынырек амплитудасы туракты ерыксыз тербелыс калыптасады.Ньютоннын екыншы занын ерыксыз тербелыс ушын былай жазуга болады:НемесеБул формула ерыксыз тербелыстын дифференциалдык тендеуы деп аталды. Тендеуды шешсек,онда, ауыткудын уакытка байланысын былай орнектеуге болады:Ерыксыз тербелыстын амплитудасы:Ерыксыз тербелыстын алгашкы фазасы.

63. КИРХГОФ ЗАНДАРЫ. Курделы тармакталган тызбектердегы токты есептеу ушын Кирхгоф екы ереже усынды. Тармакталган тызбек ушын Кирхгофтын бырыншы ережесы: туйынде туйыскен ток куштерынын алгебралык косындысы нолге тен болады. Кирхгофтын бырыншы ережесынын орнегы:мундагы n – туйынде тогысатын ток саны.Кирхгофтын екыншы ережесы туйык тызбекке колданылады да ол былай айтылады: электр тызбегынын кез келген туйык контурындагы ток кушы мен кедергынын кобейтындылерынын алгебралык косындысы электр козгаушы куштерынын алгебралык косындысына тен:мундагы n – контурдагы тызбек болыктерынын саны.Кирхгоф ережелерын курделы туракты ток тызбектерыне колданганда мыналарды ескеру кажет: 1) барлык тызбекте ток багыттарын тандау кажет. 2) IR багытын он алу кажет, егер берылген тызбек участкесындегы ток айналыммен сайкес келсе, ягни ЭКК он деп саналады. 3) Ыздестырылып жаткан белгысыздерге тен тендеулер курастыру кажет.

64. МЕХАНИКАДАГЫ ИМПУЛЬСТЫН, ЭНЕРГИЯНЫН ЖАНЕ ИМПУЛЬС МОМЕНТЫНЫН САКТАЛУ ЗАНДАРЫ Дененын массасы мен жылдамдыгынын кобейтындысы импульс деп аталады:Импульс векторлык шама. Олшем бырлыгы – кг*м/с.Импульстын багыты жылдамдык багытымен багыттас. Екы асерлесетын болшектердын туйык жуйесынын толык импульсы:Туйык жуйенын импульсы уакыт отуымен озгермейды:Энергия дегенымыз дененын жумыс ыстеу кабылеттылыгынын сандык молшеры. Онын екы туры бар: кинетикалык жане потенциалдык.Материалдык нуктеге тусырылген куштын жасаган жумысы дененын жылдамдыгынын озгеруыне байланысты. Бул байланыс кинетикалык энергия деп аталады.Потенциалдык энергия дегенымыз денелердын озара орналасуын жане араларындагы асерлесу кушын сипаттайтын жуйенын механикалык энергиясы.Дененын козгалысы кезынде кез келген уакыт мезетынде онын кинетикалык жане потенциалдык энергияларынын косындысы туракты болады:Энергиянын сакталу занын кенырек тусыну мынаны корсетеды: энергия жогалмайды жане жоктан пайда болмайды,ол тек быр турден екыншы турге ауысады.Импульс моменты ол векторлык кобейтындысымен аныкталатын шама.Козгалмайтын осьтен айналган абсолют катты дененын арбыр нуктесынын жылдамдыгы, импульс моменты болса, барлык дененын импульс моменты:Ал куш моменты импульс моментынын уакыт бойынша бырыншы туындысы:М=dL/dt.Туйык жуйе ушын импульс моменты уакыт агынымен озгермейды:

65. ФОТОЭФФЕКТ.ФОТОНДАР. Фотоэлектрлык эффект (фотоэффект) деп тускен жарык асерынен заттан электрондардын болынып шыгу кубылысын айтады. Фотоэффекттын 3 туры бар: ышкы, вентильды жане сырткы.Ышкы фотоэффект дегенымыз шалаоткызгыштер немесе диэлектриктердын ышынде байланыстагы элект рондардын жарык асерынен сыртка шыкпай бос электрондарга айналу кубылысы.Екы турлы шалаоткызгыштердын немесе шалаоткызгыш пен металл беттеры туйыскен жерге жарык тускенде ЭКК пайда болуы вентильдык фотоэффект деп аталады.Жарык асерынен заттан электрондардын сыртка босап шыгуы сырткы фотоэффект деп аталады.Жарык асерынен катодтан шыккан электрондар агынынан пада болган I фототоктын анод пен катод арасындагы U кернеуге тауелдылыгы фотоэффекттын вольт-амперлык сипаттамасы деп аталады.Столетов заны: тускен жарыктын жиылыгынын бекытылген манынде бырлык уакыт ышынде фотокатодтан шыккан фотоэлектрондар саны жарык интенсивтылыгыне пропорционал.Вакуумдагы с жарык жылдамдыгымен таралатын жарык кванттары фотондар деп аталады.Сырткы фотоэффект ушын Эйнштейн тендеуы:hν=A+mϑ²/2фотоэффекттын кызыл шекарасы:νₒ=A/hЭйнштейн тендеуынын баскаша турде жазылуы: eU=h(ν-νₒ)E²=mₒ²c +p²c²,εₒ=mc²,mₒ=0 формулаларын пайдалана отырып, фотоннын энергиясына, массасына жане импульсыне арналган орнектерды аламыз:εₒ=hν,m=hν/c²,p=E/c=hν/c=h/λ

66. ГАРМОНИЯЛЫК ТЕРБЕЛЫСТЕР,ОЛАРДЫ СИПАТТАЙТЫН ТЕНДЕУЛЕР. ВЕКТОРЛЫК ДИАГРАММА. ГАРМОНИЯЛЫК ОСЦИЛЛЯТОР. Гармониялык тербелыс дегенымыз ауытку шамасына пропорционал куштын асерымен тепе-тендык калыптын манында тербелетын жане тербелыстын орташа маныне карай багытталган тербелыс.Ньютоннын екыншы заны бойынша:А=-mAω²sin(ωt+φₒ)=-ma²xТербелыстегы кез келген материалдык нуктенын кинетикалык энергиясы:E=mϑ²/2Сонымен катар тербелушы нуктенын потенциалдык энергиясы да бар:A=E=kx²/2.Енды тербелыстегы материалдык нуктенын толык энергиясын жазатын болсак, онда пружинадагы жук ушын:E=E+Е=mϑ²/2+kx²/2,ωₒ²=k/mE=mϑ²/2=kω²x²/2=EМатематикалык маятник ушын:Е=Е+Е=mϑ²/2+mgh=mϑ²/2+mgx²/2l,ωₒ²=g/l(Е)=mϑ²/2=kωₒ²x²/2=(E)Егерx(t)=xcos(ωₒt)ωₒ²=k/mЕскерсек, ондаЕ(t)=1/2kx²=1/2kx²сos²ωt=1/4kx²(1+2cosωₒt)E(t)=1/2kϑ²=1/2kωₒ²sin²ωₒt=1/4kx²(1-2cosωₒt)Егер l радиусы шенбердын догасынан тепе-тендыктен маятниктын сызыкты ауыткуын х деп белгылесек, онда онын бурыштык ауыткуы φ=x/l-ге тен болады.Удеу векторынын проекциясы мен жанаманы багыттайтын куштер ушын жазылган Ньютоннын екыншы заны:ma=F=-mgsinx/lБул катынас математикалык маятниктын курделы сызыкты емес жуйесын корсетеды, ойткены маятникты тепе-тендык куйге акелетын куш х ауыткуга пропорционал болады.тек кышы тербелыс жагдайында sinx/l жуыктап x/l-ге ауысса, онда математикалык маятник гармониялык осциллятор болып табылады.

67. ЭЛЕКТР ЗАРЯДТАРЫНЫН САКТАЛУ ЗАНЫ. КУЛОН ЗАНЫ. ЭЛЕКТРОСТАТИКАЛЫК ОРЫСТЫН КЕРНЕУЛЫГЫ СУПЕРПОЗИЦИЯ ПРИНЦИПЫ.ДИПОЛЬ ОРЫСЫ. Электр заряды – бул дене немесе болшектердын электромагниттык касиеттерын сипаттайтын зарядтардын ышкы кубылысы.Элементар электр заряды: q=±eN, е = 1.6*10-19 Кл.Электр зарядтарынын сакталу заны: окшауланган жуйеде зарядтардын алгебралык косындысы туракты болып калады:Ʃq=const.Кулон заны: вакуумда орналаскан екы q жане q нуктелык зарядтарынын озара асерлесу кушынын модулы олардын шамаларынын кобейтындысыне тура, ал ара кашыктыгынын квадратына керы пропорционал:F=kqq/r²Мундагы k=1/4πεₒ - олшем жуйесыне байланысты болатын пропорционалдык коэффициент.Векторлык турдегы Кулон заны:Егер асерлесушы зарядтар вакуумда емес, кандай да быр ортада таралатын болса,онда Кулон заны былай жазылады:F=kqq/εr².Электростатикалык орыс деп козгалмайтын электр зарядтарынын тугызатын орысын айтады.Электростатикалык орыс кернеулыгы – векторлык физикалык шама.Орыс тарапынан асер етушы куштын Г орыске енгызылген заряд шамасына qₒ катынасын электр орысынын кернеулыгы деп атайды:Электр орысынын суперпозиция принципы былай тужырымдалады: зарядтар системасынын орыс кернеулыгы системанын арбыр зарядтары жеке-жеке тугызатын орыс кернеулыктернын векторлык косындысына тен:Электрлык диполь-шамалары жагынан тен система орысы аныкталатын нуктеге караганда ара кашыктыгы 1 едауыр аз ар текты екы +q жане –q нуктелык зарядтан курылган жуйе.Кез келген нуктедегы дипольдын орыс кернеулыгы мына формула аркылы аныкталады:E=1/4πεₒ*pr³√1+3cos²α

68. ТУТАС ОРТА. СУЙЫКТАР МЕН ГАЗДАРДЫН ЖАЛПЫ КАСИЕТТЕРЫ. ИДЕАЛ ЖАНЕ ТУТКЫР СУЙЫК. БЕРНУЛЛИ ТЕНДЕУЫ. Газдар сиякты суйыктар да накты жане идеал деп екыге болынеды.Накты суйыктарга тан касиеттер: 1) Сыгылмалы – кысымды арттырсак, онда онын тыгыздыгы кобейеды, колемы кемиды. Бырак, суйыктын сыгылуы оте аз. 2) Туткырлык – козгалмалы суйыктардагы ышкы уйкелыс кушынын салдары.Суйык ышынде асер ететын баска куштерге караганда, ышкы уйкелыс кушы аз болса, ондай суйык туткыр емес деп аталады.Быр-бырыне катысты параллель агатын суйыктын кабаттарында суйык болшектерын бастапкы калпына келтыруге тырысатын серпымды куш асер етпейды. Бул суйыктын ушыншы касиеты – аккыштыкты тугызады.Суйыктар мен газдарды тутас орта деп атайды. Себебы олар оздеры орналаскан кеныстыктын болыгын толык толтырып турады. Арбыр болыгындегы тыгыздыгы бырдей жане температурага байланысты озгермейтын суйык сыгылмайтын суйык деп аталады.Сыгылгыштыгын жане кабаттарынын арасындагы уйкелысты ескермеуге болатын суйык идеал суйык деп аталады.Агын сызыктары деп суйык болшектеры козгалатын траекторияны айтады.Агын тутыгы – агын сызыктарымен шектелген суйык молшеры.Осы касиеттын барын уздыксыздык тендеуы сипаттайды, ягни уздыксыздык тендеуы агын тутыгынын екы кимасындагы суйык жылдамдыгынын кималарынын ауданына керы пропорционал:ϑ/ϑ=S/SSϑ=constДемек, берылген агын тутыгы ушын тутыктын колденен кимасы мен суйык агынынын жылдамдыгынын кобейтындысы туракты. Бул турактылык Бернулли тендеуымен сипатталады:ρϑ²/2+ρgh+p=constБернулли тендеуы бойынша идеал суйыктын агысында кинетикалык жане потенциалдык энергиялар тыгыздык кысым агынынын кез келген кимасы ушын туракты болады.Бернулли жане уздыксыздык тендеулерын су кубырынын жынышке жерынде суйык жылдамдыгынын кобейетындыгы, кысымнын азоаятындыгын байкаймыз.Туткыр суйык кубыр аркылы стационар акканда кубырдан агып отетын суйык колемы онын туткырлыгы негурлым аз болганда, ал радиусы согурлым коп болганда кысым градиентыне пропорционал болады:

69. ДИСПЕРСИЯ. ЖАРЫК ПОЛЯРИЗАЦИЯСЫ.МАЛЮС, БРЮСТЕР ЗАНЫ. Жарык дисперсиясы дегенымыз n сыну корсеткышынын ν жарык жиылыгыне тауелдылыгы. Ак жарык шогынын призмадан откен кездегы спектрге жыктелуы дисперсиянын салдары болып табылады.Егер dn/dν<0 болса, ягни n сыну корсеткышынын ν жарык жиылыгыне катынасы нолден кышы болса, онда мундай дисперсия калыпты деп аталады.Ал егер керысынше dn/dν>0 болса, онда мундай дисперсия аномальды дисперсия деп аталады.Поляризацияланган жарык дегенымыз Е векторынын тербелыс багыты реттелген жарык.Аздап поляризацияланган жарык дегенымыз негызынен Е векторынын тербелыс багытымен сипатталатын жарык.Жазык поляризацияланган жарык деп Е векторы тек сауле отетын жазыктыкта тербелетын жазык.Поляризациялану дарежесы деп Р шамасы аталады:Экрандагы жарыкталыну шамасы поляризатор жане анализатор аркылы откен жарыктын осы пластиналардын арасындагы бурыштын квадратынын кобейтындысыне тен болады:I=Iₒcos²φ=1/2I*cos²φЯгниI=Iₒcos²φ – Малюс заныЕгер тусу бурышыtgi=nкатынасы аркылы аныкталатын Брюстер бурышына тен болса, онда шагылган сауле жазык поляризацияланады.

70. МАГНИТ ИНДУКЦИЯ ВЕКТОРЫ.БИО – САВАР – ЛАПЛАС ЗАНЫ. МАГНИТ АГЫНЫ. 1820 жылы француз физиктеры Ж.Био жане Ф.Савар ар турлы тажырибелер аркылы тузу узын токтын магнит индукциясынын токка дейынгы кашыктыкка керы пропорционал екендыгын ашты.Магнит индукциясынын ток журып турган откызгыштын жалпы орналасу ретыне тауелдылыгы ар кезде турлыше болады. Сойтып токтын элементар болыгы мен осы болык тудырып турган магнит индукциясын байланыстыратын зандылык ашылды.Сонымен Био жане Савар натижелерын жинактай келып француз галымы П.Лаплас кез келген пышындегы контурдын болыктерыне жарамды магнит орысынын корыткы индукциясын аныктауга болатын зандылык ашты. Ол Био – Савар – Лаплас заны деп аталады:НемесеБерылген S ауданы тесып отетын магнит орысы куш сызыктарынын саны магнит агыны деп аталады:Ф=BSМагнит агыны Вебермен олшенеды: 1Вб=1Тл*1м²Магнит индукциясы векторы олшем бырлыгы – Тесла (Тл).В векторынын орысы ушын Гаусс теоремасы. Магнит индукциясы векторынын dS ауданы аркылы отетын агыны:

Дата добавления: 2014-12-16