Глоссарий. Дріс таырыбы Физика тарихы курсына кіріспе
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Радиоактивтіліктің ашылуы XIX ғасырдың соңында газ арқылы электр қуатының өтуіне қызығушылық артты. Фарадей осы құбылыспен айналыса отырып, жарқыраған зарядталмаған газдың көлеңкелі тұсын ашты. Зарядталмаған газдың ары қарай көбеюі жарықтанудың мінездемесін өзгертті.1859 жылы математик Плюкер егер қатты қуатсызданса катодтан көкшіл сәуле шығып, анодқа дейін жететінін және түтікшенің шынысын жарықтандыратынын байқады. Плю-кердің ізбасары Гитт-орф1869 жылы ұстазының жолын жалғастырып, егер катодпен жазықтық бетімен қатты дене болған жағдайда ғана флюо- рес-цир-лік түтікшенің бетінде айқын көлеңке пайда болатынын айтты. Гольд-штейнсәулелерді зерттей келе оларды катод сәулелері деп атады. Үш жыл өткен соң Вильям Кру-кс катод сәулелерінің материалды табиғатын дәлелдеді. Катод сәулелерінің магнит өрісі арқылы Крукс түтікшесінде ауытқуы классикалық мектептік демонстрация болды. Осындай Крукс түтікшелерімен 1895 жылы аяғында профессор Конрад Рентген эксперимент өткізді. Бірде тәжірбие аяқталар кезінде түтікшені қара түсті картоннан жасалған қаптағышпен жауып, жарықты сөндіріп түктікшені қоректендіретін индукаторды қоспай тұрып, ол сине-ро-дис-ік баридің жарқылын экраннан байқады, ол жарқыл түтікшенің жанынан байқалды. Осы жағдайға таң қалған Рентген экспериментін жалғастырды. Ол 1895 жылдың 18 желтоқсанындағы хабарламасында «Сәулелердің жаңа түрі туралы» тәжірбиесін хабарлады. Рентген оларды зерттей келе қысқаша «Х-сәулелері» деп атады. Ол бұл сәулелердің ағаш, қағаз, эбонит және металдың жұқа қабаттарынан өтетінін анықтады. Одан кейін ол өзінің сенсациялық тәжірбиесімен бөлісті. Егер қолды разрядты түтікшемен экранның ортасында ұстаса, онда сүйектердің қою көлеңкелері және қолдың әлсіз көлеңкелері көрінеді. Бұл адам денесінің ең алғашқы ренгеноскопиялық зерттеуі еді. Алғашқы тәжірбиесінен кейін-ақ Рентген Х-сәулелерінің катод сәулелерінен айырмашылығын білді. Олар зарядты тасымалдамайды және магнит өрісінен ауытқымайды, алайда катод сәулелері арқылы қозады. Рентгеннің ашқан тәжірбиесі ғылым әлемінде үлкен қызығушылық тудырды. Оның тәжірбиесі әлемнің лабораторияларында қайталанды. Вильям Конрад Рентген 1845 жылы 27 наурызда Германияның Ленепа қаласында дүниеге келді. Ол Цюрихте техникалық білім алды.1868жылы философия докторы дәрежесіне диссертация қорғап, алдымен Цюрихте фзика кафедрасында ассистент болып, сосын Гисенде, кейін Страс-бургте жұмыс істейді. Бұл кездері Рентген жақсы тәжірбиелік сабақ алды және бірінші дәрежелі тәжірбиеші болып шықты. 1885-1900 Вюрц-бург университетінде профессор болып жұмыс істеп жүріп Рентген өз атымен аталатын сәулелерді ашты. Бұл ашылу үшін 1901 жылы Нобель сыйлығын алды және ең алғашқы физикалық лауреат атанды.1900 жылдан бастап өмірінің соңына дейін (1923 жылы 10-ақпанда өмірден озды) ол Мюнхен университетінде жұмыс істеді. 1896 жылы 20-қаңтар дүйсенбі куні Анри Пуанкаре Париж академиясының отырысында жаңадан ашылған сәулелермен рентген сәулелерінің флюоресценцияға қатысы бар екендігі туралы өз ойын айтты. Отырысқа қатысушылардың арасында Анри Беккерель болатын.Ол Пуанкаренің гипотезасын шешуді ұйғарды.Беккерель көптеген тәжірбие нәтижесінде минерал жарықтанусыз фотопластинкаға экран арқылы көрінбейтін сәуле түсіретінін анықтады.Уран тұзы ешқандай сыртқы әсерсіз фотопластинкаға түсетін көрінбейтін сәуле шығаратынын байқады.Осы ашылуын Беккерель екінші наурыз күні жариялады. Көптеген тәжірбиелер жасау арқылы Беккерель Пуанкаренің гипотезасын теріске шығарды. Сәулелерді тек уран қосылыстары ғана шығара алатыны белгілі болды.Олар ауаны иондауға және зарядталған электроскопты зарядсыздандыра алатын қасиетке ие .1896 жылы 23-ші қарашада Беккерель уран физикалық және химиялық күйіне қарамай көрінбейтін уран сәулелерін шығаратыны туралы жариялады.1897жылы Кавендиш лабораториясында катод сәулелерінің жұмбағы шешілді.Катод сәулелерінің корпускулалық табиғатын Кавендиш лабораториясының жас директоры Д.Д.Томсон анықтады. Джозеф Джон Томсон 1856 жылы 18-ші желтоқсанда Манчестрде дүниеге келген.Ол Оуэн-колледжін тәмамдаған.1876-1880 жылдары Кембридж университетінде оқыды.1880 жылы қаңтарда соңғы сынақтарын жақсы тапсырып, Кавендиш лабораториясында жұмыс істей бастайды.Ол кезде лаборатория директоры Рэлей болатын. 22-ші желтоқсанда Рэлей кеткеннен кейін 27 жастағы Томсон Кавендиш лабораториясының үшінші профессоры болып сайланды.Томсон кезеңінде көптеген өзгерістер болды.1887 жылы Максвелдің көптеген кітаптары лабораторияға берілді. 1890 жылы Максвелл шәкіртақысы беріле бастады.Шәкіртақы зерттеуші-студенттерге берілді.1893 жылы Томсон Кавендиштің физикалық қоғамын ұйымдастырды.Томсон лабораториялық шеберліктің дамуына коп көңіл бөліп,жақсы механиктерді оқуға шақырып,оларды үйретті. Рэлей кезеңінде Томсон өзінің ғылыми жолын Кавендиш лабораториясында бастады. Оның ең алғашқы мақаласы 1880 жылы жарықтың электромагниттік теориясына арналды.Келесі жылы екі жұмыс пайда болды,оның бірі жарықтың электромагниттік теориясының бастамасы болды. Рентген сәулелерінің ашылуы Томсонның газ арқылы электр өтуіне деген қызығушылығын одан сайын арттырды. Бұл ұжымдық жұмыстың нәтижесі 1903 жылы классикалық монография «Газдар арқылы электрдің өтуі» жарыққа шықты.Осы зерттеу кезінде электрон ашылды. Томсон түтікшеден ауаны шығарудың техникасын дамытып, катод бумасының электр өрісі арқылы ауытқуын анықтады. Томсон түтікшесі конденсатордың пластинкалары арқылы электрлі сәуленінің үлгісі болды. Катод бумасына электр және магнит өрісі арқылы Томсон катод сәулелерінің е/m қатынасын анықтауға мүмкіндік алды. Атом электроннан тұратыны белгілі болды. Томсонның өзі атомның электромагниттік моделін құрастырды. Оның болжамы бойынша теріс зарядталған зарядтар оң зарядталған бөліктің ішінде болады деп ойлады. Бұл «Томсон атомы» Резерфордтың ядроны және Бордың атом моделін жасағанға дейін ең кең таралған модель болды. Томсон әдісінің дамуы электронды оптиканың, электронды лампаны қуаттаған бөліктердің тездетушілердің негізін құрайды. Томсонның ең үлкен еңбегі физиктерді электрондарды басқаруға үйретті.1906 жылы Д.Д.Томсонға Нобель сыйлығы берілді. Кавендиш лабораториясында атақты Вильсон камерасының өмірі басталды.Оны 1911 жылы осы лабораторияның оқушысы әрі қызметкері Томсон Вильсон құрастырды. Томсонмен оның оқушыларының атомдық және ядролық физиканың пайда болуында атқарған рөлі өте үлкен. Бірақ Д.Д.Томсон өмірінің соңына дейін эфирдің жақтаушысы болып қалды. Д.Д.Томсон 1940 жылы 30-тамызда Англияның басына қиын күндер туған кезде, яғни гитлер жақтастарының басып кіру қаупі туған кезде өмірден өтті. Пьер және Мария Кюридің еңбектері мен өмірі Пьер мен Мария Кюри жаңа құпия іспен айналыса бастады. 1987 жылы Мария Склодовская-Кюри радиоактивтілікті зерттей бастады және өзінің докторлық дисертациясын қорғады. 1898 жылы алғаш радиоактивтілік туралы мақала жазды. Мария Кюри алғашқы жұмысын өзінің аналогиялық уран жайлы зерттеді. Ол «торийдің уранға қатысын» тапты. Германий Шмидт аналогиялық результатын жариялайды. Кейін ол «уран мен торий бір бірімен тығыз байланысты екенін тапты, бұны радиактивтілік деп атадым, кейін жалпы шешім бойынша радиоактивтілік деп аталсын деген шешім шыгады» деп жазады. Шілде айындағы мақалада Пьер мен Мария ерлі-зайыпты деп жазылады. Пьер өзінің жұмысын тастап әйелінің жұмысына белсенді түрде көмектеседі. Ерлі зайыптылр мектептің қираған сарайын физика және химия пәнінен лабороториясын ашып титандық жұмысын уран рудасын зерттейді. «Пьер Кюри» атты кітабында Мария бұл жұмысты егжей тегжейлі зерттеулері жпйлы жазады. Еңбек өзінің жемісін әкелді. 1898 жылы жаңа радиоактивтілік пайда болды. Шілдеде шыққан Мария мен Пьер Кюри зерттеулерінде «жаңа радиоактивтіліктің рудасын» плоний мен радийдің ашылуымен радиоактивтіліктің жаңа сатысы ашылды. 1903 жылы желтоқсанда А. Беккерель, Пьер және Мария Кюри Нобель сыйлығын алды. Анри Беккерель 15 желтоқсанда 1852жылы белгілі физик Александр Эдмонда Беккерел отбасында дүниеге келген. Анри лицейде оқыды содан политехникалық мектепті бітірген соң инженерлік институтында жұмыс істеген. бірақ көп ұзамай әйелі қайтыс болып, баласы Жан екеуі әкесіне көшіп келеді. Алғаш Политехникалық мектебінде оқытушы болып қызмет етті. 1878жылы ағасы қайтыс болған соң әкесіне көмекші болады. 1888 жылы Анри докторлық десертация қорғайды. Жыл өткен соң Академиялық ғалым болады. Беккерелдің өмірі радиоактивтіліктің ашылуынан кейін қатты өзгереді. ол Нобель сыйлығының иегері, атақты Париж ғалымы, Лондон Королдік мүшесі болды. Беккерель 1908 жылы 25 тамызда қайтыс болды. Пьер Кюри 15 мамырда 1859 жылы Париж дәрігерлерінің отбасында туылған. Әкесі Эжен Кюри 1848 жылғы революционер. Олар Жаку және Пьер ағайынды болған. Пьер үйде білім алды. 16жасында балавр атанған. жас бакалавр Сорбанада алғаш лекция тындады, Фармацевтикалық университетінде Леру профессордың лабораториясында жұмыс истеді. Осы уақыттарда інісі Жакпен бірге кристалды зерттеумен айналысады. Жак Кюри Монпельге барып минерологиямен айналысады. 1895 жылы Мария Склодовскаямен үйленеді. 19 сәуірде ауылға оралады. ол кошеде келе жатып жол апатынан қайтыс болады. Мария Склодовская 17 қарашада 1867 жылы Варшавадағы гимназияның тәрбиелеушілер отбасында дуниеге келген. Ол мектепті де, колледждіде алдын медальмен бітірген. 1883 жылы гимназиядан кейін поляктің бай отбасында тәрбиеші болып жұмыс істейді. 1891 жылы Парижге барып Сарбоннаға ыизика-математика факультетіне оқуға түсті. Оның ең алғашқы ғылыми еңбегінің аты: «Радиактивті заттарды зерттеу». Склодовская мектепке барғанда Пьер Кюримен танысады. Олар бірігіп радиактивті элемент ашты. 1903 жылы Нобель сыйлығын алды. Пьер қайтыс болған соң, Мария Кюри Париж университетіндегі орнын басқарды. 1906 жылы 13 мамырда Нобель сыйлығын алған және Сарбоннадағы алғашқы профессор болды. Мария алғаш рет радиоактивтіліктен лекция оқыды. 1911 жылы Нобель сыйлығын екінші марте алды. Склодовская-Кюри Нобель сыйлығымен екі рет (1903 ж. физика, 1911 ж. химия салалары бойынша) марапатталды. 1910 ж. Мария Кюри радий химиялық элемент екендiгiн дәлелдеп бередi. Бiрнеше айдан кейiн Швед Корольдiгiнiң Ғылым академиясы химия саласы бойына Мария Кюриге Нобель сыйлығын бередi. Сөйтiп, Мария Кюри алғаш Нобель сыйлығын екi рет иеленген ең бiрiншi лауреат болып танылды. Жиналған тәжірибелерiн ол 1920 ж. «Радиология және соғыс» атты монографиясында жалпылайды. Мария Кюри 1934 ж. 4 маусымында лейкемия ауруынан қайтыс болады. Тақырыпты бекітуге арналған сұрақтар: 1.Вильям Конрад Рентген 2.Кавендиш зертханасының профессоры Д.Д.Томсон. 3.Пьер мен Марии Кюрилердің жұмысы. 4.Атом ядросының ашылуы. 5.Макс Планк 6.Канттың ашылуы. 7.Фредерик Содди 8.Нильс Бор 9.Анри Беккерель. 10.Эрнст Резерфорд. №21дәріс Дәріс тақырыбы: Ғылымға үлес қосқан Ресей ғалымдары. Дәріс жоспары 1. Ресейдегі физиканың дамуы. 2. Тарихи ескертулер. 3. Радиотехника және радиофизика Ғылыми жаңалықтардың көпшілігі Ресейде ашылғаны туралы ақпараттарды әдебиет көздерінен табу қиын емес. Сонымен бірге, біз осы жаңалықтардың авторлары: Д. Бернулли, Л. Эйлер, М.В. Ломоносов, П.Н. Лебедев, А.Г. Столетов, Н.А. Умов, Д. И. Менделеев және басқалар екенін білеміз. Орыс физикасы дүниежүзілік ғылымның дамуына өте үлкен үлесін қосты. Бірақ ол шешуші болған жоқ. Негізгі идеялар, шешуші тәжірибелер (эксперимент), заң бойынша басқа елдің ғалымдарына тиесілі болды. ХІХ ғ. Ресей ғылымына реттеп мінездеме беретін болсақ: 1) физиканың барлық бағыттары емес, тек жеке, өте сирек бағыттары ғана дамыды; 2) ғылыми зерттеулер тек университет кафедраларында ғана жүргізілді; осы уақытта барлық арнайы ғылыми бөлімдер болмады; 3) ғылымға ақшалай салымдар мемлекет тарапынан болсын, жеке адам адамдар тарапынан болсын өте аз болды; 4) өте ірі ұйымдастырушы – ғалымдар басқарған мектептер аз болды; 5) университеттік және техникалық білім жүйесінің ғылыми дәрежесі жоғары білікті мамандарды дайындауға жеткіліксіз болды. ХІХ ғ. ғылым формальды түрде француз, ағылшын, неміс, орыс т.б. деп бөлінгенімен, жеткілікті мөлшерде интернационалды болды. ХХ ғасырдың басына қарай ғылымның, әсіресе техникамен байланысты бөлімінде, ұлттық белгілер күшейе түсті. Бұның себебі, ғылым көп миллитаризацияланды, ал мемлекетаралық бәсекелестік бұл процессті жылдамдатты. Әрбір мемлекет айналысатын ғылыми зерттеулер облысы кеңейіп, соңында сол мемлекетте ғылыммен «барлық фронт болып» шұғылдануға әкелді. Әрине, ол толықтай тек Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін, АҚШ – пен КСРО сынды екі үлкен держава арасында болды. 2001 ж. соңында Брюссельдегі НАТО-ның штаб–пәтерінде сөйлеген Нобель сыйлығының лауреаты, атақты Кеңес және Ресей физигі Ж.И. Алферов, Швецияда Нобель сыйлығының мерейтойына арнап өткізілген «дөңгелек үстелдің» нәтижесіне сүйенді. Онда ХХ ғ. ғылымының алға басуын, екі мемлекеттің дамуына да әсер еткен АҚШ пен КСРО арасындағы бәсекелестіктің айқындалғаны айтылды. АҚШ пен КСРО-да ғылымның дамуына әр түрлі жағдай жасалғанын айта аламыз. Бірінші жоғарғы державада ғалымдардың ғылыми дәрежесі айтарлықтай жоғары болды. Ғылыми контингенті: Еуропа, Азия, Латын Америкасы елдерінің ең жақсы ойшылдарынан құралды (тек 20% физиктері ғана жергілікті американдықтар болды). КСРО өз күшімен жұмыс істеу керек болды, сондықтан ғылымға көбінесе орташа қабілетті адамдар келді. Сол кезде КСРО-да Кеңес ғалымдарына әлемдік ғылыммен нәтижелі бәсекелесуге мүмкіндік туғызған ғылым бірлестігі өте жоғары деңгейде болды, әсіресе алдыңғы қатардағы физика және басқа да салалары. Төңкеріске дейінгі Ресейде негізгі ғылыми зерттеулер университет кафедраларына бағытталды, оның өзі барлығында емес, тек алдыңғы қатарлы: Мәскеу, Санкт – Петербург, Қазан, Киев, Варшава, Гельсингформ және т.б. Сол кезде Германияда, Англияда, АҚШ–та және Францияда әр түрлі үлгіде функцияландырылған ғылыми институттар Ресейде болған жоқ. Осындай саясаттың нәтижесінде елде жоғары дәрежелі жеке ғалымдар ғана пайда бола бастады, көбінесе математика және химия салаларында. Физикада олардың сандары аз болды: физика – топтық ( коллективтік) ұжымдық ғылым. Ол көпшіліктің еңбегін талап етеді, ал оны арнайы ғылыми бөлімдерсіз ( орындарсыз) іске асыру мүмкін емес. Төңкеріс алдыңдағы Ресейде ғылымға мемлекеттік ақшалай салымдар өте аз болды, жәнеде бізді басқа елдерден ерекшелеген бір жағдай ол ғылымның дамуына жеке капиталдың қосқан үлесінің аздығы, себебі сол кезде Батыста ғылыми зерттеулерге жекеменшік ірі фирмалар белсенді түрде ақша салып жатты. Ресейде тек Нобельдік отбасылар өндірушілері ғана ғылымға ақшалай жәрдемдесті. Ғылыми зерттеулердің дамуын Батыстағы: У. Томсон, және Э. Резерфорд , Г. Гельмгольц және Н. Бор және т.б. сынды ірі ұйымдастырушы–ғалымдар мен ғылыми мектеп басшыларынсыз елестету мүмкін болмады. Ал Ресейде мұндай мектептер жоқтың қасы болды. Тек шетел мектептерімен азда болса, бәсекелесе алатын, П.П. Лазарев, С.И. Вавилов, А.Р. Колли және басқа да оқымыстылар шыққан Мәскеудегі И. Лебедевтің ғылыми мектебі ғана болды . Төңкеріске Ресейде, университеттік білім беру өзінің шамасына байланысты ғылымға дарынды ғалымдардың көптеп келуіне жағдай жасай алмады. Сондықтан физикамен кәсіб түрде айналысқысы келгендер шетелге кетіп, сонда оқып, көбіне жұмыс істеуге ұзақ жылдарға қалып қоятын болған. Міне, осы жағдай Ресейде ғылыми мектептерінің болмауы мен физика ғылымының төмен сатыда болуына әкеліп соқты . Қазан төңкерісенен кейін ғылымның дамуы Ресейде басқа жолмен жүрді. Ол әлемдік дәрежеге жетті, қалай болғанда да физика ғылымы жайында осылай айтуға болады. Елдегі төңкерістен кейінгі алғашқы жылдары, көптеген бұзылуларға қарамастан, ғылым бір орында қалып қоймады. Одан бөлек, дәл осы уақытта Ресейде жаңа физиканың дамуына бастау болатын бағыттар айқындалды. Бұл бағыттарға ірі ғылыми бөлімдердің құрылуы, жоғары мектептердің жаңаруы және ғылыммен байланысының күшеюі, сонымен бірге мемлекеттік және қоғамдық ғалымдар бірлестігінің құрылуы жатты. Алғашқы ғылыми бірлестіктер 1918 ж. құрыла бастады. Сол жылдың қазанында В.Д. Бонч – Бруевич Нижегород радиозертханасы мен қазіргі Радио–физикалық ғылыми–зерттеу институтын құрды. Сол айда Петроградта А.Ф. Иоффе және М.И. Неменов құрған Рентгеннорадиологтялық институт (қазіргі Физика–техикалық институт) жұмыс істей бастады, сонымен бірге Рожденственскийдің басқаруымен Оптика институты ашылды. Мәскеуде Шанявский университетінің базасында П.П. Лазарев Биофизика институтын құрды. Бұл институттар Кеңес физикасының дамуында үлкен роль атқарды. Кейінірек осылардың үлгісі бойынша басқаларда да институттар ашыла бастады. Кеңес физикасының тарихы - өте кең тақырып, сондықтан да біз қысқаша кеңес елінінің ғылымға аса зор үлестерін қосқан атақты бірнеше физик-оқымыстылардың өмірбаяндарына тоқталайық. П.П. Лазарев (51-сурет). Петр Петрович Лазарев 1878 ж. 4 сәуірінде Мәскеуде инженер-геодезист отбасында дүниеге келген. 1896 жылы гимназияны аяқтаған соң Мәскеу университетінің медицина факультетіне түседі. Медицинаны оқи жүре, ол бір уақытта физикаға қызығып, физика-математика факультетінде Н.А. УМО-ның және П.Н. Лебедевтің физикадан дәрістерін тыңдап жүреді. П.Н. Лебедев жетекшілік еткен физиканың қазіргі заманғы мәселелері бойынша колловиумға қатысып жүрді. Лебедев 1901 жылы медициналық факультетті аяқтап, физика-математикалық факультетке түсіп, оны екі жыл ішінде бітіріп шыққан осы тер төгіп оқыған студент-дәрігерге көңілі ауды. 1903 жылы екінші факультетті аяқтаған Лазарев медицинадан докторлық емтихандарды тапсырып құлақ, тамақ және мұрын ауруларын емдейтін университеттік емханаға ассистент болып тағайындалды.
|
