1 Кіріспе. Дәріс 1. Күшті әсерлесу – бірнеше фемтометр арақашықтықтағы адрондар арасындағы пайда болатын әсерлесу; дербес жағдайда атом ядросы арасындағы. - презентация

1 1 Кіріспе. Дәріс 1

2 Күшті әсерлесу – бірнеше фемтометр арақашықтықтағы адрондар арасындағы пайда болатын әсерлесу; дербес жағдайда атом ядросы арасындағы байланысты туғызады. 2

3 Электромагниттік әсер атом және молекулалар өлшемдеріне сәйкес арақашықтықтан бастап, бірнеше жүздеген километр, одан да үлкен арақашықтықтар арасында байқалады Электромагниттік әсерлесу – өздерінің арасындағы электр зарядымен, арақашықтықпен және олардың салыстырмалы қозғалысының жылдамдығымен анықталатын күшпен электрлік зарядталған бөлшектер мен денелер арасындағы өзара әсерлесу. 3

4 Әлсіз әсерлесу – элементар бөлшектерінің аралығында, олардың арақашықтығы бірнеше аттометрден аз болған кезде жүзеге асатын өзара әсерлесу; көбінесе атом ядросының бета ыдырауына әкеледі. Әлсіз әсерлесулер күшті әсерлесуден есе әлсіз және соншалықты баяу өтеді. 4

5 Гравитациялық өзара әсерлесу – денелердің массасы мен арақашықтығына тәуелді күштермен олардың өзара тартылуымен өрнектелген кез келген денелердің өзара әсері. 5

6 Электромагниттік өрістің жалпы сипаттамасы Электромагниттік өpic электрлік және магниттік құбылыстардың материалдық нeгiзi болып табылады. Электромагниттік өpic өзара байланысты екі құраушы - электр және магнит компонент- терінен тұрады. Бұл шамалар және электромагниттік өpicтeгi зарядқа (тыныштықтағы және қозғалыстағы) әсер ететін күштерді анықтайды. (1.2.1) Ортаның электромагниттік өріске әсерін ескеру үшін электр өрісінің ығысу векторы және магнит өрісінің кернеулігі енгізіледі. 6

7 Зарядталған микробөлшектер Электр заряды (электр мөлшерi) q – дененiң қасиетiн немесе бөлшектердiң электромагниттiк өзара әсерлесуiн және бұндай өзара әсерлесудiң қарқындылығын анықтайтын шама. Электрон - элементар тepic зарядты иеленетін микробөлшек. 7

8 Протон – ядроның құрамына кіретін оң зарядталған бөлшек. Оның заряды аумағында белгілі бip зандылық- пен таралған. 8

9 Нейтрон – ядроны құрастырушы бейтарап бөлшек. Электр зарядтарын тасушылар - элементар бөлшектер және антибөлшектер. Мысалы, протон және антипротон, электрон және позитрон. Антибөлшектер массасы – сәйкес бөлшектердiң массасына тең және электр заряды терiс. Бөлшектердiң антибөлшектермен бiрiккенде аннигиляцияға (өзаражоюға) ұшырайдыаннигиляцияға 9

10 Элементар заряд және оның инварианттығы Электр заряды дискреттi: дененiң барлық электр зарядтарын бүтiн бөлiктерге бөлетiндей ең кiшi элементар электр заряды табылады. Зарядталған дененің заряды (n=1,2,...) бола алады жылы Милликен зарядталған май түйіршіктерінің зарядының өзгepici элементар заряд шамасына еселі түрде өзгеретіндігіне, яғни екенін тәжірибе жүзінде көрсеткен. Сондықтан кез келген зарядталған дененің заряды дискретті мәндер қабылдайды. 10

11 Элементар зарядтың сандық мәнінің инварианттығын атомдардың өте жоғары дәлдікте, бейтарап екендігімен түсіндіріледі. Сутегі және басқа элементтер атомдарының электр және магнит өрістерінде ауытқуын тексеру арқылы электрон мен протон зарядтарының өзара теңдігі дейінгі салыстырмалы дәлдік пен анықталған. 11

12 Зарядтың сақталу заңы. Электрлік тұрғыдан жабық системаның зарядының алгебралық қосындысы өзгермейді. Осы тұжырымды зарядтың сақталу заңы деп атайды. Бұл заңнан, егер жабық системада оң микробөлшек пайда болса, онда міндетті түрде тepic микробөлшек пайда болады деген салдар шығады. 12

13 Тұрақты электр өpici Кулон заңы. Өзара әсерлесетін зарядтарды нүктелік зарядтар деп есептеу үшін, олардың алып жатқан көлемдерінің орта өлшемі зарядтың бip-бipiнeн қашықтығына қарағанда өте аз болуы керек. Осындай екі зарядтың өзара әсерлесу күші заряд шамаларының көбейтіндісіне тура пропорционал да, арақашықтығының квадратына кepi пропорционал екендігін Ш. О. Кулон 1785 жылы тікелей тәжірибелер негізінде дәлелдеген: СИ системасында k=8,9875 м/Ф, - бірлік вектор. 13

14 14 Көпшілік жағдайда түрінде алады, ендеше вакуумның электрлік өтімділігі деп аталады. (2.2.1) формуладан екенін байқау қиын емес. Соңғы формуладан екенін байқау қиын емес.

15 Кулон заңының әр түрлі кашықтықтар үшін тәжірибе жүзінде тексерілуі. Кавендиш әдісі. Максвелл, Резерфорд тәжірибелері. 15

16 Кулон заңын өріс ұғымы арқылы сипаттау Зарядтардың әсерлерінің бір-біріне берілу табиғаты туралы екі көзқарас бар: бірінші - алыстан әсер ету, екіншісі - жақыннан әсерлесу. Бірінші принцип бойынша бip зарядталған дененің екінші зарядталған денеге әcepi ешбір материалдың, ортаның көмегінсіз лезде беріледі деп есептеледі. Екінші принцип бойынша зарядталған денелердің бip-бipiнe әcepi үшінші бip ортаның жәрдемімен беріледі. Мұндай көзқарасты жақыннан әсерлесу принципі деп атайды. 16

17 Кез келген зарядталған дене өзін қоршаған ортада электр өpiciн тудыратыны, осы өpic екінші зарядталған денеге әсер ететіндігі тағайындалды. Жақыннан әсерлесу принципіне сәйкес кернеулігі электр өpiсіндeгi q нүктелік зарядқа әсер ететін күш Бұл өрнек Кулон заңының жақыннан әсерлесу принцип іне сәйкес жазылуы. Бұдан кеңістіктің кез келген нүкте сіндегі өpic кернеулігін анықтауға болады. 17

18 Бiртектi электр өрiсiнiң күш сызықтары параллель және олардың тығыздығы тұрақты 18

19 Өрiстердiң суперпозиция принципi: кеңiстiктiң берiлген нүктесiнде әртүрлi зарядталған бөлшектер электр өрiсiн тудырады (жасайды), олардың кернеулiгi және басқалар, онда бұл нүктеде өрiстiң қорытқы кернеулiгi мынаған тең:қорытқы кернеулiгi 19

20 Гаусс теоремасы. Зарядталған денелердің тудыратын электр өрісінің кернеулігі Гаусс теоремасын канағаттандырады. Бұл теорема бойынша, электр өpici кернеулігінің тұйық бет бойымен алынған ағыны сол беттің ішінде орналасқан зарядтардың алгебралық қосындысының вакуум электрлік өтімдігіне қатынасына тең. Егер тұйық бет ішінде заряд болмаса, ағын нөлге тең болады. Гаусс теоремасы математикалық түрде былай жазылады: 20