Дүйнөнүн заманбап физикалык сүрөттөлүшү

1.

Дүйнөнүн заманбап физикалык
сүрөттөлүшү
Доц.Др.Тамара Карашева

2. Физикалык дүйнөнүн уюшуу деңгээлдери

Материалдык дүйнө
Микродүйнө
-8
r<=10
m <= 10-10
Макродүйнө
r ~ 10-8 - 107
m ~10-10 – 1020
Атомдор жана молекулалар, элементардык
бөлүкчөлөр (протон,
нейтрон, электрон,
кварктар, өз ара аракеттешүү
бөлүкчөлөрү)
Макронерселер (газ,
суюктук, катуу нерселер),
жандуу организмдер
Мегадүйнө
r >107
m > 1020
Жылдыздар жана
жылдыздардын топтору, планеталардын
системалары жана
планеталар

3. Дүйнөнүн заманбап физикалык сүрөттөлүшү

М.Планк-Кванттык гипотеза
Луи де Бройль-Корпускулалык-кванттык дуализм
Э Шредингера- Толкундук механика
В.Гейзенберг-Кванттык механика
Н. Бор –Атомдун модели
Дүйнөнүн заманбап физикалык сүрөттөлүшү жаратылыштын закон ченемдүүлүктөрү тууралуу
фундаменталдык билимдердин системасы
Физикалык дүйнө –объективдүү реалдуулук
Заманбап физика микродүйнөнү изилдейт.
Микробөлүкчөлөрдүн кыймылы кванттык механикада каралат.
Корпускулалык-толкундук дуализм
принциби:
Физикалык объекттилер бир эле убакытта корпускулалын да, толкундук да касиеттерге ээ
Микродүйнө статистикалык
закондорого баш ийет.
Аныксыздык принциби:
Заманбап физика объекттин абалын
мүнөздөөдө чектөөлөрдү киргизет.
Толуктоо принциби:
Физикалык объекттердин касиеттери
аларды байкоо шарттарынан көз

4. Салыштырмалуулуктун атайын теориясы (1905)

САТ жоболору
Салыштырмалуулук принциби:
Жарыктын вакуумдагы ылдамдыгы бардык инерциалдык ситемалар үчүн бирдей. Ал жарык булагынын жана кабыл алгычтын
кыймылынан көз каранды эмес.
Бардык физикалык процесстер
инерциалдык эсептөө системаларында бирдей өтөт.
САТ натыйжалары:
1.Узундуктун кыскарышы (аралыктын салыштырма-луулугу)
2. Убакыт интервалынын чоңоюшу (убакыттын жай-лануусу)
Мейкиндик жана убакыт-салыштырмалуу
3. Ылдамдыктарды кошуунун релятивдик закону
4. Массанын ылдамдыктан көз карандылыгы
5. Энергия менен массанын эквиваленттүүлүгү
c
САТ
Классикалык механика

5. Бүткүл Дүйнөлүк тартылуу закону Ар кандай эки нерсе, алардын массаларынын көбөйтүндүсүнө түз жана ортосундагы аралыктын

квадратына тескери пропорцияалуу
күч менен тартылышат.
Мында масса өз ара аракеттешүү күчүн аныктайт, б.а.
масса-гравитациянын чени

6. Салыштырмалуулуктун жалпы теориясы (1916)

Эйнштейн Салыштырмалуулуктун
атайын теориясы өнүктүрүп, мейкиндик-убакыттын геометриясын
заттын жана энергиянын бөлүштүрүлүшү менен байланыштырган.
Мейкиндик-убакыт геометриясынын өзгөрүшү зат жана энергиянын
бөлүштүрүлүш мүнөзүн аныктайт.
Чоң массадагы нерселердин айланасында мейкиндиктин ийрейүүсү
орун алат.
Гравитациялык жана инерттик массалардын барбардыгы тастыкталган.

7. Атомдун моделдери Джозеф Джон Томсондун модели

.
Атомдун моделдери
Джозеф Джон Томсондун модели
1897-жылы Дж.Томсон атомдо оң
заряд бүткүл көлөмү боюнча бир
калыпта бөлүштүрүлүп, анын
арасына
терс
заряддуу
электрондор батып турат жана
электрондор
орбита
боюнча
кыймыл жасайт деп эсептеген.

8. Атомдун моделдери Эрнест Резефорддун модели

Резерфорд 1911-жылы атомдун планеталык моделин
сунуштаган. Ал атомдун бардык массасы бир
бөлүкчөгө топтолгон оң заряддуу ядродон жана анын
айланасында айланган терс заряддуу электрондордон
турат деп корутундулаган. Атом өзүнүн түзүлүшү
боюнча Күн системасын элестеткендиктен, мындай
модель атомдун планеталык модели же ядролук
модели деп аталган.
Планеталык модель ачылгандан кийин атомдогу
электрондордун
санынан
алардын
химиялык
касиеттери көз каранды экендиги аныкталып,
Меделеевдин мезгилдүү таблицасынын тууралагы
тастыкталды.
Бирок бул модель атомдун туруктуулугун түшүндүрө
алган эмес, анткени тынымсыз нурданган электрон
акырында ядрого кулап түшмөк.

9. Атомдун моделдери Нильс Бордун модели

h=6.62 10 –34 Дж с
1913 – жылы Нильс Бор атомдун алгачкы
кванттык моделин сунуштайт. Н.Бор жарык кванттары
тууралуу М.Планктын гипотезасына таянып, атомдун
түзүлүшү боюнча идеяларын эки постулат түрүндө
келтирет.
1-постулат.
Электрон
ядронун
айланасында
кыймылдоого мүмкүн болгон көптөгөн орбиталардын
ичинен белгилүү (стационардык) орбиталар боюнча
гана кыймылдай алат. Атом стационардык абалда
болгондо энергияны нурдантпайт жана жутпайт.
2-постулат. Атомдогу электрондун бир стационардык
абалдан экинчисине өтүшү энергиянын hν квантын
бөлүп чыгаруу же жутуу менен коштолот. hν =Em-En
Бордун модели суутек атому үчүн гана так
натыйжаларды берген.
Бор алгачкылардан болуп атомдогу энергиянын
квантталуусун
киргизген,
бирок
электрондун
кыймылына көз карашы классикалык бойдон кала
берген.

10. Кванттык механиканын негиздери

Луи де Бройль, корпускулалык-толкундук дуализм микробөлүкчөлөргө
да тиешелүү касиет, алар өздөрүн бир эле убакта корпускула да, толкун да
катары алып жүрөрүн божомолдогон.Тайрыйбада бөлүкчөлөрдүн корпускулалык же толкундук касиеттеринин байкалышы, байкоо ыкмасынан жана
коюлган маселеден көз каранды.
Гейзенбергдин аныксыздык принцибине ылайык бөлүкчөнүн импульсун
жана координатын, энергиясын жана убакыт интервалын бир убакта так
аныктоо мүмкүн эмес. Алардын тактыктарынын көбөйтүндүсү эч качан Планк
турактуулугунан кичине боло албайт.
Микродүйнөдөгү кубулуштарды баяндоо үчүн колдонулган классикалык
түшүнүктөр бири-бирине каршы келгени менен, бири-бирин толуктап,
кубулуш тууралуу толук маалымат берет. Бул Н.Бордун толуктоо принциби
деп аталат.
Айкалышуу принциби кванттык механикага да тиешелүү. Макронерселер
үчүн кванттык эффекттер дээрлик байкалбагандыктан, кадимки классикалык
механиканын закондорун колдонууга болот, демек, классикалык механиканы
кванттык механиканын жеке учуру катары кароого болот.

11. Кванттык механикалык теңдеме

1926-жылы Э.Шредингер толкундук функция аркылуу
туюндурулган теңдемени сунуштайт. Бул тендемени
чыгаруу аркылуу атомго тиешелүү энергиялардын
дискреттүү (квантталган) катары алынат.
Толкундук функциянын квадраты атомдогу
электрондун убакыттын белгилүү моментинде
белгилүү абалда болуу ыкмалдуулугун аныктайт.
Электрондук булутча - электрондун болушу
ыктымалдуу болгон аймактын элеси. Ар түртүү
энергетикалык абалга тиешелүү электрондук
булутчалар орбиталдар деп аталат.

12. Атомдун түзүлүшү

Атом жана анын курамына кирген бөлүкчөлөр микробөлүкчөлөр деп
аталат.
Салыштыруу үчүн протон жана нейтрондун өлчөмүн 10 см деп
алсак, анда кварктын өлчөмү 0.1 мм ден кичине болуп, атомдун
өлчөмү 10 км ге жетмек.
5
3
Электродун массасы me 9.31 10 31 кг
Атомдун тыгыздыгы 10 кг / м
Протондун массасы m p 1.67 10 27 кг
Нейтрондун массасы m 1.67 10 27 кг
n
Ядронун тыгыздыгы 1017 кг / м 3

13. Фундаменталдык өз ара аракеттешүүлөр

Гравитациялык
Гравитациялык өз ара
аракеттешүүнүн жаратылышы азырынча толук
чечиле элек болсо да,
анын өз ара аракеттешүү
закону бизге белгилүү.
Ал чоң массалар үчүн
гана
негизги
ролду
ойнойт.
Коэффициенти -10 -38.
Таасир этүү аралыгычектелбейт
Убактысы-чектелбейт
Ташыгыч бөлүкчөсүгравитон (али каттала
элек)
Электромагниттик
Бардык
заряддалган
нерселердин ортосунда
болот.Электромагниттик
күч кичине аралыктар
үчүн тартьшуу күчүнө
салыштырмалуу ченемсиз чоң. Эки протондун
өз ара электромагниттик
аракеттешүүсү, алардын
гравитациялык
тартылуусунан 1043 эсе
чоңдук кылат.
Коэффициенти-10-2
Таасир этүү аралыгычектелбейт
Убактысы t ~ 10-20с
Ташыгыч бөлүкчөсүфотон.
Күчтүү
Күчтүү
өз
аракеттешүү
ядролук
өз
Начар
ара Начар өз ара
же аракеттешүү нейтрино
ара катышкан процесстерде
аракеттешүү
кварктарды адрондорго
бириктирүүчү күч болуп,
ядронун туруктуулугуна
жооп берет.
Коэффициенти -1.
Таасир этүү аралыгы
10-15м
Убактысы 10 -23 с
Ташыгыч бөлүкчөсү –
пи-мезон.
жана адрондордун жай
ажыроо процесстеринде байкалат.
Алгачкы ирет
радиоактивдүү беттаажыроо процессинде
аныкталган.
Коэффициенти-10-13
Таасир этүү аралыгы
r~10-18м
Убактысы t ~ 10-10с
Ташыгыч бөлүкчөсүвектордук бозон.

14. Улуу биригүү теориясы

электр
электромагнетизм
Электр-начар өз
ара аракеттешүү
магнетизм
Стандарттык Модель
жарык
Бета-ажыроо
нейтрино
Начар өз ара
аракеттешүү
?
протондор
нейтрондор
Күчтүү өз ара аракеттешүү
пиондор
Жердин
тартылуусу
Космос
механикасы
Универсалдык гравитация
Салыштырмалуулуктун жалпы теориясы
Мейкиндик-убакыт геометриясы

15. Микродүйнө. Элементардык бөлүкчөлөр

Элементардык бөлүкчөлөр
Жалпы касеттери:
•Көпчүлүгүнүн татаал түзүлүшкө
ээ болушу
•Туруксуздугу (фотон, электрон,
протон, нейтрино туруктуу)
•Антибөлүкчөсүнүн болушу
•Өз ара аракеттешүү жана өз ара
айлануу
Теориялык
•Сакталуу закондору
•Симметрия принциби
•Фундаменталдык өз
ара аракеттешүүлөрдүн
закондору
Изилдөө каражаттары
Эксперименталдык
•Ылдамдаткычтар
•Эсептегичтер
•Детекторлор
•Камералар
•Калың катмардуу фотоэмульсия

16. Элементардык бөлүкчөлөрдүн классификациясы

Элементардык бөлүкчөлөр
Адрондор
Лептондор
күчтүү өз ара аракеттешүүгө
катышат
начар өз ара аракеттешүүгө
катышат
Бариондор
Үч кварк
Мезондор
Кварк жана
антикварк
Электрондор
Мюондор
Тау-бөлүкчөлөр
Электрондук
нейтрино
Мюондук нейтрино
Тау-нейтрино

17. Материянын заманбап концепциясы

Материяны зат жана талаага бөлүп кароо маанисин жоготуп, материяга карата
буга чейин карама-каршы болгон: дискреттүүлүк жана үзгүлтүксүздүк, жаралуу жана
жок болуу, энергиянын - массага, массанын энергияга айлануусу сыяктуу түшүнүктөр
бирдикте каралат.
Кванттык механикада физикалык вакуум түшүнүгү киргизилди. Бирок бул объект али
жетиштүү изилдене элек. Вакуум - минималдуу энергияга ээ болгон, ичинде реалдуу
бөлүкчөлөр жок мейкиндик, үзгүлтүксүздүк. Физикалык вакуум виртуалдуу бөлүкчөлөр менен толтурулган. Виртуалдык бөлүкчөлөрдүн жашоо убактысы, Гейзенбергдин
аныксыздыгына ылайык, өтө кичине болгондуктан, энергия-зат сакталуу закондору
бузулуп жетишпейт да, алардын пайда болушу жана жоголушу эч кандай өзгөрүүгө
алып келбейт.
Эгерде вакуумга жетиштүү энергия берилсе, виртуалдык бөлүкчөнүн жашоо убактысы узарып, реалдуу бөлүкчө болуп жаралат. Зат - тынч абалдагы массага ээ болгон
дискреттүүлүк. Мында энергия - тынч абалдагы масса, масса энергиянын бир формасы болуп эсептелет.
Талаа - вакуумдун энергияга каныккан абалы. Талаалар бөлүкчөлөр тарабынан да
түзүлүшү мүмкүн, эркин да болушу мүмкүн.
Өз ара арaкеттешүүлөр талаа кванттары ( виртуалдуу бөлүкчөлөр) аркылуу ишке
ашат.

18.

Көңүл бурганыңыздарга
чоң рахмат!