Тасымалдау құбылыстары

Билет 2

1. Идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралуы, Максвелл таралу заңы.

2. Жарықтың толқындық және кванттық қасиеттері

1.Идеал газдың молекулаларының жылдамдықтар бойынша үлестірілу функциясы максимал болған кездегі жылдамдық, ең ықтимал жылдамдық деп аталады:

Орташа арифметикалық жылдамдықмына өрнектің көмегімен анықталады:

Молекулалардың орташа квадраттық жылдамдығымына өрнектің көмегімен анықталады:

функциясы үлестірілу функциясы деп аталады. Шекке көше отырып мынаны аламыз:

Сонымен, үлестірілу функциясы – бірлік көлемнің ішіндегі газ молекулаларының кез-келген жылдамдықтың маңайында интервалында жататын жылдамдықты алу ықтималдылығы. Функцияның түрі былай беріледі:

2.Жарықтың толқындық және кванттық қасиеттері

Бұл теорияның біреуі Ньютонның, ал екіншісі Гюйгенстің есімдеріне байланысты болы. Ньютон жарықтың корпускулалық теориясын ұсынды. бұл теория бойынша жарық дегеніміз – жарық көзінен жан - жаққа кететін бөлшектер ағыны(зат тасымалы).
Гюйгенстің ойлауынша жарық дегеніміз – бүкіл кеңістікті толтырып, барлық денелердің ішіне өтетін ерекше гипотетикалық ортада - эфирде таралатын толқындар.
Кеңістікте қиылыса отырып, жарық шоқтарының бір - біріне неге әсер етпейтіндігін корпускулалық теория бойынша түсіндіру қиын болды. Ал толқындық теория мұны оңай түсіндірді.
Маман - дәрігер: Жақыннан көргіштік, алыстан көргіштік және көз туралы түсінік беру.
Көз - «тірі» оптикалық аспап, ол адамға да жан - жануарларға да қоршаған әлемді танып - білуге мүмкіндік береді. Көз алмасының тор қабығын көз нәрсенің кішірейтілген, шын, төңкерілген кескінін береді.
1. қасаң қабық
2. көз бұршағы
3. нұрлы қабық
4. торлы қабық
5. көру жүйкесі
6. Көз алмасының ішкі бөлігі
7. Көз алмасының түбін тұтас жауып тұратын торлама.

Билет №3

1. Барометриялық формула. Больцман таралуы.

2. Токтардың өзара әсерлесуі.Магнит индукция векторы

1. Кез – келген газдың молекулалары Жердің тартылыс потенциалдық өрісінде орналасады. Бір жағынан тартылыс, екінші жағынан молекулалардың жылулық қозғалысы, биіктік бойынша газ қысымы азайып отыратындай газдың белгілі бір стационарлық күйіне алып келеді.

делік, яғни олар биіктіктен тәуелсіз болсын. Олай болса, егер биіктікте атмосфералық қысым - ға тең десек, онда биіктікте ол - ға тең.

мұнда - биіктіктегі газдың тығыздығы. Сондықтан,

Егер , онда

немесе

Интегралдағаннан кейін

немесе

Кез келген биіктікте

Қысымның биіктікке қатысты азаю заңын көрсететін осы теңдеу барометрлік формуладеп аталады. (Берілген биіктіктегі қысымды өлшей отырып Жер бетінен алғандағы осы биіктікті анықтау үшін қолданылынады).

екенін ескере отырып, былай жазуға болады:

немесе

Бұл жерде - тартылыс күшінің өрісіндегі молекулалардың потенциалдық энергиясы.

Егер де газ қандай-да бір басқа күш өрісінде орналасатын болса, оның молекулалары белгілі бір потенциалдық энергияны иемденеді. Онда берілген энергияны иеленген бөлшектердің саны мына өрнектің көмегімен анықталады: . Бұл өрнек Больцман таралуы деп аталады.

2. Қозғалмайтын электр зарядтары электр өрiсiн туғызады, қозғалатын зарядтар басқа өрiс – магнит өрiсiн туғызады.

Бұған иiлмелi өткiзгiшмен жасалған тәжiрибеден көз жеткiзуге болады. Егер екi параллель өткiзгiштер бойымен бiр бағытта ток өтсе, өткiзгiштер бiр бiрiне тартылады, ал егер ток бағыттары қарама-қарсы болса, онда өткiзгiштер бiр-бiрiнен тебiле бастайды.

Ток өтетiн өткiзгiштер арасындағы пайда болатын әсер магниттiк әсер деп аталады. Бұл жағдайда өткiзгiштердiң бiр-бiрiне әсер ететiн күштерiн магниттiк күштер деп атайды.

Электромагниттiк өрiстiң байқалуының бiр түрiн магнит өрiсi деп атайды. Оның ерекшелiгi болып, ол өрiс тек қана электр заряды бар қозғалыстағы бөлшектер мен денелерге, сонымен қатар қозғалатын не қозғалмайтындығына байланыссыз магниттелген денелерге әсер ететiндiгi табылады.

Магнит индукциясының векторы магнит өрiсiнiң күштiк сипаттамасы болып табылады.

Магнит индукциясы векторының бағыты ретiнде ток әсерiнен туған кейбiр магнит өрiсiнде еркiн қозғала алатын магнит тiлшесiнiң оңтүстiк S полюсiнен солтүстiк N полюсiне бағыты алынған. Бұл бағыт тогы бар тұйық контурға түсiрiлгеноң нормаль бағытымен сәйкес келедi.

Оң нормаль бағыты тұйық контурдағы токтың бағыты бойынша айналғандағы оң кесiлген бұранда ұшының iлгерiлемелi қозғалысымен сәйкес келедi (6.1 - сурет).

Тогы бар түзу сызықты өткiзгiштiң магнит тiлшесi жазықтығы өткiзгiшке перпендикуляр, ал центрi өткiзгiш өсiнде жатқан шеңбердiң жанамасы бойынша орналасады. Магнит индукциясы векторының бағытын Максвелл ережесi (бұранда ережесi) бойынша анықтайды:

егер бұранданы өткiзгiштегi ток бағыты бойынша бұраса, онда бұранда сабының қозғалыс бағыты магнит индукциясы векторының бағытына нұсқайды.

Магнит индукциясы векторының модулi магнит өрiсi тарапынан тогы бар өткiзгiштiң бiр бөлiгiне әсер ететiн максималды күштiң ток күшiнiң сол бөлiк ұзындығына көбейтiндiсiнiң қатынасына тең:

(6.1)

СИ жүйесiнде Магнит индукциясының бiрлiгi ретiнде бiр тесла (1 Тл) – ұзындығы 1 м өткiзгiш бөлiгiне 1 А ток күшi болғанда өрiс тарапынан F_max = 1 H максималды күш әсер ететiн бiртектi өрiстiң магнит индукциясы қабылданған.

Егер векторлары өрiстiң барлық нүктелерiнде бiрдей болса, магнит өрiсiн бiртектi деп атайды.

Өрiстердiң суперпозиция принципi. Егер кеңiстiктiң берiлген нүктесiнде магнит өрiстерi магнит индукциясының векторлары ₁, ₂, ₃ және т.б. болып келген әртүрлi магнит көздерiнен құралса, онда қорытынды магнит өрiсiнiң векторы мынаған тең болады:

= ₁+ ₂+ ₃+…

Б илет №4

1. Тасымалдау құбылысы. Диффузия құбылысы, жылу өткізгіштік құбылысы. Газдардың ішкі үйкелісі (тұтқырлық).

2. Оптиканың негізгі заңдары. Жарық сәулесі

Тасымалдау құбылыстары

Жүйенің тепе-теңдік күйі бұзылғанда жүретін құбылыстарды зерттейтін ғылым физикалық кинетика деп аталады. Тепе-теңдік күйі бұзылғанда газдарда жылудың немесе қозғалыс мөлшерінің ағыны пайда болады. Сондықтан осындай құбылыстарды тасымалдау құбылыстары деп атайды .Тасымалдау құбылыстарының келесі үш түрі кездеседі: диффузия, жылу өткізгіштік және ішкі үйкеліс (тұтқырлық)..

Диффузия кезінде масса, жылу өткізгіштік кезінде энергия, ішкі үйкеліс кезінде импульс тасымалданады. Сондықтан бұл құбылыстар тасымалдау құбылыстары деп аталады. Газ молекуласының еркін жолының ұзындығы:Газ молекуласының көршілес екі соқтығысу арасында жүріп өткен ара қашықтығын газ молекуласының еркін жолының ұзындығы деп атайды. Өлшем бірлігі .

мұндағы: z –1 секундтағы соқтығу саны

,

.

Газ молекуласының соқтығысу кезіндегі центрлерінің бір-біріне жақындайтын ең аз ара қашықтығын газ молекуласының эффективтік диаметрі деп атайды.

- газ молекуласының эффективті қимасы,

мұндағы: екенін ескерсек

Газ молекуласының еркін жолының орташа ұзындығы абсолют температураға тура пропорционал және газдың қысымына кері пропорционал.

Диффузия құбылысы кезінде заттың бір көлемінен екінші көлеміне зат тасымалданады.

- тығыздық градиенті.

Тығыздық градиенті деп белгілі бағытта тығыздықтың өзгеру шапшаңдығын айтады.

Диффузия құбылысын сипаттайтын заңды Швейцар физигі Фик ашты. Сондықтан бұл заң Фик заңы деп аталады:Диффузия құбылысы кезінде аудан арқылы t уақытта тасымалданатын зат массасы тығыздық градиентіне тура пропорционал болады.

мұндағы: - диффузия коэффициенті, өлшем бірлігі .