Физик ғалымдар ашқан жаңалықтар

№16 колледж МКҚК
Сапа менеджменті жүйесі
Орындаған: Қ-55 топ студенті – Ұзақбай Қамарсұлу

 

ХІХ-ХХ ғасырдағы физика ғылымының жаңалықтары

Физика тарихындағы үшінші (қазіргі) кезең 19 ғ-дың соңғы жылдарынан басталды. Бұл кезеңде зат құрылысын, оның микроқұрылымын тереңірек зерттеу қолға алынды. Электрон ашылды, оның әсері мен қасиеттері зерттелді (Дж. Томсон, Г. Лоренц)

Электрондар динамикасына және электрондардың сәулелер өрісімен әсерлесуіне байланысты қазіргі физиканың ең жалпылау теориясы — салыстырмалық теориясы (А. Эйнштейн, 1906) пайда болды. Жаңа теория материя қозғалысын және сол қозғалысқа қатысты  физиканың негізгі ұғымдары — кеңістік пен уақыт жөніндегі түсініктерді жаңа белеске көтеріп, олардың қасиеттері жөніндегі ғасырлар бойы қалыптасқан көзқарасты негізінен өзгертті. Салыстырмалық теориясы ғасырлар бойы қалыптасқан Ф. заңдарын түгелдей теріске шығарған жоқ, қайта оның қолданылу шекарасын анықтап берді. Мысалы, жарық жылдамдығына шамалас жылдамдықпен қозғалған денелерге Ньютон механикасының заңдарын қолдануға болмайтындығын көрсетті. Ядр. процестерде байқалатын энергия мен масса арасындағы байланысты өрнектейтін Эйнштейн формуласы салыстырмалық теориясының дәйектілігін онан әрі айқындай түседі. 1916 ж. Эйнштейн ашқан жалпы салыстырмалық  теориясы әлемнің алыс түкпіріндегі материяның қозғалысы мен орнықтылығын теориялық жолмен зерттеудегі бірден-бір аса маңызды тәсіл болды. Бұл теория тартылыс жайлы ескі ілімді қайта құрып, жаңа сатыға көтерді.

М. Планк 20 ғасырдың басында заттың сәуле шығаруы және жұтуы үздіксіз жүретін қүбылыс емес, үздікті түрде, энергия үлестері күйінде өтетін қүбылыс екенін көрсетті. А. Эйнштейн, Э. Шрёдингер, Л. Де Бройль, В. Гейзенберг т. б. Планк идеясын онан әрі дамытып, оны математикалық тұрғыдан бір жүйеге келтірді. Кванттық теория және оның негізінде кванттық механика осылай қалыптасты. Кванттық теорияның негізінде атомның әр түрлі қасиеттері және оның ішінде өтіп жатқан процестер түсіндірілді (Н. Бор т. б.).

20 ғасырдың 2-ширегінен бастап атом ядросының қүрылымын және онда байқалатын процестерді зерттеуге, сондай-ақ элементар бөлшектер физикасының жасалуына байланысты физикадағы революциялық өзгерістер онан әрі жалғасты. 19 ғасырдың соңында радиоактивтілік және ауыр ядролардың радиоактивтік түрленуі ашылды (А. Беккерель, П.Кюри, М. Складовская-Кюри). 20 ғасырдың басында изотоптар анықталды. Э. Резерфорд сс-бөлшектермен атқылау арқылы азоттың орнықты (ыдырамайтын) ядросын оттек ядросына түрлендірді (1919). Физиканың дамуындағы келесі кезең нейтронның (1932) ашылуына байланысты болды. Бұл жаңалық ядроның қазіргі нуклондық моделін жасауға мүмкіндік берді. 1932 ж. позитрон, ал 1934 ж. жасанды радиоактивтілік ашылды. Ядролық физиканың дамуында зарядты бөлшек үдеткіштері елеулі роль атқарды.

20 ғасырдың 40—50 жылдары белгілі элементар бөлшектердің саны бірнеше есе артты. Электрон, протон, нейтрон, позитронмен (сондай-ақ фотонмен) қатар, мезондардьң бірнеше түрі, бейтарап бөлшек — нейтрино, нуклондардың қозған күйі ретінде қарастырылатын — гиперондар ашылды. 1955 ж. Э. Сегре бастаған американ физиктері — антипротонды, ал 1956 ж. американдық физиктердің басқа бір тобы — антипейтронды ашты. Сонымен В. И. Ленин айтқан «...Атом сияқты, электрон да сарқылмайды, табиғат шексіз...» (Шығ., 14-т., 285-6.) деген болжамның дәйектілігі онан әрі айқындала түсті.

Бізге қазіргі кездегі белгілі табиғаттағы заттар негізгі үш бөлшектен (протон, нейтрон, электрон) құралса, әлемнің басқа бір түкпірінде антибөлшектерден (антипротон, антинейтрон, позитрон) құралған материя да (антизат) болуы мүмкін. Бұл жайт тәжірибе жүзінде айқындалып, шындыққа да айнала бастады. 1965 ж. Брукхейвен қаласындағы (АҚШ) знергиясы 30 Гэвтік протондық үдеткіште, бериллийден жасалған нысананы протонның өткір шоғымен атқылау нәтижесінде алғашқы құранды антиядро — антидейтрон алынды. 1970 ж. Серпуховтағы (СССР) энергиясы 70 Гэв-тік протондық үдеткіштің көмегімен Менделеевтің периодты системасындағы екінші хим. элемент — гелийдің антиядросы — анти-гелий-3 ашылды. Антизаттың ашылуына байланысты, қазіргі кезде ғалымдар арасында, әлемнің алыс түкпірінде антизаттан түзілген антидүние болуы мүмкін деген болжам да бар.

Зат та, антизат та негізгі элементар бөлшектер мен олардың антибөлшектерінен тұрады. Дүние «кірпіштері» қызметін атқаратын бұл бөлшектерге берілген, «элементар» деген аттың өзі де, оның әрі қарай бөлінбейтін қарапайымдылығында болуы керек. Ал қа-зіргі кезде ғалымдар элементар бөлшектердің «элементарлығына» да шек келтіріп жүр. Элементар бөлшектердің де өзіндік ішкі құрылысы болатындығын дәлелдейтін құбылыстар байқалуда. Қазіргі үстем болып тұрған көзқарастың бірі бойынша шын мәнінде бөлінбейтін бөлшек бар, ал қалған бөлшектер олардың түрліше болып құра-луынан түзіледі. Осы пікір негізінде дамып, кең тараган болжам — кварктер теориясы. Бұл болжам бойынша элементар бөлшектердің басым көпшілігі осы кварктерден тұрады. Кварктердің де антибөлшегі — а н т и к в а р к т е р болуға тиіс.

Ломоносов Михаил Васильевич (1711-1765).

Ломоносов Архангельск губерниясында, шаруа семьясында дүниеге келеді. Балалық шағынан бастап ол әкесімен бірге теңізден балық аулауға барып жүреді. Тым ерте, кішкентай кезінде – ақ хат танып, ары қарай оқып білімалуға аса ынтық болады. Осы мақсатпен Михаил Ломоносов тоңазытылған балық тиелген арбалы керуенмен бірге,жаяу Москваға келеді.

Москвадағы Славян – грек – латын академиясына оқуға түсу үшін өзін дворян баласымын деп  айтуына тура келді, әйткені оған шаруа баласының кіруіне жол жоқ еді. Ломоносов мұнда өте жақсы оқиды, оны Германияға жібереді. Ломоносов ірі ғалым болып шығады.  Тіпті француздың бір тарихшысы Россияда екі Ломоносов бар, оның біреуі -  ақын, екіншісі – химик деп есептеген.

Ал, шындығында, ақын да, химик те, физик те, тарихшы, географта  - сол Ломоносов болатын.

Бір күні ол мынадай тәжірибе жасады: ішіне қорғасын пластинкалар салып, дәнекерлеп бекіткен шыны ыдысты таразыға тартты, одан кейін оны отқа қыздырды да, салмағын қайта өлшеді.

Пластинкалардың сырты тотықты, бірақ бұл жағдайда да пластинкалардың жалпы салмағы әзгерген жоқ. Табиғттың негізгі заңдарының бірі болып табылатын  - материяның сақталу заңы міне осылайша ашылды.

Ломоносов жұлдыздар мен планеталарды бақылауға арналған телескоп жасап шығарды. Осы телескоп арқылы Шолпан планетасын біздің Жер планетамыз сияқты атмосфера қоршап тұрғанын айтты.

Альберт Эйнштейн

Альберт  Эйнштейн (1879-1955) – ХХ ғасырдың ұлы физигі. Ол кеңестік пен уақыт туралы жаңа ілім – салыстырмалықтың арнайы теориясын шығарды. Осы теорияны инерциялы емес санақ системасы жағдайына жинақтай келе,  Эйнштейн тартылыстың қазіргі кездегі теориясы болып келетін салыстырмалықтың жалпы теорисын жасап шығарды.

Жарық бөлшектер - фотондар жөніндегі түсінікті ең алғаш Эйнштейн енгізген. Эйнштейннің броундық қозғалыс теориясы жөнінен істеген жұмысы заттың құрылысының молекула – кинетикалық теориясының ақтық жеңіп шығуына себепші болды.

Эйнштейннің әлденеше рет соғысқа қарсы шыққан прогрессивтік қоғамдық қызметіне адамзат зор ілтипат көрсетеді

Паулидің гипотезасы

Швейцария физигі В. Паули нейтроның ыдырауы кезінде протонмен және  электронмен бірге энергияны көзге көрінбейтін қайсыбір  бөлшек әрекеті деген болжам айтады. Ол электр зарядтарын  тасылмалдамайды, сондықтан оны физикалық приборлар тіркей алмайды. Ендеше, ол атомдарды иондай, ядроны ыдырата алмайды, яғни  бөлшектің бар-жоғын білдіретіндей із қалдырмайды.

Бөлшек қаншылықты ерекше болғанмен, оны ештеңемен әрекеттеспей деп айтуға ауыз бармайды, әйтпесе мұндай бөлшекті  физикаға енгізу энергиясын сақталу заңынан  жасырын түрде бас тарту болып табылар еді. Міне сондықтан да, Паули өзінің гипотезалық бөлшегі жөнінде:  ол затпен өте әлсіз әрекеттеседі, сондықтан заттың қалың қабатынан із-түссіз, еркін өте алады деп болжаған еді.

Бұл бөлшекті  Ферми нейтрино деп аталады,  ол кішкентай  нейтрон деген сөз, Паули алдын-ала болжағандай, нейтроның тыныштық массасы 0-ге тең екен. Бұл сөзді: тыныштықта тұрған нейтрино жоқ деп түсіну  керек. Жапық дүниеге келген бетте олар бірден 300000 км/с, жылдамдықпен қозғалады. Нейтрино заттың белгілі қалындықтағы қабатында затпен  қалай әсерлесетіндігі  есептелген. Бұдан жұбантарлық ештеме шықпайды, бөлшекті экспериментте анықтау мүмкіншілігі жоққа тән. Жер шары нейтрино үшін өткізетін жарықты жақсы өткізетін шыныны ең жаксы сортынан да мөлдірірек.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: