Elementar fizika” faniidan mustaqil ta`lim (metodik ko‘rsatmalar) Toshkent-2015

Фойдаланилган адабиётлар рўйҳати:
1. Э. В. Шпольский “Атом физикаси” 1-том “Ўқтувчи” нашриёти Тошкент-1970 й.
2. Э.Н. Расулов, У.Ш. Бегимқулов “Квант физикаси” 1-қисм Тошкент-2006 й.
3. Физикадан энциклопедик луғат
Тошкент – 1989 й.
4. Р.Б.БЕКЖОНОВ “Атом ядроси ва заррралар физикаси”
Тошкент 1995 й.
Масса ва энергия орасидаги боғланиш.
Эйнштейн тенгламаси
Бу хулоса ядро физикаси ва элементар зарралар физикасида энг муҳим аҳамиятга эга. Гап энергия билан масса орасидаги универсал боғланиш тўғрисида боради.
Энергия билан масса орасидаги боғланиш энергиянинг сақланиш қонунидан ва жисм массаси унинг ҳаракатланиш тезлигига боғлиқлик фактидан муқаррар равишда келиб чиқади. Бу ҳол оддий бир мисолда кўринади. Идишдаги газ қиздирилганда бу газга маълум миқдор энергия берилади. Газ молекулаларининг иссиқликдан тартибсиз ҳаракатланиш тезлиги температурага боғлиқ, газ қиздирилган сари ортиб боради.
Молекулаларнинг ҳаракатланиш тезлигининг ортиши, (5) формулага мувофиқ, барча молекулалар массасининг ортишини кўрсатади. Бинобарин, идишдаги газ массаси шу газнинг ички энергияси ортиши билан ортиб боради. Газнинг массаси билан энергияси орасида боғланиш бор.
Демак, ҳар қандай энергига маълум масса тўғри келади. Масса ва тўлиқ энергия орасидаги муносабатни Эйнштейн тенгламаси ифодалайди.
Е=mc² (7)
Бу муносабатлан жисмнинг тўлиқ энергияси унинг массасига пропорционаллиги келиб чиқади. Барча жисмлар энергия йўқотганда массаси камаяди, энергия ортиши билан массаси ҳам ортади. Умуман, энергиянинг ҳар қандай шаклда ΔЕ га ўзгариши массасининг Δm га, қуйидаги формулага мувофиқ, пропорционал ўзгаритши билан боқлиқ бўлади:
ΔЕ=c² ·Δm (8)
Масалан, жисм элекромагнит тўлқинлар чиқариб энергия йўқотса, унинг массаси Δm га камаяди, нурланишни ютаётган жисмлар энергия олади ва уларнинг массаси ортади.
Нисбийлик назарияси билан аниқланган масса ва энергиянинг пропорци-оналлик принципи фанда, хусусан атом ва ядро физикасида катта роль ўйнайди, (8) формула тажриба кўп марта текшириб кўрилган ва ажойиб тасдиқланган эди. (8) формуладан фойдаланиб вақт ўтиши билан Қуёш ямассасининг қандай ўзгаришини ҳисоблаш энг қизиқарли масалалардан биридир. 1с ичида олам фазога қанча энергия нурланаёттганини ҳисоблаш учун Қуёш атрофида 150 млн.км радиус билан чизилган сфера юзини ҳисоблаш лозим (Қуёшдан Ергача масофа ҳам 150 млн.км га тенг), бу юзни Қуёш доимийсига, яъни шу сиртнинг 1м² юзи орқали 1 с да ўтадиган нурланиш энергиясига кўпайтириб Қуёш ҳар секундда жуда катта миқдорда 3,8·10²⁶ энергия нурлантираётганини оламиз. Бу нурланишга мос келган масса ўзгариши (8) формулага кўра 4·10⁹ кг га тенг. Демак, Қуёш массаси ҳар секундда 4000000 тонна камаяр экан.
Жисмнинг кинетик энергиясини топамиз. Танланган саноқ системасида жисм тинч турган хол учун Эйнштейн тенгламасини ёзамиз, яъни:
(9)
Бу энергия жисмнинг тинч ҳолатдаги ёки тинчликдаги энергияси деб аталади. Модомики, жисм мавжуд экан, бу энергия у билан доим биргаликда бўлган энергиядир.
Агар жисм бирор сабабга кўра мавжудлигини йўқотса, у билан бир вақтда унинг энергияси Е₀ ҳам ажралади. Аммо бу энергия ҳам, масса ҳам изсиз йўқолиб кетмай, балки шу ҳодисада қатнашаётган бошқа жисмларга ва зарраларга ўтади. айтайлик, жисм v тезлик билан ҳаракатланаётган жисмнинг тўлиқ энергияси Е=mc² унинг тинчликдаги энергиясидан (Е₀) катта бўлади. ҳаракатланаётган жисмнинг тўлиқ энергияси ва унинг тинчликдаги энергияси орасидаги фарқ кинетик энергияга тенг бўлади:
ёки
(10)
v нинг кичик қийматларида (v<) Е_к учун ёзилган бу ифода классик механикага ўтади.