Дәріс. ХХ ғасырдың алғашқы кезеңдеріндегі физикадағы ғылыми революция
Студенттің өзіндік жұмысына арналған сұрақтар
жүктеу/скачать 267,83 Kb.
|
12-13 - дәріс
| Студенттің өзіндік жұмысына арналған сұрақтар:
1. Альберт Эйнштейннің ғылыми жетістіктері. 2. Эфир және оның физика тарихында алатын орны. 3. Арнайы салыстырмалылықтар теориясының (АСТ) даму тарихы. 4. Жалпы салыстырмалылықтар теориясы (ЖСТ). 5. АСТ және ЖСТ эксперименттік дәлеледенулері. 6. ЖСТ – мегаәлемдегі құбылыс теориясы. 7. Қазіргі заманғы физикадағы мегаәлемнің мәселелері. 8. Қара құрдым және ЖСТ. Атом құрылысы жөніндегі көзқарастың дамуы. Зат атомдардан тұрады деген идея өте көне ғылым идеясы болып табылады: (біздің дәуірге дейінгі VI-II ғ, Демокрит, Эпикур). Осы идеяға сәйкес заттың ең кіші бөлшегіне - атомға дейін ғана бөлуге болады. Барлық зат атомдардан және атомаралық қуыстардан тұрады. Ал әр түрлі заттың болуы атомдардың пішіні және мөлшеріне байланысты түсіндірілді. Бірақ, бұл түсініктер дерексіз, ойдан шығарылғандықтан, ұзақ уақыт бойы қолдау таппай келеді. Тек XVIII ғ. ғана химиктер өз тәжірибе нәтижелерін атом ұғымын пайдаланып түсіндіре бастады. Реакцияға түсетін заттардың массалары арасындағы қатынасты түсіндіру үшін атом ұғымы қажет болды. 1808 ж. ағылшын ғалымы Д. Дальтон атомистикалық теорияны тұжырымдады. Осы теорияға сәйкес заттар жойылмайтын және жоқтан пайда болмайтын, өте кішкентай, бөлінбейтін бөлшектер – атомдардан тұрады. Бір элементтің атомдары бірінен – бірі айырғысыз, мысалы, масалары бірдей болады. Атомдар жөніндегі осы түсінік ғылымда XIX ғ. аяғына дейін орын алып келді. Атом ядросы және элементар бөлшектер деген сөз физика курсында әлденеше рет қайталанады. Атом ядросының өзi элементар бөлшектерден тұрады. Физиканың атом ядроларының кұрылысы мен түрленуi зерттелетiн бөлiмi ядролық физика деп аталады. XIX ғ. аяғы XXғ. басында ашылған бірқатар құбылыстарды атом күрделі және бөлінеді деген тісініктерге сүйенгенде ғана түсіндіруге мүмкін болды. Катодтық сәулелерді зерттеу, бұлардың электрондар ағыны екендігін көрсетті. Электрондардың атомдардан, катодтың қандай заттан екендігіне қарамастан шығарылуы, электрондардың әр түрлі атом құрамында болатындығын көрсетті. 1896 жылы француз ғалымы А.Беккерель радиоактивтілік құбылысын ашты. Осы құбылысты зерттеу нәтижелері атом өзгермейді және бөлінбейді деген түсінікті бүтіндей жоққа шығарды. Ал, атом тұтас алғанда электрлік бейтарап болатындықтан, оның құрамындағы электрондардың теріс зарядын теңестіретін оң зарядталған бөлшектер де болуға тиіс. Енді атомдағы осы оң және теріс зарядтар қалай таралып, орналасқан деген сұрақ туады. Бұл сұраққа жауапты 1911 жылы ағылшын ғалымы Э. Резерфорд тәжірибе жүзінде тапты. 1903 жылы ағылшын физигі Дж. Томсон атомның алғашқы физикалық моделін ұсынды. Осы модельге сәйкес атом – оң зарядталған сфера, ал электрондар сфераның әр жеріне, атом тұтас алғанда бейтарап болатындай орналасады. Бірақ Томсон моделі көптеген күдік туғызды. Радиоактивтіктің ашылуы Атом ядросы және элементар бөлшектер деген сөз физика курсында әлденеше рет қайталанады. Атом ядросының өзi элементар бөлшектерден тұрады. Физиканың атом ядроларының құрылысы мен түрленуi зерттелетiн бөлiмi ядролық физика деп аталады. Атомдардың тұрақты еместiгi ХIХ ғасырдың ақырында ашылды. 46 жыл өткен соң ядролык реактор жасалды. Бiз атом ядросы физикасының тарихи ретпен жедел дамып келе жатқанын көрiп отырмыз. Радиоактивтiліктiң - атом ядросының күрделi құрлысын дәлелдейтiн құбылыстың ашылуы сәттi кездейсоқтықтың жемiсi болды. Өзіміз бiлетiндей, рентген сәулелерi алғаш рет шапшаң электрондар разрядтық түтiктiң шыны ыдысының кабырғаларының соқтығысуынан алынған-ды. Олармен бiр мезгiлде түтiк қабырғаларының жарық шығаруы байкалған. Б е к к е р е л ь ұзақ уақыт осы тектес құбылысты алдын ала күн жарығына сәулелендiрiлген заттардың соңынан сәуле шығаруын зерттеумен шұғылданған. Оның ойында мынадай сұрақ пайда болады: уран тұздарын сәулелендiргеннен кейiн көрiнетiн жарықпен қатар рентген сәулесi де пайда болмай ма екен? Беккерель фотопластинаны тығыз қара қағазға орап, үстiне уран тұзының қиыршықтарын сеуiп, ашық күн сәулесiне қойды. Айқындағаннан кейiн пластинаның тұз жатқан бөлiктерi қарайғанын көрген. Ендеше, уран, рентген сәулесi сияқты, мөлдiр емес денелерден өтiп, фотопластинаға әсер ететiн белгiсiз сәуле шығарады екен. Беккерель бұл сәуле шығару күн сәулелерiнiң әсерінен пайда болады деп ойлады. Бiрақ 1896 ж. ақпанның бiр күнiнде ауа райы бұлтты болғандықтан, кезектi тәжiрибенi өткiзу сәтi түспедi де, Беккерель үстiне уранның тұзы себiлген мыс крест жатқан пластинаны үстелдiң суырмасына алып койған. Екi күн өткен соң пластинаны алып қараған кезде, онда крестiң айқын көлеңке түрiнде дақ пайда болғанын байқаған. Бұл уран тұздарының сыртқы факторлардың әсерiнсiз-ақ, өздiгiнен белгiсiз сәуле шығаратынын көрсетедi. Қауырт зерттеулер басталды. Рас, осы сәттi кездейсоқтық деуге де болады, ол ерте ме, кеш пе радиоактивтi құбылыс ашылған болар едi. Кешiкпей Беккерель, уран тұздарының шығарған сәулесi, рентген сәулелерi сияқты, ауаны иондайтынын, соның салдарынан электроскоп разрядталатынын байқаған. Уранның түрлiше химиялық қосылыстарын тексерiп көріп, ол мынадай маңызды фактiнi анықтады: сәуле шығарудың интенсивтiгi тек препараттағы уранның мөлшерiмен анықталады, оның қандай қосылыстарға кiретiндiгiне мүлдем тәуелсiз болады. Ендеше, бұл қасиет қосылыстарға тән емес, химиялық элемент уранға, оның атомдарына тең. Ураннан басқа химиялық элементтердің өздiгiнен сәуле шығаруға қабiлетiн байқауға талпынып көру сөзсiз едi. 1898 ж. Францияда Мария Склодовская–Кюри және басқа да ғалымдар торийдiң сәуле шығаратынын байқаған. Бұдан әрi жаңа элементтердi iздеуде негiзгi күш салған Мария Склодовская-Кюри мен оның жолдасы Пьер К ю р и болды. Уран мен торийi бар рудаларды жүйелi түрде зерттеу, Мария Склодовская-Кюридің отаны — Польшаның құрметiне полоний деп аталған, жаңа элементтi бөлiп алуға мүмкiндiк бердi. Ақырында өте қуатты сәуле шығаратын тағы бiр элемент ашылды. Ол радий (яғни сәулелi) деп аталды, Өздiгiнен сәуле шығару құбылысының өзiн ерлi-зайыпты Кюрилер радиоактивтілік деп атады. Радийдiң салыстырмалы атомның массасы 226-ға тең және Д.И. Менделеев кестесiндегi 88-нөмiрлi торкөзге орналасқан. Кюри ашқанға дейiн бұл торкөз бос болған. Өзiнiң химиялық қасиеттерi бойынша радий сілтiлiк жер элементтерiне жатады. Соңынан реттiк нөмiрi 83-тен жоғары химиялық элементтердiң бәрi де радиоактивтi болатындығы анықталды. Изотоптар Радиоактивтiк құбылысты зерттеу атом ядроларының табиғатына қатысты маңызды жаңалықтардың ашылуына себепшi болды. Көптеген радиоактивтiк қасиеттері мүлдем әр түрлi (яғни түрлiше тәсiлдермен ыдырайтын), бiрақ өздерiнiң химиялық қасиеттерi жөнiнен барабар заттар бар екенi анықталды. Белгiлi химиялық тәсiлдердiң бәрiмен де оларды ажырату ешбiр мүмкiн болмады. Осының негiзiнде 1911 ж. Содди химиялық қасиеттерi бiрдей, басқа жағынан, мәселен өзiнiң радиоактивтiгiмен ұқсамайтын элементтер бар екенi жөнiнде болжам айтты. Мұндай элементтердi Менделеевтiң периодтық жүйесiнiң бiр тор көзiне орналастыру керек. Сондықтан Содди оларды изотоптар (яғни периодтық жүйде бiрдей орын алатындар) деп атады. жүктеу/скачать 267,83 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|