Haqida tushuncha
Download 0.55 Mb. Pdf ko'rish
|
1-amaliy darsga qoshimcha malumot
- Bu sahifa navigatsiya:
- Kattalik nomi Birligi Belgilanishi
- O‘rtacha arifmetik qiymat.
- O`lchash vositalarining absolyut xatolari
|
1-DARS AMALIY MASHG’ULOT MAVZU: FIZIK KATTALIKLAR VA ULARNING O’LCHOV BIRLIKLARI HAQIDA TUSHUNCHA
Fizika tabiat hodisalarining eng sodda va shu bilan birga eng umumiy qonunlarni materiyaning hossalari tuzilishi va unung harakat qonunlarini o’rganadigan fandir. Fizika tajribaviy fan bo’lib uning qonunlari tajriba natijalariga asoslanadi. O’rganilayotgan obyektning turiga qarab fizika yadro fizikasi, elementlar zarralar fizikasi, atom va molekulalar fizikasi, qattiq jismlar fizikasi, plazma fizikasi va hokazolarga bo’linadi. Fizika o’rganilayotgan jarayonlar va materiya harakatining shakliga qarab: moddiy nuqta va qattiq jism mehanikasi, yaxlit muhit mehanikasi, termodinamika va statistik mehanika, elektrodinamika va kvant mehanikasi kabi bo’limlarga bo’linadi. Modda va maydonlarning fizik hossalarini o’zaro ta’sirini va haroratini miqdor jihatdan tavsiflovchi kattaliklar fizik kattaliklar deyiladi. Fizik kattaliklar sistemasi asosiy va hosilaviy kattaliklardan iboatdir. Asosiy fizik kattaliklar 7 ta bo’lib ularning 3 tasi moddiy dunyoning asosiy hossalarini ifodaluvchi: uzunlik, massa, vaqtdir. Qolgan 4 tasi: tok kuchi, termodinamik harorat, modda miqdori va yorug’lik kuchi fizikaning biror bo’limidan olingan. Ma’lumki, fizika fanining asosiy tekshirish uslubi-tajribadir. Tajribalar natijasini tushuntirish, asoslash maqsadida ilmiy nazariyalar yaratiladi. Bularning xammasi tabiatda mavjud bo’lgan ob’ektiv qonuniyatlarni o’rganishga va natijada ularning fizikaviy qonunlarini yaratilishiga olib keladi. Fizikaviy qonunlar fizik kattaliklar orasidagi ma’lum munosabatlar vositasida ifodalanadi. Fizik kattalik deb- miqdor jixatdan xar bir fizik ob’ekt uchun xususiy, lekin sifat jixatdan ko’plab ob’ektlar uchun umumiy bo’lgan va bu ob’ektlarning biror xossasini ifodalovchi kattalikka aytiladi. Fizik kattalikni ham miqdor,ham sifat jihatdan to’la ifodalaydigan kattalikka uning haqiqiy qiymati deyiladi. Fizik kattaliklarning qiymatlari doimo takomillashtirib boriladigan tajribalar yordamida aniqlanadi va ularni solishtirish kelishilgan birliklarni (birlik sistemasini) kiritilishini taqozo etadi. Fizik kattaliklar sistemasi asosiy va xosilaviy kattaliklardan iboratdir. Asosiy fizik kattaliklar 7 ta bo’lib, ularning uchtasi moddiy dunyoning asosiy xossalarini ifodalovchi: uzunlik, massa, vaqt kabi birliklardir. Qolgan to’rttasi esa fizikaning biror bo’limidan olingan. Bunday kattaliklar: tok kuchi, termodinamik harorat, modda miqdori va yorug’lik kuchidir. Fizik kattalikning son qiymati, uning kattaligini kursatuvchi son bo’lib, tanlangan birlikka bog’liqdir. Fizik kattalikning birligi deb, xar bir fizik
va hokazo. Fizik kattalikning birligi, shu fizik kattalikning o’ziday kattalikdir. Fizik kattaliklarning asosiy va hosilaviy birliklarining to’plami birliklar sistemasini tashkil qiladi. Fizik kattaliklarning xalqaro birliklar sistemasi (XBS yoki SI- farnsuzcha Système International) 1960 yilda o’lchov va tarozilar bo’yicha XI bosh konferentsiyada qabul qilingan bo’lib, yettita asosiy –metr, kilogramm, sekund, ampir, kelvin, mol, kandela va ikkita qo’shimcha: radian va steradianalardan tuzilgan. Metr (m) – uzunlik birligi; Kilogramm (kg)- massa birligi; Sekund (s) – vaqt birligi. Kelvin (K)- termodinamik harorat birligi; Amper (A) –tok kuchining birligi. Mol (mol) –modda miqdorining birligi; Kandela (kd) –yoruglik kuchining birligi; Radian (rad) –qarshisidagi yoyinig uzunligi aylananing radiusiga teng bo’lgan ikkita aylana radiusi orasidagi burchak; Steradian (sr) –sfera sirtidan, tomoni sfera radiusidek bo’lgan kvadratning yuzasiga teng yuzani ajratuvchi, uchi sfera markazida bo’lgan fazoviy burchak. Xosilaviy birliklar fizikaviy qonunlardan foydalanib topiladi. Fizik kattaliklarning birliklarini karrali va ulushli miqdorlarda ifodalash uchun quyidagi old qo’shimchalar ishlatiladi 1 : Daraja ko’rsatkichi Nomi Belgilanishi Daraja ko’rsatkichi Nomi Belgilanishi 10 24
yotta Y 10 -1
detsi d 10 21 zetta
Z 10 -2 santi
c 10 18 exa
E 10 -3 milli
m 10 15 peta
P 10 -6 micro
μ
1 W. Mark Saltzman. Biomedical Engineering. Bridging Medicine and Technoogy, Second edition Yale University 2015. Page 721
10 12
tera T 10 -9
nano n 10 9 giga
G 10 -12 pico
p 10 6 mega
M 10 -15 femto
f 10 3 kilo
k 10 -18 atto
a 10 2 hector
h 10 -21 zepto
z 10 1 deka
da 10 -24 yocto
y
Ushbu old qo’shimchalar barcha fizik kattaliklarning birliklarini ifodalashda qo’llaniladi Masalan: 15Tm=15∙10 12 m; 23zs=23∙10 -21 s, milliamper, megavatt va h.k.
Kattalik nomi Birligi Belgilanishi 1.
Chastota Gers
Hz 2.
Kuch Nyuton
N 3.
Bosim Paskal
Pa 4.
Energiya, ish, issiqlik miqdori Joul
J 5.
Quvvat, energiya oqimi Vatt
Vt 6.
Zaryad miqdori Kulon
Kl 7.
Elektr kuchlanish, el.potensial Volt
V 8.
Elektr sig’im Farad
F 9.
Elektr qarshilik Om
Оm 10. Elektr o’tkazuvchanlik Simens Sm
11. Magnit oqimi Veber
Vb 12. Magnit induksiya Tesla Тl
13. Induktivlik Genri
Gn 14. Yorug’lik oqimi lyumen lm
15. Yoritilganlik lyuks
lk 16. Radioaktiv moddalarning aktivligi bekkerel Bk
17. Nurlanishning yutilish dozasi grey
Gr
Har qanday fizik kattalikni qanchalik aniq o‘lchamaylik uning haqiqiy qiymatini topish mumkin emas. Tajribada o‘lchangan qiymat faqat taqriban haqiqiy qiymatga teng. Haqiqiy qiymat bilan o‘lchangan qiymat orasidagi farq (ayirma) o‘lchamning xatoligi deyladi. Tajriba vaqtida olingan o‘lchamlarga qanday faktorlar va nima uchun farq qilishini va ular o‘lchamini aniqlash darajasiga qanchalik ta’sir ko‘rsatishini xatoliklar nazariyasi o‘rganadi. Tajribalar o‘lchamiga bir qancha faktorlar ta’sir qiladi: foydalanadigan qurilmalarning sifati, temperatura, namlik, o‘lchash usuli, eksprementatorning shaxsiy xususiyatlari va h.k. Yuqorida sanalgan faktorlar tajriba natijasiga salbiy ta’sir qiladi va haqiqiy qiymatni aniqlashni qiyinlashtiradi. Hatto tajriba o‘tkazish sharoiti yaxshilanganda, aniq sezgir qurilmalardan foydalanilgan holda ham, ayrim xatodan holi bo‘lish qiyin. Buning sababi turlicha bo‘lishi mumkin. Tajriba natijalarini aniqlashda yo‘l qo‘yilgan xatoliklarni surunkali (sistematik) va tasodifiy xatoliklarga ajratish qabul qilingan. Surunkali xatolik har doim natija uchun haqiqiy qiymatidan bir tomonga o‘zgaradi, ya’ni uni kamaytirib boradi. Tasodifiy xatolik, aksincha, bir hil ehtimollik bilan natijani uning haqiqiy qiymatidan, ham oshishga va ham kamayishiga sabab bo‘ladi. Tajribani o‘tkazishda yo‘l qo‘yiladigan xatoliklarning sabablarini ko‘rib chiqamiz.
Tajribani o‘tkazish usuliga bog‘liq bo‘lgan holda yo‘l qo‘yilgan xatoliklar surunkali xatoliklarga kiradi. Masalan, oddiy kalorometr bilan ishlaganda, agar tashqi muhit bilan izolyatsiyasi yaxshi bolmasa, u holda natija olinganda issiqlik miqdorining qiymati haqiqiy qiymatdan kam miqdorda aniqlanadi, ya’ni surunkali xatolikka yo‘l qo‘yiladi. Surunkali xatoliklarni mukammalroq usullarga o‘tish bilan yo‘qotiladi.
Bu turdagi xatoliklar yuqori sifatli qurilmalarga ham tegishlidir. Ular ma’lum bir sezgirlik va aniqlash darajasiga ega. Shunday qilib, o‘lchov qurilmalari natijani ma’lum sezgirlik darajasi chegarasidagina aniqlay oladi. 3.Qo‘llaniladigan apparatlar bilan bog‘liq bo‘lgan surunkali xatoliklar. Tayyorlangan qurilmalarning sifati yoki darajalanishi ham surunkali xatoliklarni keltirib chiqaradi. Masalan, analitik torozining noto‘g‘ri sozlanishi, termometr yoki voltmetr shkalasini noto‘g‘ri darajalash – tempratura yoki kuchlanishni o‘lchashda surunkali xatolikka olib keladi. Bunday xatoliklar qurilmani to‘g‘ri sozlash yo‘li bilan yo‘qotiladi. 4.Tajriba o‘tkazuvchining shaxsiy xatosi. Bu xatoliklar tajriba o‘tkazuvchining diqqatiga, tajribasiga va sezgirligiga bog‘liq bo‘lib, u tasodifiy xatoliklarga kiradi. Masalan, fotometr qurilmalar bilan ishlaganda okulyarga qarab ikkita yarim yorug‘likni bir – biriga tenglashtiriladi, shu holda yorug‘likni tenglashganligini ko‘z bilan qaraganda ma’lum darajada xatolikka yo‘l qo‘yiladi. (Bu tajriba o‘tkazuvchining ko‘rish qobiliyatiga bog‘liq) 5.Tajriba o‘tkazish sharoitiga bog‘liq bo‘lgan xatoliklar. Tasodifiy xatoliklarga yana tajriba o‘tkazish sharoitiga bog‘liq bo‘lgan xatoliklar kiradi. Ular tempratura, bosim o‘zgarishi, tok zanjiridagi kuchlanish o‘zgarishi va boshqa hollarda ro‘y beradi. Surunkali va tasodifiy xatoliklardan tashqari tajriba natijalari orasida boshqa natijalardan katta farq qilib turuvchi xatoliklar uchrab turadi. Bu xatolik tajriba o‘tkazuvchining e’tiborsizligi tufayli yoki qurilma noto‘g‘ri ishlagan holda ro‘y beradi. Ana shu xato natijani tashlab yuborib, boshqa natija bilan to‘ldiriladi. Xatoliklar nazariyasi tajribada olingan o‘lchamlarning xatoligini qanday yo‘llar bilan kamaytirish mumkinligini o‘rgatadi. Shuning uchun tajribani qanday aniqlikda o‘tkazilganligini bilish ishning asosini tashkil etadi. Biz bu qo‘llanmada ayrim va keng qo‘llaniladigan uslublarni keltiramiz. O‘rtacha arifmetik qiymat. Tajribalar natijasida hosil bo‘lgan tasodifiy xatoliklarni bir xil ehtimollik bilan o‘lchanayotgan qiymatni uning haqiqiy qiymatidan u yoki bu tomonga og‘diradi va yetarlicha tajribalar sonida bu xatoliklar bir–birini o‘zaro kompensatsiyalaydi. Bu hollar kattalikning o‘rtacha arifmetik qiymati bilan ehtimolligini ko‘rsatadi va u quyidagi formula bilan hisoblanadi. n x n x x x x n i n n 1 2 1 ..... Bu yerda x - o‘rtacha arifmetik qiymat, x 1 , x
2 , …., x n - alohida o‘lchamlar natijasi, n-o‘lchamlar soni, n i i x 1 - hamma o‘lchamlar yig‘indisi. Absolyut xatolik. O‘tkazilgan tajribalarda natijasini haqiqiy qiymatga yaqinlashish darajasini ko‘rsatish uchun absolyut xatolik tushunchasi kiritiladi. U haqiqiy qiymatdan qanchagacha farqlanishini ko‘rsatadi. Qandaydir kattaliklarni takroriy o‘lchashlarda o‘rtacha absolyut xatolik kattaligini kiritish maqsadga muvofiqdir. Har bir o‘lchamning absolyut xatoligi quyidagicha hisoblanadi. ; 1 1 x x x
; 2 2 x x x ………….; ;
U holda o‘rtacha absolyut xatolik n x n x x x x n i i n 1 2 1 ..........
Formula bilan aniqlanadi. Bu yerda 2 o‘rtacha arifmetik qiymatdan chetlanishning absolyut qiymati, ya’ni hammasi musbat sondir. Nisbiy xatolik. O‘lchamlar aniqligini ko‘rsatuvchi kattalik bu nisbiy xatolikdir. U o‘lchamlar natijasining qancha qismi absolyut xatoliknng tashkil etishini ko‘rsatadi va quyidagicha hisoblanadi.
D
Odatda nisbiy xatolik foizlar bilan ifodalanadi: D % 100 x x
Tajribalar natijasining haqiqiy qiymatlari – aniqlangan xatoliklar oralig‘ida yotadi. Masalan: l - uzunlik bir qancha o‘lchangan bo‘lsin. Uzunlikning o‘rtacha qiymati l=23,4mm ga absolyut xatolikning o‘rtacha qiymati l =0,5 mm bo‘lsa, u holda uzunlikning haqiqiy qiymati mm l haq ) 5 , 0 4 , 23 ( . 1 va , )
, 0 4 , 23 ( . 2
l haq Yoki 22,9< l haqiqiy. <23.9 mm bo‘ladi. Hisoblashlar natijasini quyidagi umumiy ko‘rinishda yozish qabul qilingan. mm l l l haqiqiy ) ( . ) 5 , 0 4 , 23 ( mm l haqiqiy O`lchash vositalarining absolyut xatolari
№ O`lchash vositalari O`lchash chеgarasi Bo`lim qiymati Asbobning absolyut xatosi 1 Chizg`ich o`quvchilar chizg`ichi 50 sm gacha 1 mm ± 1 mm
2 Chizmakashlik chizg`ichi 50 sm gacha 1 mm
±0,2 mm 3 Po`lat chizg`ich 20 sm gacha 1 mm
±0,1 mm 4 Dеmonstratsion chizg`ich 100 sm 1 sm
±0,5 sm 5 O`lchov lеntasi 150 sm 0,5 sm
±0,5sm 6 O`lchov silindri 250 ml gacha 1 ml
± 1 ml 7 Shtangеntsirkul 150 mm 0,1 mm
±0,05 mm 8 Mikromеtr 25 mm 0,01 mm
± 0,005 mm 9 O`quv dinamomеtri 4 Н 0,1 Н
±0,05 N 10 O`quv tarozisi 200g —
11 Sеkundomеr 0—30 min 0,2 s
30min da 1s. 12 Anеroid- baromеtr 720-780 mm.sim. ust 1 mm.sim.ust. ± 3 mm sim. ust.
Laboratoriya tеrmomеtri 0-100°С 1°С
±1°С 14 O’quv ampеrmеtri 2 А 0,1 А
±0,05А 15 O’quv voltmеtri 6 V 0,2 V
±0,15 V
Shtangensirkul santimetr va millimetrlarda darajalangan, hamda bir tomoni qo‘zg‘almas oyoqchadan iborat bo‘lgan metall chizig‘chdir. Chizg‘ich bo‘ylab suriluvchi ikkita oyoqcha, aniqroq o‘lchamlar uchun nonius bilan jihozlangan bo‘lib, u millimetrning o‘ndan bir ulushigacha (0,1mm) aniqlikda o‘lchashga imkon beradi. Shtangensirkulning tuzilishi.
1. qo‘zg‘almas oyoqcha 2. qo‘zg‘aluvchi oyoqcha 3. nonius 4. chizg‘ich 5. ichki diametrlarni o’lchash uchun qo‘zg‘aluvchi oyoqcha 6. chuqurlikni o‘lchash uchun oyoqcha Noniusni 10 ta bo‘linmasi bo‘lib, uzunligi 9 mm ga teng, har bir bo‘linmasining qiymati 0,1 ga teng. Agar shtangensirkulning birlashtirilsa, noniusdagi nol, chizg‘ichdagi nol bilan ustma-ust tushadi. Jism o‘lchamlarini aniqlash uchun shtangensirkuldan oyoqchalarini surib, ular orasidagi jismni zich qilib joylashtiriladi. Asosiy shkaladan uning nolidan boshlab noniusni nolgacha butun sonlar qiymati olinadi. Nonius shkalasidan esa yuqori shkala qiymati bilan kelgan o‘nli qiymat olinadi. Mikrometr Aniqroq o‘lchashlarni mikrometr yordamida o‘lchash mumkin.
Mikrometr quyidagi qismlardan iborat. 1 - massiv yarim halqa, uning bir uchiga 2 - qo‘zg‘almas o‘zak joylashgan 3 - qo‘zg‘aluvchi o‘zak, uning ikkinchi uchida vint bo‘lib u 4 - rezbali qo‘zg‘almas nay ichida harakatga keladi va 5 - rezbali qo‘zg‘almas nay, ya’ni barabanli shkala bilan biriktirilgan bo‘ladi. Barabanli shkalaning esa 50 ta bo‘linmasi bo‘lib, qo‘zg‘almas nay atrofida joylashgan. 6 - tirildoq buragich – doimo kuch bilan jismni ushlab turish uchun va jismda deformatsiya yuz bermasligi uchun xizmat qiladi. 4- nay ichki rezbasining qadami 0,5 mm ga teng, shuning uchun qo’zg’aluvchan o’zakning vinti unda bir marta to‘liq aylanganda qo‘zg‘aluvchi o‘zak 0,5 mm ga ilgarilanma harakat qilib suriladi. 4-qo‘zg‘almas nayda bo‘ylama shtrix (chiziq) o‘tkazgich bo‘lib, undan vintning 0,02 aylanaga burilishi 3-ning 0,01 mm ilgarilanma harakat qilishiga sabab bo‘ladi. Demak, shtrixdan boshlab 5-baraban ikki marta to‘liq aylanganda, 3-o‘zak 1 mm ga suriladi. Vintning 0,5 mm siljishiga to‘g‘ri kelgan to‘liq aylanishlarni qo‘zg‘almas naylardagi shkaladan hisoblanadi.
1. Fizika nimani o’rgatadi. 2. Fizik kattaliklar deb nimaga aytiladi? 3. Asosiy fizik kattaliklar, birliklari? 4. Hosilaviy birliklar qanday aniqlanadi? Download 0.55 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|