Fan: Fizika Mavzu: Energiya va impuls o'rtasidagi bog'lanish. Ismoilova Nilufarning
Download 14.27 Kb.
|
Nilufar
Fan: Fizika Mavzu: Energiya va impuls o'rtasidagi bog'lanish. Ismoilova Nilufarning Mustaqil ishiTayyorladi: 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. Download 14.27 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling