«Жаратылыстану ғылыми-педагогикалық» Жоғары мектебі
Дүниенің физикалық бейнесінің дамуы
жүктеу/скачать 269,21 Kb.
|
Физика лекция
| Дүниенің физикалық бейнесінің дамуы
Физиканың дамуындағы барлық кезеңдер дүниенің физикалық бейнесінің дамуы мен қалыптасуының үрдісі болып табылады. Оның алғашқысы-дүниенің механикалық бейнесі (ДМБ). Дүниенің механикалық бейнесінің басы өте ертедегі атомистерден, соның ішінде, грек философы Демокриттен басталады. Демокрит атом туралы үлкен болжамдар айтты. Барлық денелер өте көп, бөлінбейтін атомдардан тұрады деп есептеді. Ертедегі атомистер вакуумда жеңіл денелерге қарағанда, ауыр денелер тезірек түседі деп санады, бірақ олар қозғалыс заңдарын шеше алмады. Мысалы, грек оқымыстысы Аристотель: «Денеге әсер етуші күш өзінің әсерін тоқтатса, онда дене қозғалысын тоқтады» - деп есептеген. Г.Галилей бұл тұжырымның қате екенін дәлелдеп, инерция мен салыстырымдылық принциптерін ұсынды. Дүниенің механикалық бейнесін жасауда Ньютонның үлесі зор болды. Ол өзінің 1, 2, 3 – динамика заңдарын ашты. Ньютонның дүниенің механикалық бейнесін жасаудағы еңбегінің зор екендігі сондай, XIX-ғасырдың ортасында Г.Гельмгольц: «Барлық физик ғалымдардың алдына қойған мақсаты физикалық құбылыстарды тартылу және тебілу күштерімен түсіндіру керек» - деді. Дүниенің механикалық бейнесі шеңберінде электрмагниттік құбылыстарды түсіндіре алмады, сондықтан да оның орнына дүниенің электрдинамикалық бейнесі (ДЭБ) келді. Электрдинамиканың дамуы дүниенің электрмагниттік бейнесінің жасалуына әкелді. Бұл көрініс бойынша дүниедегі барлық оқиғалар өзара әсерлердің электрмагниттік заңдарына бағынады. Дүниенің электрмагниттік бейнесі Г.Х. Эрстедтің тәжірибесіне басталып, А Ампердің дөңгелек тоқтардың магнит өрісін туғызатынын дәлелдегеннен кейін, Фарадейдің электрмагниттік индукция заңын ашуы көптеген эксперименттік фактілерді түсіндіруге мүмкіндік туғызады. Осының негізінде Дж. К. Максвелл электрмагниттік өрістің математикалық теориясын жасады, яғни электрмагниттік ұйытқулар кеңістікте электрмагниттік толқын түрінде тарайды, ал Г.Герц оны эксперимент түрінде дәлелдеді. Дж.К.Максвелл электрмагниттік толқынның жылдамдығы жарық жылдамдығына тең екенін тағайындады, яғни жарықтың электрмагниттік толқын екенін дәлелдеді. Дүниенің электродинамикалық бейнесінің дамуы XIX ғасырдың соңы мен XX ғасырдың басында көптеген ғалымдардың еңбектерінде, әсіресе зат құрылысының классикалық электрондық теориясын жасаушы Х. Лоренцтің еңбектері шықты. Бұл теория көптеген құбылыстарды (қозғалыстағы зарядқа магнит өрісінің әсерін, металдардың электр өткізгіштігі мен жылу өткізгіштігін, жарық дисперсиясын, Зееман эффектісін және тағы басқаларын) түсіндірді. Сол кезде дүниенің электрдинамикалық бейнесі бойынша электрмагнитизм мен гравитациялық құбылыстарын түсіндіруге болатындай көзқарас қалыптасты. Дүниенің электрдинамикалық теориясының аяқталуы Эйнштейн жасаған салыстырмалылық теориясының шығуымен анықталады. Бұл теория бойынша: барлық физикалық заңдылықтар инерциялық санақ жүйесінде бірдей орындалады. Арнаулы салыстырмалылық теориясы кеңістік пен уақыт, материя және қозғалыс туралы механикалық түсініктерді қайта қарауға әкелді. Оның Ньютон механикасынан айырмашылығы: уақыт, кеңістік абсолют емес, өзгеріп отырады. Себебі, экспериментте жарық жылдамдығының тұрақтылығы дәлелденгеннен кейін, уақыттың абсолюттілігінен бас тартуға тура келді. Х. Лоренц, А. Пуанкаре еңбектерін одан әрі дамыта отырып, 1905 ж. А.Эйнштейн салыстырмалылық теориясының негізін жасады. Алыстан әсер ету теориясындағы электрмагниттік өзара әсер мен бүкіл әлемдік тартылыс қалай берілетіні әлі де түсініксіз болып қалды. Бұл қарама-қайшылықты 1915-1916 ж.ж. А. Эйнштейн тартылыстың релятивистік теориясын, яғни жалпы салыстырмалылық теориясын жасау арқылы шешті. XIX ғасыр мен XX ғасырдың басында теориялық проблемалар мен эксперименттік фактілерді дүниенің электрмагниттік бейнесі арқылы түсіндіруге болмайтын еді. Олардың ең негізгілері: «заряд-өріс», спектрлік заңдылықтар, радиактивтілік, атомның тұрақтылығы, жылулық сәуле шығару мәселелері болатын. Осыдан барып, кванттық-өрістік бейнесі дүниеге келді. Дүниенің электрмагниттік бейнесінен кванттық-өрістік бейнеге өтуі 1900 жылғы Планктың болжамымен (гипотезасымен) байланысты болды. Ол атомдар электрмагниттік энергияны жеке порциялармен шығарады деп болжаған және әрбір порцияның Е энергиясы оны шығару жиілігі -ге тура пропорционал: . Кейінірек 1905 ж. Эйнштейн жарықтың құрылымы үздікті екендігінің және жеке порциялармен тарайтынын ұсынды. Н. Бор атомның моделін жасап, оның стационар күйлерде болатынын айтты. 1924 ж. Луи де Бройль корпускулалық – толқындық (дуализм) принципті ұсынды, яғни әрбір толқындық процесс корпускулалық қасиетпен байланысты, ал әрбір корпускуланың қозғалысын толқындық қасиетпен түсіндіруге болады. Осы идея экспериментте дәлелденіп және кванттық механиканың негізі болып табылады. Ядроның құрылысының ашылуы күшті ядролық күштердің әсерін ашты. Осы үлгі арқылы ядроның құрылысы мен қасиеттерін, радиактивтілікті, ядролық реакцияларды, радиактивті ыдырауды, байланыс энергиясын түсіндірді. 1947 ж. күшті әсерлесу теориясының нәтижесінде элементар бөлшектер – мезондар ашылды. Кванттық-өрістік бейне бойынша үш әсер қарастырылды: гравитациялық, электрмагниттік, күшті ядролық әсер. 1960 ж. негізгі әсердің төртінші түрі - әлсіз әсер ету ашылды. Осы әсерлесу -ыдырауды және сол сияқты құбылыстарды сипаттайды. 1983 ж. экспериментте әлсіз әсер негізінде элементар бөлшектер – векторлық бозондар ашылды. Қазіргі кезде әлсіз әсер және электрмагниттік әсерлердің біріккен үлгісі жасалуда, яғни барлық өзара әсерлердің біріккен теориясы дайындалуда. Сонымен бірге барлық элементар бөлшектердің жалпы жүйесін беру қарастырылуда. жүктеу/скачать 269,21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|