Referat fizika mavzu

ESG’T larni AL va KHK larda fizika o’qitishdagi holati.

Uzluksiz ta’lim tizimida fizika o’qitishda “Moddaning molekulyar-kinetik nazariyasi” (MKN) bo’limini o’qitish o’quvchi va talabalarda to’g’ri, aniq, ilmiy tasavvurlarni hosil qilishda kata ahamiyat kasb etadi. Chunki bu bo’lim quyidagi bilimlarni o’rganishga asos bo’ladi:

• 
  modda tuzilishi haqidagi aniq tasavvurlarni hosil qilish;
  
• 
  optikava uning elementlari;
  
• 
  atom va yadro fizikasini o’rganish;
  
• 
  kvant fizikasi;
  
• 
  astrofizika va koinot fizikasi.
  

Gaz xossalarini statistik usul bilan tadqiqot qilishga asoslangan nazariya, gazlar kinetik nazariyasi deyiladi.

Gazlar kinetik nazariyasi klassik statistik fizikaning quyidagi umumiy qoidalariga asoslanadi:

a) zarralar sistemasida impulsning, impuls momentining, energiyaning, elektr zaryadining (zaryadlangan zarralar sistemasi uchun) va zarralar sonining saqlanish qonunlari bajariladi;

b) sistemadagi barcha zarralar nishonli deb hisoblanadi, ya’ni o‘xshash zarralarni bir-biridan farqlash mumkin (masalan, biror moddaning molekulalarini);

v) sistemadagi hamma fizik jarayonlar fazo va vaqtda uzluksiz sodir bo‘ladi (masalan, molekulaning energiyasi tashqi kuch ta’sirida har qanday miqdorga o‘zgarishi mumkin, ya’ni uzluksiz holda);

g) sistemaning har bir zarrasi boshqa zarralariga bog‘liq bo‘lmagan holda ixtiyoriy koordinataga va tezlikka ega bo‘lishi mumkin [10].

Molekulyar-kinetik nazariyaning rivojlanishida juda ko’plab fiziklarning xizmatlari beqiyosdir. Shundan, MKN va ESG’T larning rivojlanishi va taraqqiyotiga ulkan xissa qo’shgan Maksvell va Bolsmanlarning ishlari bilan tanishib chiqamiz.

Aynan Maksvell fizikaga statistik qonuniyatlarni yangi qonuniyatlar sifatida kiritgan. Uning fikricha, statistik metod “bizning hozirgi bilimimiz darajasida real jismlarning xossalarini o’rganishdagi yagona samarali metoddir” [5].

1959-yili 21-sentabr Buyuk Britaniya Assotsatsiyasi yig’ilishida J.K.Maksvell “Gazning dinamik nazariyasiga doir tushunchalar” degan mavzuda doklad qilib, molekula ham bir qancha mayda materiyalardan tashkil topgan va ularning harakati tabiat qonunlariga bo’ysunadi, deydi. Olimlardan Daniel Bernulli, Joul, Kryonig, Klauziuslarning gazning bosimi, temperaturasi va zichligi o’rtasidagi o’zaro qonuniy bog’liqlikni o’rganib, gaz molekulalarining o’zaro to’qnashishi natijasida har bir to’qnashishda zarrachalarning tezligini o’zgarishi, uning o’rtacha to’qnashishlari soniga bog’liqligini isbotlaydi. Maksvell gaz qonunlarida molekulalarning bir xil temperaturada gaz molekulalari erkin to’qnashadi va har bir gaz zarrachalarining massasi, molekulalari tezligi kvadratiga teskari proporsional ekanligini isbot etadi.

Gaz molekulalarining tezliklar bo’yicha taqsimlanishi. Maksvell qonuni.

Molekulyar harakat tartibsiz yoki xaotik ravishda bo’ladi. Biroq, 1860-yilda ingliz fizigi Maksvell gazsimon jism (bunda bu gazning hamma molekulalari bir xil va gazning hamma joyidagi temperatura T ham birdek deb faraz qilinadi) molekulalarning tezligi bo’ysunadigan aniq qonunni topdi. Bu qonun 3-rasmda ko’rsatilgan. Bu yerda absissa o’qi bo’ylab ayrim gaz molekulasi noldan qandaydir maksimal qiymatgacha ega bo’la oladigan tezlikning turli qiymatlari qo’yiladi, ordinata o’qi bo’ylab esa berilgan absissaga mos keluvchi tezlikka ega bo’lgan molekulalar soni qo’yiladi. Bu miqdor doimiy qoladi, lekin molekulalarning o’zaro toqnashishi natijasida uning tarkibi doim o’zgarib turadi.

3-rasm.Ikki xil temperatura T uchun molekulyar tezliklarining Maksvell taqsimoti qonuni.

Uy temperaturasida azot molekulalari orasida tezliklarning Maksvell qonuni bo’yicha taqsimlanishi.

1-jadval.

Tezliklar sohasi, m/s larda	Ko’rsatilgan sohalardagi tezliklarga ega bo’lgan molekulalarning umumiy soni. %-foizlarda
0100 300 500 700 900	1 25 42 24 7 1

Grafik va jadval quyidagilarni ko’rsatadi:

1. 
   Tezliklari kichik bo’lgan molekulalar soni gaz molekulalarining to’liq soniga qaraganda juda oz;
   
2. 
   Tezliklari juda katta bo’lgan molekulalar soni ham nihoyatda oz;
   
3. 
   Tezlikning boshqa hamma qiymatlariga qaraganda ko’proq uchraydigan bitta qiymati bor bo’lib, u eng ehtimoliy tezlik deyiladi; tezlikning bu qiymatiga taqsimot egri chizig’ining maksimumi mos keladi;
   
4. 
   Molekulalarning ko’proq foizining tezligi eng ehtimoliy tezlikdan u qadar ko’p farq qilmaydi (1-jadvalga qarang); shuning uchun ba’zi soddalashtirilgan taqribiy hisoblarda barcha molekulalar bir xil tezlikka ega, deb qabul qilish mumkin.
   

Analitik jihatdan molekulalartezliklari absolyut qiymat bo’yicha Maksvell taqsimlanish qonuni quyidagi formula bilan ifodalanadi:

²exp(-²), (1.2.1)

Bu yerda N-berilgan gaz massasidagi molekulalarning umumiy soni; dN-tezliklari v bilan v orasida bo’lgan molekulalar soni.

3-rasmdagi punktir chiziq bilan ko’rsatilgan ikkinchi egri chiziq birinchi egri chiziqqa tegishli bo’lgan temperatura T ga nisbatan yuqoriroq temperatura T da tezliklarning Maksvell qonuni bo’yicha taqsimlanishini tasvirlaydi. Bu ikki egri chiziqni taqqoslash Maksvell tenglamasining(1.2.1) xossalarini ko’rgazmali qilib ochib beradi. Ko’rib turibmizki temperatura T ko’tarilishi bilan eng ehtimoliy tezlik ham ortadi (taqsimot egri chizig’ining maksimumi o’ng tomonga qarab siljiydi); bu temperatura T ko’tarilgan sari molekulalarning tezligi ham umuman, ortishini ko’rsatadi. Maksvell egri chizig’i temperatura T ko’tarilgan sari yassilashib boradi; bu temperatura T ko’tarilganda molekulalarning tezliklari bo’yicha taqsimlanishi bir qadar tekislanishini bildiradi. Temperatura T qancha yuqori bo’lsa, egri chiziqning o’ng qismi shuncha balandroqqa ko’tariladi va past qismi shuncha pastroqqa tushadi; bu temperatura T ko’tarilishi bilan eng ehtimoliy tezlikdan kattaroq bo’lgan molekulalarning ulushi ko’paya borishini va tezliklari kichikroq bo’lgan molekulalarning ulushi kamaya borishini bildiradi.

Molekulalar tezliklarning taqsimlanish qonuni statistik qonunlarga namunaviy misoldir; bu qonunlarda nihoyatda ehtimolligi katta bo’lgan, lekin amalga oshish ehtimolligi 1 ga teng deb hisoblab bo’lmaydigan da’volar o’rtaga tashlanadi.

Maksvellning molekulalar tezliklar bo’yicha taqsimot qonunini Shtern1920-yilda tajribada tekshir va bu qonunning to’g’riligini isbotladi [6].

J. Maksvellning elektromagnit maydon nazariyasiga doir xulosalarini tekshirishga oid dastlabki eksperimental ishlar L. Bolsmanga tegishli.Vena universiteti professori Y.Stefan eksperimentlarida olingan qizdirilgan jismlarning nurlanish qonunining ilmiy asosi (Stefan - Bolsman qonuni) ham muhim rol o’ynagan. Bu qonunga asos qilib olingan g’oyalardan keyinchalik M. Plank kvant nazariyani yaratishda foydalangan.  L. Bolsman molekulyar nazariyaning qat’iy tarafdori bo’lgan va uni fandagi ideal oqimlarga qarshi kurashda himoya qilgan.