Глоссарий. Дріс таырыбы Физика тарихы курсына кіріспе
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Денелердің сұйық, газ тәрізді және қатты күйлерін зерттеді. Ол газдың кеңею коэффициентін айтарлықтай дәл анықтады. Тұздардың әртүрлітемпературадағы ерігіштіктерін, электр тогының тұздардың ерітінділеріне әсер ететіндігін зерттеді, таза еріткішпен салыстырғанда тұздарды еріту және ерітіндінің қату нүктесін төмендету кезінде температураның төмендеу деректерін анықтады. Әртүрлі аспаптарды (вискозиметр, вакуумдық сүзу жабдығы, қаттылықты анықтайтын құрылғы, газды барометр, пирометр, жоғары және төменгі қысымда заттарды зерттеу қазандығы) ойлап тапты, термометрлерді жеткілікті дәлдікпен градуирледі. Көптеген химиялық өндірістердің (бейорганикалық пигменттердің, глазурлердің, шынының, фарфордың) негізін қалаушы. Мозайкалық суреттерді жасау үшін қолданған түсті шынылардың әдістемесін және технологиясын әзірледі. Форфорлық массаны ойлап тапты. Кендерді, тұздарды және басқа өнімдерді талдаумен айналысқан. «Металлургияның алғашқы негізі немесе кендер ісі» еңбегінде әртүрлі металдардың қасиеттерін қарастырды, оларды бөлу және алу әдістерін сипаттады. Химия бойынша басқа әртүрлі жұмыстармен қатар бұл еңбек орыстың химиялық тілінің негізін қалады. Табиғаттағы әртүрлі минералдардың және кенсіз денелердің пайда болу мәселелерін қарастырған. Топырақ гумусының биогенді түзілу идеясын айтқан. Мұнайдың, тас көмірдің, торфтың және янтарьдың органикалық түзілуін дәлелдеген. Темір купоросының, мыстың мыс купоросынан, күкірттің күкіртті кендерден, кварцтың, тұз, азот жәнекүкірт қышқылдарын алу үрдістерін сипаттаған. Орыс академиктерінің алғашқысы болып химия және металлургия бойынша кітаптар («Физикалық химия курсы», 1754 ж.; «Металлургияның алғашқы негізі немесе кендер ісі», 1763 ж.) дайындады. 1755 жылы Мәскеу университетін құрудағы еңбегі зор, оның оқу бағдарламасын және жобасын өзі жасаған. Оның жобасы бойынша 1748 жылы Петербург Ғылым Академиясының Химия зертханасын салу құрылысы аяқталды. Қазіргі заманғы орыс әдеби тілінің негізін жасады. Ол ақын және суретші болған. Тарихтан, экономикадан, филологиядан бірқатар еңбектер жазған. №12 Дәріс Дәріс тақырыбы: XVIII ғ дамулар Дәріс жоспары: 1. XVIII ғ. молекулалық физика және жылу 2. XVIII ғ. Электромагнетизм 3. XVIII ғ . Оптика XVIII ғасырдағы механика Ньютонның «Бастамасы» қиын геометриялық тілмен жазылған болатын. XVIII ғасырда механикада дифференциальді және интегралды есептеу тәсілдері пайда болады. Эйлердің «Механика» атты еңбегі 1736 жылы Петербургте үлкен екі томдық кітап болып шықты. Бұл кітаптың жалғасы, яғни үшінші том 1765 жылы «Қатты денелердің қозғалу теориясы» атымен шықты. Ньютон кезеңінде механика жай машиналардың тепе-теңдігі туралы ілім болса, бірінші болып Эйлер механиканы қозғалыс туралы ғылым екенін айтты. Жердің пішіні және де Деркарт пен Ньютонның әлем жүйелері үлкен дискуссияға айналды. 1735 жылы меридианның доғасын экваториальді зонада өлшеу мақсатында Париж академиясы Перуге ғылыми экспедиция ұйымдастырды. Экспедиция 15 айдан соң, яғни 1737 жылдың қыркүйегінде Ньютон теориясының дұрыс екеніне көз жеткізіп қайтты. 1743 жылы шыққан Клероның «Жер тұрпатының теориясы» атты классикалық еңбегі Жер туралы теорияның дамуы болып есептелінді. Ньютонның теориясы экспедицияларда, астрономиялық зерттеулерде, математикалық есептеулерде тексеріліп, философиялық және ғылыми дискуссияларда талқыланып, оқулықтар мен монографияларда баяндалды. 1744 жылы механикада Даламбер және ықтималды орын ауыстыру принциптері пайда болды. Осы принциптерге негізделіп Лагранж аналитикалық механиканың жүйесін құрды. Жозеф Луи Лагранж 25 қаңтарда 1736 жылы Туринде дүниеге келді. 1766-1787 жылдар аралығында Берлин ғылым Академиясының президенті болды. 1797 жылдан бастап Париждегі Политехникалық мектептің профессоры. Ең маңызды еңбектері вариациялық есептеуге, аналитикалық және теориялық механикаға арналған. Вариациялық есептеудің негізгі ұғымдарын жетілдіріп, варияциялық есепті шешуге арналған аналитикалық әдісті ұсынған. Жозеф Луи Лагранж 1788 жылы шыққан «Аналитикалық механика» атты класикалық еңбегінде барлық статиканың негізіне «ортақ формуланы» – ықтималды орын ауыстыру принципін, ал динамиканың негізіне – ықтималды орын ауыстыруы принципі мен Даламбер принципінің үйлесімі болып табылатын «ортақ формуланы» алды. Ол жалпыланған координаталар ұғымын енгізді. Лагранж математикалық анализ, сандар теориясы, алгебра, дифференциалдық теңдеулер, интерполяциялау, математикалық картография, астрономия т.б. бойынша аса маңызды зерттеулер жүргізді. Математикалық анализді алгебралық тұрғыдан негіздеуге талаптанды. XVIII ғасырдағы молекулалық физика XVIII ғасырда механика жаратылыстану облысында анықталған ғылым ретінде есептелінсе, жылу туралы ғылым енді ғана қалыптасып келе жатты. Жылу құбылыстарын зерттеуде жаңалықтарXVII ғасырдан басталды. Оған мысал ретінде, Фарангейттің, Делилдің, Ломоносовтың, Реомюрдің және Цельсийдің термометрлерінің бір-бірінен құрылымдық ерекшеліктерімен көзге түсуі. 1730 жылы француз жаратылыстанушысы Реомюр Реомюр шкаласын жасаған. Реперлік нүктелері: 0 Р - мұздың еру температурасы , 80 Р - судың қайнау температурасы . 1742 жылы швед астрономы және физигі Цельсий Реомюрдің термометрін тексерді. Нәтижесінде жаңа термометр пайда болды, қазіргі кездегі Цельсий термометрі атымен әйгілі. Реперлік нүктелері: 0 С - мұздың еру температурасы, 100 С - судың қайнау температурасы. Әмбебап-физик болып табылатын Даниил Бернулли газдардың кинетикалық теориясы, гидродинамика және аэродинамика, серпімділік теориясы саларындағы білімдерді толықтырды. Ол ең алғаш рет газдардағы қысымның себебі молекулалардың жылулық қозғалысы деген пікірді пайымдады. Өзінің классикалық «Гидродинамика» еңбегінде Даниил Бернулли сығылмайтын сұйықтықтың стационарлық ағысының теңдеуін қорытып шығарды (Бернулли заңы). Бұл теңдеу сұйықтықтар мен газдар динамикасының негізі болып табылады. Ол Бойль — Мариотт заңын молекулалық теория тарапынан түсіндіріп берді. XVIII ғасырдағы оптика Жылу туралы ілім XVIII ғасырда химия және оптикамен тығыз байланыста дамыды. Жарықтың физикалық табиғаты және түсі жайлы сұрақтармен Ньютон, Гук, Ломоносов және Эйлер айналысты. Эйлер өзінің түстердің резонанстық тоеориясын ұсынды. XVIII ғасырда жарықты өлшеулерге аса қатты қызуғушылық артты. Фотометрияның негізін қалаушысы Пьер Бугер болды. 1729 жылы «Жарық градациясы жайлы тәжірибе» атты еңбектің авторы болып есептелінеді. Фотометрияның негізін салушылардың бірі Ламберт болып табылады. Ол 1760 жылы жарық көрген «Фоторметрия» атты кітаптың авторы. Бугердің «Оптикалық трактатында» фотометрияның негізгі ұғымдары енгізілді, мысалы, «нүктелік жарық көзі», «жарық ағыны», «жарықталыну». XVIII ғасырдағы электр және магнетизм Үйкеліспен электрлеу жайындағы алғашқы түсінік өте ерте заманнан басталды. Бірақ та электр құбылыстары жайындағы ғылымның тарихын ағылшын королевасы Елизаветаның дәрігері, Вильям Гильберттің зерттеулерінен бастауға болады. Гильберт электр және магнетизм жөніндегі бірінші шығармасын 1600 жылы жарыққа шығарды. Алғашқы электр машинасын 1650 жылы неміс ғалымы Отта Герике жасады.1734 жылы ағылшын ғалымы Стефан Грей электрді өткізетін және өткізбейтіндердің болатындығын ашқан. 1730 жылы Француз ғалымы Шарль Дюфе электрленген денелердің кейбір жағдайларда бірін – бірі тартатын, кей жағдайда бірін - бірін тебетінін байқаған. Ең алғашқы электроскоптардың бірін 1745 жылы Петербург академиясының академигі Георг Вильгельм Рихман жасады. ғылымының негізін салушы Вениамин Франклин 17 қаңтарда 1706 жылы Бостонда дүниеге келген. Ол электр тогының біртектілігі теориясын жасады. Франклин атмосфералық электрді зерттеген ең алғашқы ғалымдардың бірі, жай тартқыштың құрылымын ұсынған. Зарядтың сақталу заңын 1750 жылы ашқан. Ол алғашқы болып, оң «+» және «–» терiс зарядтар туралы түсiнiктi енгiзген. Шарль-Огюстен Кулон (14.06.1736-23.08.1806) – француз физигi және инженерi. Ангулем қаласында (Франция) мемлекеттiк шенеунiк жанұясында дүниеге келген. Шарль мектептi тәмамдағаннан кейiн Мезьередегi әскери-инженерлiк мектепке қабылданады. 1761 жылы Кулонға лейтенант шенi берiлiп, Мартиника аралында әскери форт салуға жiберiледi. Тоғыз жылдық құрылыс практикасынан кейiн Кулон Францияға қайтып оралады. 1776 жылы “Архитектураға қатысы бар, статиканың кейбiр мәселелерiне максимумдар және минимумдар әдiсiн пайдалану туралы" – еңбегiн жариялайды. Кезектi ғылыми жұмыстары жiбек жiптi және шашты бұраған кездегi физикалық заңдылықтарына қатысты. Үйкелiстi зерттеу жұмыстары (1781ж.) оны жаңа жетiстiктерге жеткiздi. Бұл еңбектерi үшiн Кулон Париж ғылым академиясының сыйлығын алады, кейiннен бұл академияның мүшесi болып сайланады. 1784 жылы Кулон “Бұрау кезiнде бұрау бұрышына пропорционал реакция күшi бар металл жiптердiң қасиетiне негiзделген – электрлiк салмақтарды" ойлап тапты. 1785 жылы ол “электрдiң iргелi заңын" ашты, ол былай айтылады: аттас зарядталған екi кiшкене шариктердiң тебiлу күшi бұл шариктердiң центрлерiнiң арақашықтығының квадратына керi пропорционал. Бұдан кейiн Кулон электр күшiнiң зарядтардан тәуелдiлiгiн орнатып, физика тарихында Кулон заңы деп аталатын заңды тұжырымдады. Кулон электр және магнетизм мәселелерiне жетi жұмысын - “мемуарларын" арнады. Кулон 70 жасында Парижде қайтыс болады. Француздың ойшыл ғалымының құрметiне электр зарядының бiрлiгi – кулон (Кл) атауы 1881 жылдан берi практикада қолданылады. №13 Дәріс Дәріс тақырыбы: XIX ғасырдың бірінші жартысындағы даму Дәріс жоспары: 1. XIX ғасырдың бірінші жартысындағы механиканың дамуы. 2. ХІХ ғасырдың бірінші жартысындағы толқынды оптиканың дамуы. XIX ғ. электрмагнетизм және электродинамика XIX ғасырдың бірінші жартысында механиканың дамуы Ең алдымен, біз үдеткіш күштер принципіне негізделген аналитикалық аппаратты дамытудан тұратын бағытты қарастырамыз –Лагранж бұл бағыт осылай атады. Бұл бағыт Ньютонның екінші заңын материалдық нүктенің, материалдық нүктелер жүйесінің немесе қатты дененің берілген күштер бойымен қозғалысын немесе, керісінше, берілген қозғалыстар арқылы күштерді анықтауды қамтиды. Мұндай мәселелерді Ньютон шешкен болатын, бірақ ол оларды шешу үшін аналитикалық аппаратты жасамады. Ньютон дифференциалдық және интегралдық есептеулердің аналитикалық аппаратын нақты түрде қолданбаған, бірақ геометриялық әдісті қолданған. Үдеткіш күштер принципіне негізделген аналитикалық аппаратты құруда негізгі рөл Санкт-Петербург академигі Леонард Эйлерге (1707-1783) тиесілі. Эйлер (ұлты бойынша Швейцарец) 1727 жылы Санкт-Петербург Ғылым Академиясына шақырылды, онда 1741 жылға дейін жұмыс істеді, содан кейін Германияға кетті. 1766 жылы ол қайтадан Ресейге оралып, қайтыс болғанға дейін Санкт-Петербургте тұрды. Эйлер көптеген еңбектерге ие. 1736 жылы "Механика" –екі томдық шығарма, ал 1705 жылы "Қатты денелердің қозғалыс теориясы"жарық көрді. Бұл жазбаларда Эйлер механика бойынша зерттеулерінің едәуір бөлігін жариялады. Эйлер Ньютонға механиканың негізгі міндетін, сондай-ақ оның негізгі ұғымдарын түсінуде ілеседі. Эйлер қатты дене механикасының негізін қалаушы болды. Ол алдымен Эйлер бұрыштары деп аталатын қатты дененің қозғалыс теңдеуін шығарды. Эйлер төмендегідей қатты дене динамикасының негізгі ұғымдарын енгізген: инерция моменті, бос осьтер және басқалар. Осы уақытқа дейін жекеленген сақтау заңдары белгілі болды: 1. Қозғалыс мөлшерінің сақталу заңы (Декарт белгілеген); 2.Тірі күштердің сақталу заңы немесе қазіргі мағынада энергияның сақталу заңы (Галилео, Лейбниц-жалпы түрде); 3. Қозғалыс мөлшерінің сақталу заңы (1746 ж. Эйлермен бір уақытта Д. Бернулли айналмалы қозғалыс теорияның дамуында енгізген болатын). 18 ғасырда сақталу заңы табиғаттың әмбебап сақтау заңдары ретінде ұсынылды. 1743 жылы француз математигі, физигі және философы Жан Даламбер (1717-1783) "Динамика" кітабын басып шығарды, онда ол динамика есептерін статика есебіне сәйкестендірудің сәл өзгеше принципін ұсынды. Ол қозғалыс динамикасының негізгі тұжырымдамасын қарастырды. Эйлердің, Лагранждың және де басқа математиктер мен механиктердің еңбектері XVIII ғасырда теориялық механиканың пайда болуына себепші болды. Бірақ та оның дамуы физикаға қарағанда математиканың дамуымен тығыз байланыста болды. Механиканың тарихында ерекше орын алатын және дамуына үлес қосқандар болып Остроградский, Чебышев, Ляпунов секілді орыс ғалымдары есептелінеді. 1803 жылы Луи Пуансоның «Статиканың элементтері» атты еңбегі жарық көреді. 1811 жылы жарық көрген Симеон Пуассонның «Механика туралы трактаты» атты еңбегі механикадан көптеген жылдар бойы оқу құралы ретінде пайдаланылды. 1829 жылы ұлы неміс математигі, астрономы және физигі – Карл Фридрих Гаусстың «Динамиканың жаңа ортақ принципі жайлы» атты еңбегі жарық көрді. Оның еңбектері алгебраның, сандар теориясының, дифференциалдық геометрияның, тартылыс теориясының, электр және магнит құбылыстарының классикалық теориясының, геодезияның, теориялық астрономияның дамуына орасан зор ықпал етті. Кез келген алгебралық теңдеудің кем дегенде бір түбірі болатындығы жөніндегі алгебраның негізгі теоремасын дәлелдеген. Гаусс сондай-ақ, астрономия, ықтималдықтар теориясы, шексіз қатарлар теориясы, потенциалдар теориясы, т.б. салалар бойынша да іргелі еңбектер жазған. Ол өлшеу кезінде жіберілетін қателіктерді есептей отырып, ең кіші квадраттар тәсілін және 3 рет бақылау нәтижесінде планеталардың эллипстік орбитасын есептеу тәсілін ұсынған. XIX ғасырдың бірінші жартысында толқындық оптиканың дамуы XVIII ғасырдағы Ньютон механикасының жетістіктері физиканың барлық облыстарының дамуына себеп болды, әсіресе оптиканың дамуына. Томас Юнг 1773 жылы 13 маусымда дүниеге келген. Ағылшын ғалымы, жарықтың толқындық теориясын жасаушылардың бірі болып танылады. 1811 жылдан өмірінің соңына дейін Лондондағы Әулие Георгий ауруханасында дәрігер болды. Сонымен бірге 1818 жылдан Бойлықтар бюросында хатшы болып қызмет атқарды. Юнгтің ғылыми еңбектері физика, химия, физиология, медицина, астрономия, геофизика, техника, филология, т.б. ғылым мен техника салаларына арналған. Ол 1793 жылы көз аккомодаттануының хрусталик қисықтығының өзгеруіне байланысты екендігін дәлелдеді. 1800 жылы «Дыбыс және жарық жөніндегі тәжірибелер мен проблемалар» деген трактатында жарықтың толқындық теориясын жақтады, сондай-ақ толқындардың суперпозициясын алғаш рет талдады, кейінірек интерференция принципін ашты. 1801 жылы «Жарық және түс теориясы» деген еңбегінде интерференция принципінің көмегімен Ньютон сақинасы құбылысын түсіндірді және алғаш рет жарық толқыны ұзындығының анықтамасын берді. 1817 жылы Юнг поляризацияланған сәулелердің интерференциясы жөніндегі О.Френельдің еңбектері көлденең тербеліске жатады деген болжам жасады. Ол түрлі түсті көру теориясына да елеулі үлес қосты. Ығысу деформациясы теориясына серпімділіктің (созылу және сығылу кезендегі) Юнг модулі деп аталатын сандық сипаттамасын енгізді. Жарық интерференциясын ашқан Юнг 1802 жылы дифракциядан классикалық тәжірибе жасады. Мөлдір емес қалқаға ол түйреуішпен бір-біріне жақын, кішкене екі В және С тесік жасады. Бұл тесіктер екінші қалқадағы кішкене А тесіктен өткен жіңішке жарық шоғымен жарықталды. Ол кезде ойлап табуы оңай емес, дәл осы жайт тәжірибенің сәтті болуына себеп болды. Тек когерентті толқындар ғана интерференцияланады. Гюйгенс принципіне сәйкес А тесіктен пайда болатын сфералық толқын В мен С тесіктерде когерентті толқындар туғызады. Дифракция салдарынан В мен С тесіктерден, аздап бірін-бірі жабатын, екі жарық конус шықты. Жарық толқынндарының интерфенциясы нәтижесінен, экранда кезектесіп келетін ашық және көмескі жолақтардың жоғалып кеткенін көрді. Міне, дәл осы тәжірибе арқылы Юнг алғаш рет, әр түсті жарық сәулелеріне сәйкес келетін, толқындар ұзындығын өте дәл өлшеді. Бірақта Юнг теориясы Англияда қатты наразылық көрді. Әсіресе толқындық оптиканы Малюстың ашқан жаңалығына байланысты алда үлкен сынақ күтіп тұрды. Малюс Заңы анализатордан өткен сызықты поляризацияланған жарық қарқындылығының cos α-ге пропорционал азаятындығын өрнектейтін заң. Мұндағы α — жарық поляризациясы жазықтығы мен прибор (анализатор) арасындағы бұрыш. Бұл заңды 1810 жылы француз физигі Этьенн-Луи Малюс ашқан. Егер І0 және І — анализаторға түсетін және одан шығатын жарық қарқындылықтарын сипаттаса, онда Малюс Заңы бойынша: І=І0cos2α түрінде орындалады. Өзгеше (сызықты емес) поляризацияланған жарықты екі сызықты поляризацияланған құраушылардың қосындысы түрінде қарастыруға болады. Олардың әрқайсысы үшін Малюс Заңы орындалады. Барлық поляризациялық приборлардан өтетін жарық қарқындылығы Малюс Заңы бойынша есептеледі, ал Малюс Заңы ескермейтін, α-ға тәуелді болатын шағылу кезіндегі шығындар басқа тәсілмен қосымша анықталады. Жарық қарқындылығын өлшеуге арналған оптикалық құрал — поляризациялық фотометрдің құрылысы Малюс Заңына негізделген.Оптикалық құбылыстарды зерттеу кеңінен дами бастады. Жарық құбылыстарының әртүрлілігін түсіндіретін ортақ теория қажет болды. Және бұл теорияны инженер Огюстен Френель ойлап тапты. Огюстен Жан Френель - француз физигі, Париж Fылым Академиясының мүшесі 1788 жылы 10 мамырды дүниеге келген. Ол жарықтың толқындық табиғаты жөніндегі болжамға сүйене отырып жарықтың интерференциясы мен дифракциясының теориясын жасады, жарықтың поляризациясы мен қосарланып сынуын зерттеді, жарық тербелістернің көлденең көлденең тербеліс екендігін дәлелдеді. Френель жарықтың толқындық теориясының негізінде екі мөлдір орта шекарасының бетінен сынған дарықтың интенсивтілігн анықтайтын формуланы қорытып шығарды. Оның негізгі ғылыми еңбектері 1815-1822 жылдары орындалды. Френель айнасы мен Френель линзасын құрастырды. Френель қазіргі толқындық оптиканың негізін салды. Гюйгенс принципін, екінші реттік толқындар идеясымен толықтыра отырып, ол дифракцияның сандық теориясын құрды. Осы принцип негізінде Френель геометриялық оптика заңдарын атап айтқанда, жарықтың біртекті ортада түзу сызықты таралу сипатын түсіндірді. Ол толқын бетінің зоналарға бөлінуіне негізделген дифракциялық көріністі есептеудің жуық методың жасап шығарған. Жарық толқындарының көлденендігін алғаш Френнель дәлелдеді. Дифракцияны зерттеу Френель еңбектерімен тиянақталды. Френель тәжірибе кезінде дифракцияның түрлі жағдайларын мұқият зерттеп қана қойған жоқ, дифракцияның сандық теориясын да жасады, ол теория, жарық әйтеуір бір бөгетті орап өткен кезде пайда болатын, дифракциялық көріністі есептеуге мүмкіндік берді. Ол тағы алғаш рет толқындық теория тұрғысынан жарықтың біртекті ортада түзу сызықпен таралуына анық түсінік берді. Френель бұл табыстарға, Гюйгенс принципін екінші реттік толқындардың интерференция идеясымен біріктіріп барып, жеткен болатын. Френель идеясы бойынша кез келген уақыт мезетіндегі толқындық бет дегеніміз айналып өтетін екінші реттік толқындардың жай ғана өзі емес, олардың интерференцияларының нәтижесі. Кеңістіктің кез келген нүктесіндегі жарық толқынының амплитудасын есептеп шығару үшін жарық көзін ойша тұйық бетпен қоршау керек. Осы бетке орналасқан екінші реттік жарық көздерінің толқындар интерференциясы кеңістіктің қарастырылып отырған нүктесіндегі апмлитуданы анықтайды. Йозеф Фраунгофер Френельдің еңбектерін жалғастырушы болып табылады. 1802 жылы Фраунгофер сызықтарын, яғни Күн спектріндегі тұтылу сызықтарын алғаш рет ағылшын физигі Волластон бақылаған. 1814 жылы оларды неміс физигі Йозеф Фраунгофер толық сипаттады. Күн спектрінің инфрақызыл, ультракүлгін және көрінетін аймақтарынан 20 мыңнан астам Фраунгофер сызықтары бақыланады. №14 |