Fan: Fizika Mavzu: Energiya va impuls o'rtasidagi bog'lanish. Ismoilova Nilufarning

Fan:   Fizika

Mavzu: Energiya va impuls o'rtasidagi  bog'lanish.
Ismoilova Nilufarning

Mustaqil ishi

Tayyorladi:  Ismoilova Nilufar

Qabul qildi:  Avezmuratov  Olloyor

Reja:

1. Energiya haqida ma'lumot.

2. Impuls haqida ma'lumot.
3. Energiya va impuls o'rtasidagi bog'lanish.

1. Energiya (yun.— harakat, faoliyat) — har qanday koʻrinishdagi materiya, xususan,

jism yoki jismlar tizimini tashkil etuvchi zarralar harakatining hamda bu zarralarning oʻzaro

va boshqalar zarralar bilan taʼsirlarining miqdoriy oʻlchovi. Xalqaro birliklar tizimida

energiya xuddi ish kabi joulda; atom fizikasi, yadro fizikasi va elementar zarralar fizikasida

esa elektronvolt on oʻlchanadi. Energiya yoʻqdan bor boʻlmaydi va mavjud energiya

yoʻqolmaydi, faqat u bir turdan ikkinchi turga oʻtadi (qarang Energiyaning saqlanish va

aylanish qonuni). Fizika materiya oʻzaro bogʻlangan modda va maydon shaklida

oʻrganiladi. Materiyaning harakatlariga mos holda energiya shartli ravishda mexanik, ichki,

elektromagnit, kimyoviy va boshqalar turlarga ajratib tekshiriladi. Masalan, kimyoviy

energiya elektronlarning kinetik energiyasi hamda elektronlarning bir-biri va atom yadrolari

bilan oʻzaro taʼsirlari natijasida vujudga kelgan energiyalar yigʻindisiga teng . Muayyan

tizimning holatini ifodalovchi parametrlarga bogʻliq boʻlib, tizimning har bir holatiga aniq

bir energiya qiymati toʻgʻri keladi. Tizim1shng istalgan holatidagi energiya qiymati tizim bu

holatga qanday usul bilan kelganligiga bogʻliq emas. Binobarin, energiya tizim holatining

funksiyasidir. Tutash muhit yoki maydon uchun energiya zichligi va energiya oqimi

tushunchalari qoʻllaniladi. Birlik hajmdagi energiya energiya zichligi va energiya

zichligining uning tarqalish tezligiga koʻpaytmasiga teng kattalik esa energiya oqimi deb

ataladi. Tartibsiz harakatlanuvchi juda koʻp zarralardan iborat tizimlarning , yaʼni

makroskopik jismlarning oʻzaro taʼsirida issiklik miqdori muhim rol oʻynaydi. Tizimning

mexanik harakatlanishi uchun tashqi kinetik energiyasini, boshqa tizimlar bilan

maydonlarning oʻzaro taʼsiri tashqi potensial energiyasini hosil qiladi. Tizimning tashqi

energiyasi tashqi kinetik va tashqi potensial energiyalari yigʻindisiga teng . Makroskopik

harakatsiz, boshqa tizimlar va maydonlar bilan oʻzaro taʼsir qilmagan tizim energiyasi

uning ichki energiyasi boʻladi. Tizimning har qanday holatidagi ichki energiyasi aniq

qiymatga ega, yaʼni ichki energiya holat funksiyasidir. Tizimni tashkil qilgan atomlar va

molekulalarning energiyalari, ular tarkibidagi elektronlar, yadrolarning oʻzaro taʼsir

energiyalari va h.k. ichki energiya tarkibiga kiradi.

Termodinamikada erkin energiya va bogʻlangan energiya tushunchalari qam keng

qoʻllaniladi. Baʼzan energiya turlari ichida issiqlik energiyasi ham mavjud. Tizim

zarralarining betartib harakat energiyasi issiqlik energiyasi deb ataladi. Har qanday jism

yoki elementar zarra energiyaga ega ekan, u massaga ham ega. Ammo shunday zarralar

ham mavjudki, ularning tinch holatdagi massasi nolga teng , binobarin tinch holatdagi

energiyalar ham nolga teng . Fotonlar va neytronlar shular jumlasiga kiradi. Atom yadrosi

nuklonlardan tashkil topgan. Yadroning tinch holatdagi massasi nuklonlarning tinch

holatdagi massalari yigʻindisiga teng emas Bu ikki massa ayirmasi AM yadroning massa

defekti deyiladi. Klassik fizika tushunchalariga asosan har qanday tizimning holatlari

uzluksiz ravishda oʻzgarib, energiyasi uzluksiz qiymatlarga ega boʻlishi mumkin. Ammo

kvant nazariyasiga asosan harakatlari chegaralangan hajmdagi fazoda sodir boʻlayotgan

mikrozarralar har qanday holatlarda boʻla olmaydi, u faqat maxsus holatlardagina boʻlishi

mumkin, binobarin bu holatlarga tegishli energiya uzlukli qiymatlarga ega boʻladi.

Tashqaridan energiya kvantini qabul qilgan tizim koʻproq energiyali holatga oʻtadi.

Energiya kvantini tashqariga chiqarish natijasida tizim kamroq energiyali holatga qaytadi.

Barcha tabiat hodisalari, insonning butun hayoti va faoliyati energiya bilan bogʻliq. Keng

koʻlamli energetika sohasi energiya tushunchasiga asoslangan. Energiya shakllarini oʻzaro

almashtirish, energiyani uzoq masofalarga uzatish, uning maʼlum manbalaridan

foydalanish, yangi energiya manbalarini qidirish kabi masalalar fan va texnika uchun

asosiy muammolardan biri hisoblanadi. Suv, shamol, oʻrmon, koʻmir, neft, gaz kabi

cheklangan yer boyliklaridan katta surʼatlar bilan foydalanilishi natijasida ular tobora

kamayib bormoqda, binobarin kishilik jamiyati oldida turgan dolzarb masala yangi

energiya manbalarini qidirib topish. Hozirgi kunda diqqatga sazovor boʻlgan yangi

energiya manbalari Quyosh (qarang Geliotexnika, Geliofizika) va atom yadrosi hisoblanadi.

Ogʻir element yadrolarining parchalanishidan hosil boʻladigan energiyadan xalq xoʻjaligida

tobora keng foydalanilmoqda (qarang Atom reaktori, Atom elektr stansiyasi). Yengil

element yadrolari qoʻshilishidan ogʻirroq element yadrolari paydo boʻlishida ajralib

chiqadigan energiyadan foydalanish eng muhim masalalardan biri hisoblanadi.

2.          Impuls (lot. impulsus — zarba, turt-ki) — 1) mexanikada — mexanik harakat

oʻlchovi; moddiy nuqta deb hisoblanishi mumkin boʻlgan jism massasi t ni uning harakat

tezligi v ga koʻpaytmasiga teng boʻlgan kattalik: R= mv. Har qanday qattiq jismni N ta

moddiy nuqtadan iborat deb qaraladi. Qattiq jismning I.i uni tashkil etuvchi moddiy

nuqtalar I.larining vektor yigʻindisiga teng . Tashqaridan Gʻkuch taʼsir etayotganida jism I. i

ham son qiymati boʻyicha, ham yoʻnalishi boʻyicha oʻzgarishi mumkin. 2) Toʻlqin I. —

elektromagnit toʻlqinlari ham I.ga ega ekanligi, mas, yorugʻlik nurlarining toʻsiqqa bosim

koʻrsatishi orqali namoyon boʻladi. Yorugʻlik zarrasi — fotonning tinchlikdagi massasi ty

boʻlmaydi, yaʼni u tinch holatda mavjud boʻla olmaydi, paydo boʻlgan ondayoq tezlik s bilan

harakatlana boshlaydi. 3) Kuch I.i — kuchning biror vakt ichidagi taʼsir oʻlchami; kuchning

oʻrtacha qiymati Gʻ.r ni shu kuch taʼsir etgan vaqt t ga koʻpaytmasiga teng . 4) Elektr I.i —

tok kuchi yoki kuchlanishining qisqa vaqtli oʻzgarishi.

3.     Yangilikni bayon qilishda, avvaldan ma'lum bilimga suyanish kerak.

O'quvchi E=Mc2 formulani biladi deb qabul qilamiz.

Bu formulani Eynshteyn kashf qilgan. Endilikda biz, tezkor zarrachalarning energiyasini

qanday hisoblashni yoki shunchaki yerda yotgan toshda ham, foydalanilmay yotgan

behisob energiya zaxiralari mavjudligini aynan u tufayli bilamiz. U mazkur formula

amaliyotda birinchi marta zarur bo‘lishidan ancha avval (1919-yilda birinchi marta yadroviy

parchalanish qayd etilishidan ancha avval) keltirib chiqargan edi. 1905-yildayoq Eynshteyn,

tezkor zarrachalarning energiyasi va impulsini odatiy formulalar E=mv2/2 yoki P=mv bilan

hisoblab bo‘lmasligini isbotlab bergan edi. U yana ko‘plab narsalarni isbotlab berdi, u

bizning asosiy tushunchalar: zamon, makon, harakat, Yorug‘lik va massalar haqidagi

tasavvurlarimizni tom ma'noda o‘zgartirib yubordi. Lekin biz uchun hozircha uning

energiya va impuls haqida nimalar degani muhimroq.

Eynshteyn kashfiyotinining mohiyatini tahminan shunday bayon qilish mumkin. Olamda

Yorug‘likdan tezkorroq hech narsa yo‘q. Va bir Yorug‘lik boshqasidan tezroq bo‘lishi

mumkin emas. Har qanday Yorug‘lik (bo‘shliqda) domiy bir xilda tezlik bilan harakatlanadi.

Shu tufayli ham Yorug‘lik tezligini birlik uchun qabul qilish qulay. Boshqa har qanday

harakat, masalan biror jismning harakati Yorug‘likning tarqalish tezligidan yuqori bo‘lishi

mumkin emas, ya'ni, har qanday jismning tezligi doimo birdan kichik.

Lekin unda, biror bir kuch ta'sirida juda uzoq vaqt tezlanish berilgan jism bilan nima yuz

beradi? Axir har qanday kuch tezlanishni keltirib chiqaradi, tezlanish esa tezlikni orttiradi,

shunday ekan, tezlanish olayotgan jismning tezligi o‘sha birlikdan ortib ketadigan vaqt

yetib kelmaydimi? Lekin, bu bo‘lishi mumkin emas; demak, tezlikni ortishi bilan tezlanish

ham asta sekin kamayib borishi - shunday tez kamayishi kerakki, tezlanayotgan jism

tezligini birlikdan ortib ketishigaulguradigan holatga yeta olmaydigandarajaga kamayishi

kerak. Lekin doimiy ta'sir etuvchi kuch ta'siri ostida tezlanish kamayadi degani nimasi?

Qanaqasiga bunday bo‘lishi mumkin? Harkatning boshqa xususiyati ma'lum: tezlanish

jismning massasiga teskari proporsional -

Jism qanchalik og‘ir bo‘lsa, unga aynan bir hil kuch bilan tezlanish berish ham shuncha

qiyinroq. Demak, xulosa qilish mumkinki, massa ortayotganligi sababli tezlanish

kamaymoqda. Shunda mulohazalar o‘zaro tutashadi: tezlik ortishi bilan jism og‘irlashib

boradi va endilikda avvalgi kuch unga avvalgiday tezlanish berish uchun yetarli bo‘lmay

qoladi. Tezlanish pasayadib lekin tezlik deyarli o‘zgarmaydi. Eynshteyn jism tezligi v ning

yorug‘lik tezligi ga (birlikka) yaqinlashishi sayin, jismning massasining ortishini ifodalovchi

formulani keltirib chiqardi.

Bu yerda m orqali jismning massasi belgilanga, jism tinch holatdaligidagi v=0. Birlikka

yaqinlashib borayotgan tezlikda, kasrning maxraji borgan sari kichiklashib, kasrning o‘zi

esa kattalashib boradi.

Endi savolga boshqa tarafdan yondoshamiz. Ma'lum vaqt davomida jismga ta'sir etgan

kuchni odam yoki dvigatel sarflashi kerakku. Masalan, dvigatel bo‘la qolsin. U qanchadir

vaqt davomida ishladi, buning uchun yoqilg‘i ishlatdi, energiya sarfladi. Energiya esa o‘z

o‘zidan, izsiz yo‘qolib ketishi mumkin emas. Ko‘rinishidan u, tezlanish olayotgan jismga

uzatiladi va bu jism dvigatel qancha uzoq ishlasa, shuncha ko‘p energiyani o‘ziga singdirib

oladi. Lekin, jismning tezligi baribir birlikdan ortib keta olmasligi ma'lum bo‘lsa, unda jism

shuncha energiyani qayerga singdiradi? Jumboqning yechimi oddiy: ko‘rinib turibdiki,

energiya, jismning massasini ortishi jarayoniga sarflanmoqda. Massaning ortishi -

energiyaning ortishini o‘zida aynan aks ettiradi. Yana barchasi mos kelyapti: kuch jism

ustida ish bajaradi, uning energiyasini orttiradi; energiya yig‘ilib boradi, jismda to‘planadi,

uning massasaini orttiradi. Mashhur E=Mc2 Formula Qayerdan Kelib Chiqishi Mumkinligi

tushunarli bo‘lib qoladi. Biz uni E=M ko‘rinishida yozamiz, chunki biz yorug‘lik tezligini birlik

uchun qabul qildik. Biz E=Mc2 formulani keltirib chiqardik deb o‘ylamang. U umuman

boshqacha mulohazalar orqali keltirib chiqarilgan. Biz uning ma'nosini oddiy usulda

tushuntirdik holos.