Umumiy fizika(mexanika) fanidan ma’ruza mashg’ulotlarida o’qitish texnologiyasi 1- mavzu: Kirish
Download 5.66 Kb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Mavzu: Maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari( I ) Reja
- 18.2.Ma’ruza mashg’ulotining texnologik xaritasi Bosqichlar, vaqti Faoliyat mazmuni O’qituvchi talaba
- 3-ilova.
3.1. Mavzuga yakun yasaydi va talabalar e’tiborini asosiy masalalarga qaratadi. 3.2.Mustaqil ish uchun Galiley va Eynshteyn nisbiylik printsiplari orasidagi farqni o’rganib kelish vazifa qilib beradi.(6-ilova) 3.1. Eshitadi, aniqlashtiradi. 3.2.Topshiriqni yozib oladi, baholarni eshitadi. Vizual materiallar 1-ilova. Mavzu: Maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari( I ) Reja: 1.Yorug’lik tezligining doimiyligi. 2.Galileyning nisbiylik printsipi va elektrodinamika qonunlari. 3.Eynshteynning nisbiylik printsipi. Darsning maqsadi: Talabalarga yorug’lik tezligining doimiyligi, Galileyning nisbiylik printsipi va elektrodinamika qonunlari hamda Eynshteynning nisbiylik printsipi to’g’risida bilim berish. O’quv faoliyatining natijalari: -Yorug’lik tezligining doimiyligini anglab yetish. -Galileyning nisbiylik printsipi va elektrodinamika qonunlari orasidagi mavjud muammolar bilan tanishish. -Eynshteynning nisbiylik printsipini o’rganish. 2-ilova. 1. Atom murakkab tuzilishiga ega bulgan zarrachami? 2. Efir nima? 3. Galileyning nisbiylik printsipi asosida nimalar yotadi? 4. Yoruglikning tabiatiga va tezligiga karashlar etaplarini kursating. 5. Yoruglikning elektromagnit tulkin tabiati qanday urnatildi? 6. Yoruglik tezligini chekliligi nimani kursatadi? 3-ilova. XIX asr oxiri XX asr boshlariga kelib atrofimizdagi moddiy dunyoda sodir buluvchi fizik xodisalarni urganuvchi klassik fizikani asosida kuyidagi ikkita gipoteza yotadi : Hamma moddalar eng kichik bulinmas zarra-atomlardan tuzilgan, va atomlar orasidagi fazo va butun olam bushligi maxsus elastik muxit - e f i r bilan egallangan bulib atomlar shu efir yordamida uzaro ta’sirlashadilar. Nьyuton mexanikasi massasi atomning massasidan juda katta bolgan MN yoki jismlarning yoruglik tezligiga nisbatan kichik tezlik bilan buladigan harakatini tulik tushintiradi. Bunda fazo va vaqt absolyut xisoblanadi, ya’ni jismning harakati vaqtning utishiga ta’sir kilmaydi. Lekin, keyinchalik bir kator xodisa va effektlar (elektronni ochilishi, radioaktiv nurlanish, katod nurlari, elektronlar difraktsiyasi, Kompton effekti va x.k ) kashf kilindiki, endi atom bulinmas zarracha deb karash kerak degan gipoteza notugri buldi. SHu bilan birga atom tarkibiga kiruvchi zarrachalar tabiatini, yoruglik uchun korpuskulyar - tulkin dualizmini, mikrodunyo xodisalarini klassik mexanika konunlari asosida tushintirib bulmasligi ma’lum buldi. Natijada mikrozarralar harakatini, mikrodunyo xodisalarini urganuvchi fan - kvant mexanikasi vujudga keldi . Ikkinchi tomondan, klassik fizika asosida yotuvchi efir gipotezasi xam inkirozga uchradi. Bunga yoruglikning tabiati, uni tarkalishi xakidagi tasavvurlarning rivojlanishi turtki buldi. Yoruglikning tabiati, uning tezligi xakidagi ta’limotni rivojlanish tarixini esga olaylik . Kadimgi yunon olimlari yoruglikni ikki xil tasavvur kilishgan. Pluton (e.a. 427-347y) yoruglik nurlari inson kuzidan chikib jismlarga tushadi , shuning uchun inson ularni kuradi deb xisoblagan bulsa Demokrit (Er. avv. 460-370 y), Aristotelь (Er. avv. 384-322 y) esa yoruglik jismdan kuzga tomon yunalgan atomlar okimidan iborat deb karashgan. Evklid yoruglikni tugri chizik buylab tarkalish va kaytish konunlarini anikladi. Keyinchalik atomlar okimi nazariyasi ustunlikka erishdi (Nьyuton), bunda yoruglik nuri manbadan juda katta tezlik bilan bir onda tarkaladi deb xisoblandi. Galiley (1564 - 1642) yoruglik tezligini chekligini aytgan bulsada, uni tajribada isbotlay olmadi. Gyuygens yoruglikning tulkin nazariyasiga asos soldi. Yoruglik tezligini birinchi bulib Yupiterning yuldoshi Ioni harakatini kuzatish asosida Ryomer (1676 y) anikladi. Keyinchalik Yer sharoitida Fizo (1849) Fuko (1860), Maykelpson (1881). Bergshtrand (1949) yoruglik tezligini juda katta aniklikda ulchashdi. Radiolokatsiyani rivojlanishi yoruglik tezligini radiochastotalarda ulchash imkonini berdi. Bu ulchashlar natijasida yoruglikning vakuumdagi tezligi s = (2,997 924 58 ± 12)• 10 8 m/s = 3 • 10 8 m/s ga tengligi topildi va bu tezlik chekli ekanligi tajribalarda aniklandi. 4-ilova. 1865 yil Maksvell elektrodinamika konunlarini umumlashtiruvchi tenglamalar sistemasini yaratdi. Elektromagnit maydon uchun yaratilgan bu tenglamalar orkali yoruglik elektromagnit tulkin tabiatiga ega ekanligi tulik isbotlandi. Lekin, bu tenglamalar Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant emas edi. Masalan, kuzgalmas inertsial sanok sistemasida yoruglik c tezlik bilan tarkalsa, klassik mexanikada tezliklarni kushish koidasiga binoan v tezlik bilan harakatlanayotgan inertsial sanok sistemasida yoruglik tezligi c + v buladi. Demak, bir inertsial sanok sistemasidan boshkasiga utganda yoruglikning tarkalish tezligi uzgarishi kerak. "Efir" muammosini xal etish maksadida Maykelьson va Morleylar (1881-1887) bir necha bor tajribalar utkazdilar. Yoruglikni efir orkali tarkalishi urinli bulsa, Yerning ikki xil vaziyatida (masalan, yarim yillik xolatlari) ulchangan yoruglik tezliklari xar xil bulishi kerak. Tajribalar esa yoruglik tezligini ikkala xolda xam bir xil bulishini kursatdi. Bu esa efir moddasi yukligini va yoruglik bushlik, fazoning xamma yunalishlarida va kuzgalmas, kuzgaluvchan inertsial sanok sistemalarida o’zgarmas. c = 3 • 10 8 m/s tezlik bilan tarkalishini tasdikladi Tajribalarning bu natijalari uch xil muammoni yuzaga keltirdi 1. Maksvell tenglamalari notugri, yoki 2. Nisbiylik printsipidan voz kechish lozim yoki 3. Galiley almashtirishlari anik emas. Tajribalar esa Galiley almashtirishlari xakikatga tugri kelmasligini kursatdi. 5-ilova. SHunday kilib Maksvell tenglamalarini uzgarishsiz kolishini ta’minlaydigan yangi almashtirish formulalarini topish muammosi yuzaga keldi. Ammo bunday almashtrishlar Nьyuton mexanikasi tenglamalarining uzgarishsiz kolishini ta’minlay olmaydi. SHuning uchun mexanika konunlarining yangi almashtirishlarga nisbatan invariant buladigan formasining topish kerak. Galileyning nisbiylik printsipi asosida Fazo va vaqt xakida klassik tasavvurlar mavjud ekanini va bu tasavvurlarni xam noanik deb xisoblash kerak . Ziddiyatlarni bartaraf etishni shu usuli eng tugri yul ekani aniklandi. Buni izchillik bilan rivojlantirgan Eynshteyn fazo va vaqtni yangicha tasavvur kildi va ularga tayanuvchi yangi almashtirish formulalarini (Lorents almashtirishlarini) asoslab berdi va shunday kilib maxsus nisbiylik nazariyasi yaratildi (1905y ). SHu yul bilan klassik mexanika bilan elektrodinamika va optika orasidagi ziddiyatni bartaraf etish yulidagi urinishlar Eynshteynga nisbiylik printsipini yaratish imkonini berdi. Uni asosida kuyidagi postulatlar yotadi: 1. Barcha inertsial sanok sistemalarida bir xil sharoitda olingan xamma fizik xodisalar (mexanik, elektromagnit, optik va x.k.) bir xilda ruy beradi. 2. Vakuumdagi yoruglik tezligi s barcha inertsial sanok sistemalarida bir xil bulib o’zgarmas absolyut kattalikdir, ya’ni, u xam inertsial sistemaga nisbatan invariantdir. 3. Eynshteynning bu postulatlari katta tezlik bilan harakatlanuvchi jismlar dinamikasini urganuvchi relyativistik mexanika uchun Galiley nisbiylik printsipining davomi va umumlashgan ifodasidir. Utkazilgan kator tajribalar va maxsus nisbiylik nazariyasidan kelib chikadigan natijalarning tajribaga mos kelishi bu printsipning tugriligini tasdikladi, ammo uni tula-tukis isbotlash imkoni yuk, chunki xali ochilmagan tabiat xodisalari juda kup. Nazorat savollari. 1. Atom murakkab tuzilishiga ega bulgan zarrachami. 2. Efir nima? 3. Galileyning nisbiylik printsipi asosida nimalar yotadi? 4. Yoruglikning tabiatiga va tezligiga karashlar etaplarini kursating. 5. Yoruglikning elektromagnit tulkin tabiati qanday urnatildi? 6. Kvant mexanikasi nimani urganadi? 7. Mexanikadagi nisbiylik nazariyasini kullash natijasida yuzaga kelgan ziddiyatlar nimalalardan iborat? 8. Yoruglik tezligini chekliligi nimani kursatadi? 9. Maksvell tenglamalari qanday xulosaga olib keldi? 10. Eynshteyn postulatlarini tushuntiring. 6-ilova FSMU texnologiyasiga doir jadvalni to’ldiring Savol Galily va Eynshteynning nisbiylik printsiplari orasidagi farq nimada? (F) Fikringizni bayon eting (S) Fikringiz bayoniga sabab ko’rsating (M) Ko’rsatgan sababingizni isbotlovchi dalil keltiring (U) Fikringizni umumlashti-ring 18-mavzu: Maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari( I I ) 18.1. Ma’ruza mashg’ulotining o’qitish texnologiyasi Vaqti – 2 soat Talabalar soni: 45-50 nafar O’quv mashg’ulotining shakli Kirish, vizual ma’ruza Ma’ruza mashg’ulotining rejasi 1.Lorents almashtirishlari. 2.Bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligi. 3.Kesma uzunligining nisbiyligi. 4.Tezliklarni qo’shishning relyativistik qonuni. O’quv mashg’ulotining maqsadi: Talabalarga Lorents almashtirishlari, bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligi, kesma uzunligining nisbiyligi, tezliklarni qo’shishning relyativistik qonuni haqida bilim berish. Pedagogik vazifalar: - Lorents almashtirishlarini ko’rsatib berish. - Bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligi ni ko’rsatib berish. - Kesma uzunligining nisbiyligi isbotlab berish. - Tezliklarni qo’shishning relyativistik qonunini yoritib berish. O’quv faoliyatining natijalari: Talaba: - Lorents almashtirishlarini mohiyatini anglab olish. - Bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligini bilib olish. - Kesma uzunligining nisbiyligini tushinib yetish. - Tezliklarni qo’shishning relyativistik qonunini o’rganish. O’qitish uslubi va texnikasi Vizual ma’ruza, blits-so’rov, bayon qilish, “Qanday” texnikasi O’qitish vositalari Ma’ruzalar matni, proektor, lar, grafik, organayzerlar. O’qitish shakli Jamoa, guruh va juftlikda ishlash. O’qitish shart-sharoiti Proektor, ‘kompyuter bilan jihozlangan auditoriya 18.2.Ma’ruza mashg’ulotining texnologik xaritasi Bosqichlar, vaqti Faoliyat mazmuni O’qituvchi talaba 1-bosqich. Kirish (10 min). 1.1.Mavzu, reja, uning maqsadi va o’quv faoliyatining natijalari ma’lum qilinadi (1- ilova). 1.1. Eshitadi, yozib oladi. 2-bosqich. Asosiy (60 min.) 2.1. Talabalar e’tiborini jalb etish va bilim darajalarini aniqlash uchun tez kor savol-javob o’tkazadi (2 -ilova) 2.2. O’qituvchi vizual materiallardan foydalangan holda ma’ruzani bayon etadi(3-,4-,5-,6-ilovalar) 2.3. Talabalarga mavzuning asosiy tushunchalariga e’tibor qilishni va yozib olishlarini ta’kidlaydi. 2.1Eshitadi. O’ylay di, javob beradi. Javob beradi va to’g’ rijavobni eshitadi 2.2.Ilovada beril gan ma’lumotlarni asosiy joylarini yozib oladilar. 2.3.E’tibor qaratadi, yozib ola di. 3-bosqich. Yakuniy (10 min.) 3.1. Mavzuga yakun yasaydi va talabalar e’tiborini asosiy masalalarga qaratadi. 3.2.Mustaqil ish uchun Nisbiylik printsiplarini o’rganib kelish vazifa qilib beradi, baholaydi.(7-ilova) 3.1. Eshitadi, aniqlashtiradi. 3.2.Topshiriqni yozib oladi, baholarni eshitadi. Vizual materiallar 1-ilova. Mavzu: Maxsus nisbiylik nazariyasi elementlari ( I I ) Reja: 1.Lorents almashtirishlari. 2.Bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligi. 3.Kesma uzunligining nisbiyligi. 4.Tezliklarni qo’shishning relyativistik qonuni. Darsnig maqsadi: Talabalarga Lorents almashtirishlari, bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligi, kesma uzunligining nisbiyligi, tezliklarni qo’shishning relyativistik qonuni haqida bilim berish. O’quv faoliyatining natijalari: - Lorents almashtirishlarini mohiyatini anglab olish. - Bir vaqtlilik va vaqt oralig’ining nisbiyligini bilib olish. - Kesma uzunligining nisbiyligini tushinib yetish. - Tezliklarni qo’shishning relyativistik qonunini o’rganish. 2-ilova. 1. MNN ni kim yaratgan? 2. Lorents alamashtirishlarini bilasizmi? 3. Vaqtning nisbiyligini tushuntiring. 4. Tezliklarning kushishni relyativistik konunini tushuntiring. 3-ilova. Maxsus nisbiylik nazariyasida Eynshteynning nisbiylik printsipini kanoatlantiruvchi almashtirish formulalaridan foydalaniladi. Ularni Lorents topgan. U elektromagint xodisalarning sistema harakatiga boglik emasligini kursatishga urinib, Maksvell tenglamalari uzgarishsiz koladigan almashtirishlarni topdi. Lekin Lorents uz formulalarining fizik ma’nosini ochib bera olmagan. U asosan qanday sharoitlarda jismlarning efirga nisbatan tugri chizikli tekis harakati mutlako sezilmasligini aniklashga intilgan. Eynshteyn (1905) bu masalaga boshkacha yondoshdi. U efir gipotezasidan voz kechdi, nisbiylik printsipi va yoruglik tezligining doimiyligi printsipi asos kilina olinsa, ulardan Lorents almashtirishlari bevosita kelib chikishi mumkinligini kursatdi. Bu almashtirishlarni chikaraylik. Vaqtning t=0 momentida ikkala K va K' sanok sistemalarning koordinata boshlari ustma-ust tushsin : x = x' = 0. K' sistema K ga nisbatan V tezlik bilan harakatlansin. Bu xolda Lorents almashtirishlari (1) ifoda yukorida ta’kidlaganimizdek Eynshteyn postulatlarining matematik ifodasi bulib, ISS larning koordinatalari va vaqt, ya’ni ISSlardagi fizik vokea koordinatalari orasidagi boglanishni ifodalaydi. V << c bulgan xolda x = x' + Vt, y = y', z = z' va t = t' (2) Galiley almashtirishlari kelib chikadi. Demak, u Lorents almashtirishlarini xususiy xolidir. Lorents almashtirishlari fazo va vaqt xakidagi yangi tasavvurlarni aks ettiradi: fazo va vaqt uzaro boglik va harakatdagi moddiy jismlar bilan birgalikda mavjud, ularning xossalari absolyut berilgan bulmasdan, fazodagi moddiy jismlarning harakat xolatiga boglik ; fazoda harakatlanuvchi jismning ulchamlari uning tezligiga, vaqtning utishi esa jismning harakat xolatiga boglikdir. Lorents almashtirishlaridan Nьyuton mexanikasi buyicha karashda gayri tabiiy bulib kurinadigan bir kator xulosalar kelib chikadi. 4-ilova. Bir vaqtlilik. K' sistemani x 1 ' va x 2 ' nuktalarda biron t' vaqtda ikkita vokea sodir bulsin. K sistemadagi kuzatuvchi bu vokealarni bir vaqtda sezadimi? a) Galiley almashtirishlariga asosan vokealar x 1 = x 1 ' + vt' va x 2 = x 1 '+ vt' nuktalarda sodir buladi. x 1 ' = x 1 - vt bulgani uchun x 1 = x 1 - vt + vt' bulib t = t' chikadi. b) Lorentts almashtirishlariga asosan K sistemada birinchi vokea vaqtda sodir buladi. Ikkinchi vokea vaqtda sodir buladi. x 1 ' ≠ x 2 ' bulgani uchun x 1 ≠ x 2 bulgani uchun t 1 ≠ t 2 xulosa chikadi. Fakat x 1 ' = x 2 ' bulsa, x 1 = x 2 bulib, t 1 = t 2 buladi (Yukorida β = V/c deb belgilandi). SHunday kilib MNN buyicha biror sanok sistemasida bir vaqtda sodir bulgan vokkealar boshka sanok sistemasida xar xil paytlarda sodir bular ekan. 5-ilova. Uzunlikni nisbiyligi K' sistemada sterjen uzunligi l o = x 2 ' - x 1 ' bulsin. K sistemadagisi l = x 2 - x 1 buladi. U xolda demak, Ya’ni, l < l o ekan. Kaysi sistemadan turib shu sistemaga nisbatan harakatlanaetgan sistemadagi jism kuzatilsa u kaltarok kurinadi. Vaqt intervalining nisbiyligi. Aytaylik K ' sistemani A nuktasida τ o = t 2 ' - t 1 ' vaqt ichida vokea yuz bersin. A nukta K'da tinch tursin. K'Kga nisbatan V tezlik bilan harakatlansa vokea K sistemada τ = t 2 - t 1 vaqtda buladi. K ' sistemada vokeani sodir bulish vaqtlari bulgani uchun buladi. Bu yerda x 2 - x 1 = V • τ va τ = t 2 - t 1 ekanini xisobga olsak buladi, yoki Demak, τ o < τ ga ega bulinadi. Bu kuzgolmas K sistemada xodisa kuzgaluvchan K' sistemadagidan uzokrok davom etadi ya’ni vaqt sekinlashadi degan ma’noni beradi. SHunday kilib bitta vokeaning uzi turli inertsial sanok sistemalarida turlicha vaqt davom etar ekan. M-n, Yerning biror nuktasida vulkon otilsin va shu yerdagi kuzatuvchining soati buyicha 2 soat davom etgan bulsin. SHu xodisani V = 0,87 C tezlik bilan Yerdan uzoklashuvchi raketadagi kosmanavt uz soatida 1 soat davom etganini kayd etdi. Agar kosmonavt nisbiylik nazariyasini bilmasa, Yerdagi kuzatuvchini saoti 2 marta tez yurar ekan degan xulosaga keladi. Xakikatda esa ikkala soatni yurish tezligi uzgargani yuk. Ular orasidagi fark relyativistik effekt tufayli yuzaga keldi. Harakatlanayotgan sistemada vaqtni sekinlashuvi kuyidagi ajoyib xodisani oson tushuntiradi. Atmosferani yukori katlamlarida kosmik nurlar ta’sirida μ - mezonlar paydo buladi. SHunday elementlar zarrachani laboratoriya sharoitida katta energiyali tezlatkichlar yordamida xam xosil kilish mumkin. Laboratoriya sharoitida ular τ = 2.21 • 10 -6 s yashaydi. Agar ularni tezligi "s" ga teng deb olinsa atmosferada atiga L = s • τ = 3 • 10 8 • 2,21 • 10 -6 = 663 m masofani bosishi kerak. Atmosferani kalinligi 300 km atrofida. Demak, yukorida xosil bulgan μ - mezonlar usha yerdayok parchalanib ketishi kerak edi. Xakikatda esa ular Yergacha yetib kelishadi. Ya’ni Yerga nisbatan u "s" dek tezlik bilan harakatlanadi va uni yashash vaqti bir necha yuz marta oshadi. 6-ilova. Tezliklarni kushishni relyativistik konunini kuraylik. Relyativistik mexanikada biron moddiy nuktaning harakatini kuraylik. Nuktaning ixtiyoriy t paytda K sistemadagi vaziyati x, u, z koordinatalar bilan belgilanadi. Nukta tezligini mazkur sistema uklariga proektsiyalari kurinishda buladi. Nuktaning ixtiyoriy t' paytida K' sistemadagi vaziyati x', u' z' koordinatalar bilan aniklanib uning K' sistemaga nisbatan tezligining x', u' z' uklarga proektsiyalari buladi. (1) formulalarni differentsiyalasak ekani kelib chikadi. Bularni xisobga olinsa xosil buladi. K' sistemadagi tezliklarning proektsiyalari Jism x ukka parallel harakatlanganda uning K sistemaga nisbatan V tezligi V x bilan, K' sistemadagisi V x ' bilan bir xil bulib koladi. Bu xolda tezliklarni kushish koidasi kurinishda buladi. V - jismning K sitemaga nisbatan, V' esa shu jismning K' sistemaga nisbatan V o - K' sistemaning K sistemaga nisbatan tezligidir. Agar jism K ' sistemaga nisbatan V'= S tezlik bilan harakatlansa uning K ga nisbatan tezligi chikadi. Bu tabiiy narsa, chunki Lorents almashtirishlari yoruglikning barcha sanok sistemalaridagi tezligi bir xil buladi degan fikrga asoslangan. (4) dan kurinadiki, V o va V' tezliklar yoruglik tezligidan ancha kichik bulganda tezliklarni kushishning relyativistik koidasi klassik mexanikadagi tezliklarni kushish koidasiga utadi. Nazorat savollari. 1. Eynshteyn nimalarga asoslanib MNN ni yaratdi? 2. Eynshteynning nisbiylik printsipini kanoatlantiruvchi almashtirish formulalarini kim topgan? 3. Lorents alamashtirishlari qanday? 4. Vaqtning nisbiyligini tushuntiring. 5. Bir vaqtlilik qanday yuzaga keladi? 6. Harakatlanuvchi sistemalarda kesmaning uzunligi qanday buladi? 7. Vaqt oraligining nisbiyligi qanday tushuntiriladi? 8. Tezliklarning kushishni relyativistik konunini tushuntiring. 9. Tezliklarning koordinata uklariga proektsiyalari qanday buladi? 10. Kaysi shartda V = C chikadi? 7-ilova «Qanday» organayzerini to’ldiring Qanday? Qanday Qanday? Qanday? Qanday? Qanday? Qanday? Qanday? Qanday? Qanday? Download 5.66 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling