Концепция сессия жауаптары

1.Термодинамиканың 2 заңы

Термодинамиканың екінші заңы табиғаттағы процестердің жүру бағытын көрсетеді.

Өзін қоршаған кеңістікте ешқандай қалдық өзгерістер болмайтындай түрде жүретін термодинамикалық процесті қайтымды процесс деп атайды. Қайтымды процесс кезінде термодинамикалық жүйе бастапқы күйіне қайта келеді.

Сыртқы ортада өзгерістер қалатындай түрде жүретін процесті қайтымсыз процесс деп атайды. Қайтымсыз процесс кезінде жүйе бұрынғы күйіне қайтып келмейді. Үйкеліс, кедергі күштерімен жүретін процестер қайтымсыз процесс болып табылады.

Термодинамиканың бірінші заңы табиғаттағы өздігінен жүретін процесстердің бағыты туралы ешқандай мәлімет (түсінік) бермейді. Бірінші бастамаға қарап изоляцияланған жүйеде қандай бір процесстер жүретінін элде жүрмейтінін анықтауға болмайды.

Ал термодинамиканың 2-заңы болса, өздігінен жүретін процесстердің бағытын көрсетіп, бірінші заңмен бірге термодинамикалық тепе-теңдік жағдайында әр түрлі жүйелердің макроскопиялық параметрлерінің арасындағы тура сандық қатынастарды орнықтырады.

Термодинамиканың 2-бастамасын ең алғаш ашып, оны зерттеген С.Карно (1824) болды. Ол жылудың жұмысқа айналу шарттарын зерттеп мынадай қорытындыға келді - жылу машиналарындағы жылу кәзінен алынатын жылу мөлшері толыгымен жұмысқа айналмай бір бөлігі тоңазытқышқа беріледі.

а) Клаузиус тұжырымы (1850).

Жылу өздігінен салқын денеден ыстық денеге өтпейді.

б) Освальд тұжырымы:

Екінші теқті өмірлік двигатель болмайды.

Екінші теқті двигатель деп барлық жылуды жұмысқа айналдыратын жылу машиналарын айтады.

Мұхиттың температурасын төмендетiп содан алынган энергияны пайдалану-екінші текті мәңгілікдвигательдiн жұмыс қағидасы осы болды. Бұл энергияны сақтау заңына қайшы келмейді, бірақ мұндай қозғалтқыштың құрылысы да мүмкін емес. Ойткенi, Мұның бәрі термодинамиканың екінші заңына қайшы келеді. Бұл суық дененің энергиясы жалпы жағдайда ыстыққа ауыса алмайды. Мұндай оқиға ықтималдығы нөлге ұмтылады, себебі бұл иррационалды болып табылады.

 

2.Радиоактивтілік құбылысын түсіндіріңіз. Ядролық реакция түрлерін атап, оларға сипаттама беріңіз Радиоактивтілік құбылысын 1896 жылы А.Беккерель ашқан. Ол уран тұзының белгісіз сәулелер шығаратыдығын байқаған, бұл құбылыс радиоактивтілік деп аталады. Радиоактивтілік деп кей атом ядроларының өз бетінше ыдырып (қирап) басқа заттың ядросына айналуын атаймыз. Бұл құбылысты терең зерттеген Мария мен Пьер Кюрилер радиактивтілік ыдырау кезінде «альфа», «бета» және «гамма» сәулелері шығатындығын, «альфа» сәулесі деп гелиидің ядросын, «бета» дегеніміз электрон немесе позитрон бөлшегі екендігін, ал «гамма»- жоғары энергиялы электромагниттік толқын екендігін анықтады.

Радиоактивтілік (лат. radіo – сәуле шығару, actіvus – әсерлік) – орнықсыз атомядроларының басқа элементтер ядросынабөлшектер немесе гамма-кванттар шығару арқылы өздігінен түрлену құбылысы.

Ядролық реакциялар:

1) Реакцияға қатысатын бөлшектердің тегі бойынша нейтрондардың, зарядталған бөлшектердің, γ-сәулелердің әсерінен болатын реакциялар;

2) Реакцияны тударатын бөлщектердің энергиясы бойынша – аз, орташа және жоғары энергия кезіндегі реакциялар;

3) Реакцияға қатысатын ядролардың тегі бойынша – жеңіл (А<50), орташа (50<A<100)және ауыр (A>100) ядролардағы реакциялар;

4) Ядролық түрленудің сипаты бойынша – нейтрондарды, зарядталған бөлшектерді шығаруменжүретін реакциялар; қармау реакциялары (бұл жағдайда құрама ядро ешқандай бөлшек шығармайды, ал өзі бір немесе бірнеше γ-квант шығарып, негізгі күйге өтеді).

 

3. Дүниенің кванттық-өрістік көрінісі: негізгі теориялар, матери қасиеті, принциптерді атаңыз.Кванттық механикада микробөлшектің күйі қалай аталады.

Кванттық өріс теориясы– еркіндік дәрежесінің саны шексіз көп болатын физикалық жүйенің релятивистік кванттық теория.

Өрістің кванттық теориясы элементар бөлшектер физикасының негізгі аппараты болып табылады. Бұл теорияда әрбір өрісті бөлшектер коллективімен, әрбір бөлшектер жиынтығын өріске теңеп сипаттайды. Осы бөлшектердің өзара әсерлесуінен жаңа бөлшектер туып немесе бөлшектер жойылып жатады. Ең алғашқы мұндай процеске электрмагнит өрісінің (оның бөлшектерінің) сәуле шығарып немесе жұтылуы жатады. Сондықтан алғашқы өрістің кванттық теориясын кванттық электрдинамика деп атады. Ол электрондармен фотондардың әсерлесу теориясы. Өрістің кванттық теориясын жасаудағы алғашқы қадамның бірі Фермидің 1934жылы құрған -ыдырау теориясы болды. Өрістің кванттық теориясында барлық физикалық өрістер бөлшектердің толқындық функциясынан құрылған операторлармен және солардың арасындағы орын ауыстыру қатынастарымен сипатталады.

Дүниенің кванттық өрістік көрінісі осыган негiзделген.

Негiзiн салушылар: Макс Планк, Нильс Бор, Луи де Бройль, Эрвин Шрёдингер, Поль Дирак, Вернер Гейзенберг и многие другие не менее известные и выдающиеся учёные.

Тусiнiктер: энергия кванты, корпускулалык-толкындык дуализм, дискреттi куй.

Кванттық механикадағы бөлшектердің күйі. Толқындық

Кез келген фундаменталды физикалық теорияның құрылымында күй түсінігі және күй динамикасын түсіндіретін теңдеулер маңызды элементтер болып табылады.

Кванттық механикада микробөлшектердің күйі кеңістіктік координаттар және уақыт функциясы болып табылатын толқындық функциямен беріледі. Релятивистік емес жағдайда бұл күйдің уақыт бойынша өзгеруі, яғни микробөлшектердің динмикасы кванттық теориялардың негізгі теңдеуі - Шредингер теңдеуімен сипатталады.

Толқындық функция микробөлшектер күйінің негізгі сипаттамасы. Кванттық механикада толқындық функция арқылы осы күйдегі берілген объекті сипаттайтын физикалық шаманының орташа мәнін есептеуге болады.

4.Жарықтың корпускулалық қасиетінің негізін құрайтын гипотезалар мен дәлелдерге түсінік беріңіз.

Фотоэффект құбылысын түсіндіру жолын Эйнштейн тапты. Ол фотоэффект құбылысын түсіндіру үшін жарықтың бөлшектік әрі кванттық қасиетіне сүйенді. Шынында да, жарық екіжақтылығымен сипатталады: біріншісінде ол толқындық жағынан танылса, екінші жолы бөлщек, яғни Эйнштейн сөзімен айтқанда, фотондар ағыны ретінде көрінеді. Бұл құбылыс жарықтың толқындық-корпускулалық дуализм деп аталады. Дуализм - бүкіл материяның кірпіші болып табылатын элементар бөлшектердің барлығына ортақ қасиет. Кванттық көзқарас бойынша жарықты таситын әрбір бөлшек, яғни фотон бір квант энергияға ие болады: E=hv

 

1923 жылы американ физигі А. Комптон монохроматты рентген сәулелерінің жеңіл атомды (бор, парафи) заттарда шашырау құбылысын қарастырған. Комптон эффектісі дегеніміз – қысқа толқынды жарықтың заттардағы екін электрондарда серпімді шашырап, толқын ұзындығының қысқаруы. Фотонның энергиясы да, импульсі де азаяды, олайболса жиілігі де азаяды, демек толқын ұзындығы арта түседі.

Рентген сәулелерінің жеңіл атомдармен соқтығысқан кезде оның толқын ұзындығының ұзаруын алғаш рет Комптон ашты.бұл Комптон эффектісі деп аталады, толқын ұзындығы:

мұндағы:

– түскен жарықтың толқын ұзындығы,

– шашырағын жарықтың толқын ұзындығы,

– толқындар айырмасы, ол

толқын ұзындықтарына байланысты емес, шашырау бұрышымен анықталады.

– комптондық толқын ұзындық деп аталады.

5.Жарықтың толқындық қасиеті; интерференция, дифракция, дисперсия, поляризация құбылыстарының анықтамасын беріңіз

Интерференция Жиіліктері бірдей толкындардың қосылуы жарық толқындарының өзара әрекеттесуіндегі көңіл аударатын жағдай. Мұнда кеңістіктің кейбір нүктелерінде толқындардың қабаттасуынан бір-бірін күшейтетін, ал басқа бір нүктелерінде керісінше бір-бірін әлсірететін интерференция құбылысы байқалады. Экранда күңгірт және ашық жолақтар кезектесіп орналасады. Бұл интерференция құбылысы. Жарықтың интерференциясы механикалық толқындардың интерференциясы сияқты өтеді. Жарықтың минимум (әлсіреу) және максимум (күшею) шарттары (4.10) және (4.11) формулаларымен анықталады. Сонымен қатар жарық толқындары интерференциясының кейбір ерекшеліктері бар. Егер екі жарық көзінен бірдей жиілікті синусоидалық жарық толқындары шығарылса, онда олар кездескен жерде интерференция көрінісі пайда болады. Бірақ осы көріністі бір-біріне қатысы жоқ бірдей жарық шығаратын екі жарық көзіненшық қан толқындар арқылы алу мүмкін емес. Жарық толқындарының интерференцияқұбылысы жоқ деген қорытындыға келгендей боламыз.

Интерференция құбылысын 1675 жылы Томас Юнг Ньютон, одан кейін Юнг және Френель байқаған. Мұны қалай түсіндіруге болады? Шын мәнінде, мәселе толқынның цугінде екен. Дененің әр түрлі атомдары бір-біріне байланыссыз жарық шығарады. Сондықтан олардың жиіліктерінің бірдей болуына қарамастан, әр цугтің фазасы әр түрлі. Ал бұл жарықтың фазасы ретсіз өзгеретін электромагниттік толқын екенін көрсетеді. Сонда екі толқынды бір-біріне қосқанда пайда болған қорытқы толқынның берілген нүктедегі амплитудасы да кездейсоқ түрде бір секундта миллион есе (максимум немесе минимум болып) өзгеріп отырады.

Жарық түскен бет біздің көзімізге біркелкі жарық түскен беттей болып көрінеді. Сондықтан жарық толқынының интерференциясы тек когерентті толқындар қабаттасқанда ғана пайда болады.

Дифракция) Егер жарықтың өзі толқындық процесс болса, онда интерференциядан басқа жарықтың дифракциясы да байқалуы тиіс. Өйткені дифракция – толқындардың бөгеттерді орап өтуі – әрбір толқындық қозғалысқа тән нәрсе. Бірақ жарық дифракциясын бақылау оңай емес. Оның себебі, егер бөгеттің өлшемдері жарық толқынының ұзындығымен салыстырарлықтай болса, онда толқын бөгетті елеулі түрде орап өтеді. Бірақ жарық толқынының ұзындығы өте аз.

Жіңішке жарық шоғын тар тесік арқылы өткізіп, жарықтың түзу сызықпен таралу заңынан ауытқуын бақылауға болады. Тесіктің қарсысында пайда болатын ақ дақтың өлшемі, жарықтың түзу сызықпен таралғандағысындай емес, үлкен болады.

Юнг тәжірибесі. Жарық интерференциясын ашқан Т. 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 қалқаға кішкене А тесіктен өткен жіңішке жарық шоғымен жарықталды. Ол кезде олай 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 тесіктерде, аздап бірін-бірі жабатын, екі жарық конус шықты. Жарық толқындарының интерференциясы нәтижесінен, экранда кезектесіп келетін ашық және көмескі жолақтар пайда болды. Тесіктердің бірін жауып, Юнг интерференциялық жолақтардың жоғалып кеткенін көрді. Міне, дәл осы тәжірибе арқылы Юнг алғаш рет, әртүсті жарық сәулелеріне сәйкес келетін, толқындар ұзындығын өте дәл өлшеді.

Френель теориясы. Дифракцияны зерттеу О. Френель еңбектерімен тиянақталды. Френель тәжірибе кезінде дифракцияның түрліжағдайларын 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 (Гюйгенс – Френель принципі).

Дисперсия) Жарықтың шыны призмадан өткенде әртүрлi түске жiктелуiнiң себебi қандай да бiр ортадағы жарық жылдамдығының (немесе онымен байланысқан сыну көрсеткiшiнiң) жарық жиiлiгiнен тәуелдiлiгiмен байланысты. Сыну көрсеткiшiнiң жарық жиiлiгiнен осындай тәуелдiлiгiн дисперсия құбылысы деп атайды. Бұл құбылысты түсiндiруге Максвеллдiң электромагниттiк теориясын қолдану оң нәтиже бермедi.Себебi бұл жердегi мәселе тек электромагниттiк толқынның қасиетiнде ғана емес, сонымен қатар ол толқындардың затпен әсерлесу сипатымен де байланысты болатын.Дисперсия құбылысын ХIХ ғасырдың аяғында қалыптасқан Г.Лоренцтiң классикалық электрондық теориясы ғана түсiндiрiп бере алды. Бұл теорияның түсiндiруi бойынша жарықтың дисперсиясы зат атомдарындағы электрондардың электромагниттiк өрiспен әсерлесуiнiң нәтижесiнде туындылайтын ерiксiз тербелiсiнiң нәтижесi болып табылады. Осы теорияның негiзiнде табылған дисперсия заңы (сыну көрсеткiшiнiң жиiлiктен тәуелдiлiгi) мынадай:

 

Поляризация) Жарық поляризациясы — жарық толқынының электр және магнит өрістері кернеуліктері векторларының жарық сәулесі жазықтығына перпендикуляр жазықтықта бағдарлануының реттелуі. Электр өрісі кернеулігі мен жарық сәулесі жататын жазықтық полярлану жазықтығы деп аталады. Жарықтың полярлынуы сызықтық жарықтың полярлынуы, эллипстік Жарықтың полярлынуы (Е-нің ұшы жарық сәулесіне перпендикуляр жазықтықта эллипс сызады) және дөңгелек жарықтың полярлынуы болып ажыратылады. Жарықтың полярлануын полярланған приборлар, поляроидтар, т.б. арқылы алуға болады. Жарықтың полярлануы зат құрылысының кейбір ерекшеліктерін түсіндіруге мүмкіндік береді. “ Жарықтың полярлануы ” ұғымын Исаак Ньютон енгізген Поляризацияланған жарықты алу үшін полризациялағыштар деген аспапты қолданады.Жарықтың поляризациялану құбылысын алғаш рет турмалин кристалдарымен жасалған тіжірибеден байқалды.Турмалин дегеніміз жасыл қоңыр түсті кристалл, сондықтан жарық одан өткендежасыл қара болып шығады, яғни жарық поляризацияланады.

6.Элементар бөлшектер арасындағы фундаментальды өзара әсерлесу типтерін атап, олардың ерекшеліктерін атаңыз

Микродүние обьектілерінің(бөлшектерінің)қасиеттері мен заңдылықтарын зерттеуге кіріскенде физиктер бұрын классикалық физикада кездеспеген бір қызықты құбылысты ашты; микродүние обьектілері бір мезгілде әрі корпускулалық, әрі толқындық қасиеттері бар екендігін байқатты. Бұл құбылыс түсінікті болу үшін оптикалық құбылыстарды зерттеу тарихына қайта оралайық. И.Ньютон жарықты ұсақ материалдық бөлшектер ретінде қарастырған еді. Бірақ интерференция және дифракция деп аталатын жарық құбылыстар ашылғаннан кейін жарықтың толқындық теориясы басым бола бастады: бұл теория жарықты толқын тәрісдес қозғалыс түрінде түсіндірді.

Ал 20 ғасырдың басында фотоэффект құбылысының ашылуы жарықтың корпускулалық табиғатын ашып берді: фотондар дәл сондай жарық корпускулалары екен. Одан бұрын неміс физигі Макс Планк энергияның сәулелену және жұту процестерін түсіндіру үшін энергияның дискреттік бөлшектері туралы түсінікті пайдаланған еді. Кейіннен А.Эйнштейн жарық жұтылып және сәулеленіп қана қоймай, кванттық түрінде тарайтынын да ашып берді. Осының негізінде олфотоэффект құбылысын түсіндіруге мүмкіндік алды. Фотоэффект деген фотон деп аталған жарық кванттары дененің бетіндегі электрондарды жұлып алу екенін ашты. Өткен ғасырда интерференция және дифракция деген жарық құбылыстарды толқындық ұғымдардың көмегімен түсіндірілетін. Мысалы, Максвелдің теориясында жарық электромагнит толқындарының ерекше түрі деп қарастырылды. Сөйтіп, жарықтың классикалық түсінігі яғни, оны толқындық процесс деп түсінуі енді оны жарық корпускулаларының, кванттық немесе фотондардың толқыны деп қарастырылатын жаңа түсінікпен толықтырылды. Осының нәтижесінде жарық жайлы корпускулалық толқындық дуализм деп аталған көзқарас туды. Бұл құбылыс бойынша, жарық корпускулалық-толқындық сипатта, яғни ол бір мезгілде әрі корпускулалық, әрі толқындық сипатта, яғни ол бір мезгілде әрі корпускулалық, әрі толқындық құбылыс болып табылады екен.

7.де Бройль болжамының мәнін түсіндіріңіз.Микробөлшектердің корпускула-толқындық дуализмінің мәнін сипаттаңыз. Физиканың дамуындағы бұл жаңа қадам корпускулалық - толқындар дуализм атомшілік ұсақ бөлшектерді (электрон,протон,нейтрон сияқты элементар бөлшектерді)зерттеуге қолданумен байланысты болды. Классикалықфизикада зат ардайым бөлшектерден тұрады деп түсініп келгендіктен, толқындық теория онда мүлдем қолдану таппады. Сондықтан микробөлшектерде толқындық қасиеттердің ашылуы аса танданарлық жаңалық болды(миркобөлшектерде толқындық қасиеттің болу мүмкіндігін 1924 ж.француз физигі Луи де Бррль жорамалдаған болатын, ал 1927 ж.американдық физиктер К.Дэвиссон мен Л.Джермер оны тәжірибе жүзінде растады).

Сонымен, тек фотондар, яғни жарық кванттары ғана емес, сондай-ақ электрон, протон, нейтрон сияқты материалдық бөлшектерде де қос қасиетті екендігі анықталды. Демек, микрообьектілердің бәрінде корпускулалық та, толқындықта қасиеттері бар екен. Кейіннен толқын мен бөлшектің дуализм деп аталып бұл құбылыс бұрынғы класикалық физикалық түсініктеріне мүлдем сәйкес келмеді, өйткені ол физика бойынша заттарда не корпускулалық, не болмаса толқындық қан қасиеті болуы мүмкін еді. Ал микрообьектілерде бір мезгілде әрі корпускулалық, әрі толқындық қасиеттері бар болып шықты. Корпускулалық-толқындық дуализм қазіргі физикада жалпы заңдылыққа айналды, өйткені кез келген материалдық обьект осы екі қасиеттің бірлігімен сипатталатыны анықталды.

8 Гейзенбергтің анықталмағандық қатынасы және себептілік принципіне түсінік беріңіз.

Анықталмағандық принципі — физикалық жүйені сипаттайтын (қосымша физ. шамалар деп аталатын) шамалардың (мыс., координат және импульс) бір мезгілде дәл мәндер қабылдай алмайтындығын тұжырымдайтын кванттық теорияның іргелі қағидасы. 1927 ж. неміс физигі Вагнер Гейзенберг ашқан. Анықталмағандық принципі материя бөлшектерінің (электрондар, протондар, т.б.) корпускулалық-толқындық табиғаты болатындығын айқындайды. Сандық тұрғыдан Анықталмағандық принципі былай тұжырымдалады: егер — жүйенің инерция центріндегі координатының анықталмағандық мәні, ал импульсының осіне проекциясының анықталмағандық мәні болса, онда осы анықталмағандықтардың көбейтіндісі Планк тұрақтысынан () кем болмайды Макроскопиялық шамалармен салыстырғанда аз шама болғандықтан, бұл қатынас атомдық масштабтағы құбылыстарға қатысты ғана орындалады. Анықталмағандық принципі атом ішіндегі құбылыстардың заңдылықтарын түсіндіру және кванттық механика саласының қалыптасуы кезінде аса маңызды рөль атқарды. Анықталмағандық қатынасы - екі орайлас физикалык шамалар мәніндегі анықталмағандықтардың көбейтіндісі (мысалы, импульс пен координатаның, энергия мен уақыттың) Планк тұрақтысынан кіші болуы мүмкін емес дейтін тұжырым.[1] Қозғалып келе жатқан, импульсі р бөлшекпен байланысқан де Бройль толқынының интенсивтігі бөлшекті кеңістіктің берілген аумағынан табу ықтималдығын анықтайтыны өткен тақырыпта айтылды. Жазық монохромат толқын х осінің бойымен таралып жатсын. Онда бұл толқынға сәйкес бөлшектің импульсі р = рх бірмәнді дәл анықталған. Бірақ жазық монохромат толқынның амплитудасы барлық жерде бірдей, сондықтан біз бөлшектің қай жерде екенін біле алмаймыз, яғни оның координатасы анықталмаған. Бұл қиындықтан шығу үшін бөлшекті монохромат толқынмен емес, жиіліктері бір-біріне өте жақын бірнеше толқындардың қосындысымен, яғни ұзындығы Δх болатын толқындық пакет арқылы модельдеп көрейік. Толқындық пакеттің амплитудасы бөлшек орналасқан кеңістіктің кішкене аумағынан басқа жердің бәрінде нөлге тең, ал бөлшектің жылдамдығы толқындық пакеттің топтық жылдамдығына тең болсын. Енді біз бөлшектің координатасын қандай да бір Δх дәлдікпен анықтай аламыз, бірақ толқын ұзындығын λ=Δх/n (мұндағы n — Δх ұзындыққа сыятын толық периодтардың саны) дәл анықтай алмаймыз. Себебі толқындық пакеттің шекарасы дәл тағайындалмайды. Олай болса, λ=h/p болғандықтан, импульстің мәні де Δрx шамасына анықталмайды. n неғұрлым үлкен болса, толқын ұзындығын, ол арқылы импульсті соғұрлым дәл анықтаймыз. Бірақ n өскен сайын координатаны анықтау дәлдігі төмендей береді, себебі толқындық пакеттің ұзындығы артады. Біз бұл жерде сәйкес оське қатысты координата мен импульстің проекциясынбір мезетте анықтау туралы айтып отырмыз.

Бірінің мәнінің анықталмағандығы екіншісін өлшеу дәлдігіне тәуелді шамалар жұбын (мысалы, х пен рx) түйіндес шамалар деп атайды.

Түйіндес емес (мысалы, у пен рy) шамаларды анықтау дәлдігіне ешқандай шек қойылмайды.

Гейзенберг 1927 жылы анықталмағандық принципін тұжырымдады.

Координатаның анықталмағандығы мен оған сәйкес импульс проекциясының анықталмағандығының көбейтіндісі һ шамасының мәнінен кіші болуы мүмкін емес.

 

Анықталмағандық қатынастары мынадай:

ΔхΔрx≥ħ, ΔуΔру≥ħ, ΔzΔрz≥ħ.

Анықталмағандық қатынастары өлшеу әдісінің немесе өлшеуіш құралдардың дәлдігіне байланысты емес. Бұл бөлшектердің корпускулалық-толқындық екіжақтылық қасиетінен шығатын принциптік сипаттағы қатынастар.

 

Классикалық физикада координата мен оған сәйкес импульстің проекциясы бір мезгілде жоғары дәлдікпен өлшенеді, сондықтан бөлшектің траекториясы да дәл анықталады. Анықталмағандық қатынастары классикалық механиканы микробөлшектерге қолдануға кванттық шектеу қояды. Мысалы, оған сүйеніп микробөлшектің траекториясы туралы қандай дәлдікпен айта алтынымызды бағалауға болады. Δрx = mΔvx болғандықтан,

ΔxΔvx≥ħ/m

деп жаза аламыз.

Бұдан біз бөлшектің массасы неғұрлым үлкен болса, координата мен жылдамдықтың анықталмағандығы соғұрлым аз, олай болса соғұрлым жоғары дәлдікпен траектория ұғымын қолдануға болатынын көреміз. Мысалы, массасы m = 1кг, радиусы r — 1 мкм шаң түйіршігін алайық. Оның координатасы 0,01% дәлдікпен анықталған болсын, яғни Δх = 0,0001 r = 10−10м. Онда Δvx=1,05•10−34Дж•с/1кг 10−10м=10−24м/с. Бұл шаманың аздығы сондай, оны практика жүзінде өлшеп, анықтау мүмкін емес, сондықтан қарастырып отырған бөлшектің координатасы мен импульсін дәл анықтауға болады. Қорыта айтсақ, электронның координатасының анықталмағандығы шамамен 10−8м, олай болса электронды-сәулелік түтіктің ішінде электрон дәл анықталатын траекториямен қозғалады.

Гейзенбергтің анықталмағандық принципінің мәні мынада: микробөлшектің координаталары мен оларға сәйкес импульстерінің анықталмағандықтарының көбейтіндісі Планк тұрақтысынан кем болмайды.

9. Симметрия ұғымы. Кеңістік пен уақыттың симметрия қасиеттері. Оның сақталу заңдарымен байланысын сипаттаңыз.

Симметрия (гр. symmetrіa — мөлшерлес) — Жиі кездесетін математикалық ұғымдардың бірі, центрге немесе өс жазықтығынқатысты алғанда бірдей пішінді.фигуралардың орналасуы.^[1]

Симметриялық жүктеме [өңдеу]

Жақтаудың оң жағына түсірілген барлық сыртқы күштер сол жағына түсірілген күштердің айнадағы кескіні болатын күштерді айтамыз.

Симметриялық қасиет [өңдеу]

Симметрия жазықтығыңда симметриялық жақтауға күш түсіргенде қиғаш симметриялық күш факторлары нөлге тең болу қасиеті.

Кеңістік және Уақыт -Механикалық козғалысты карастырғанда біз дененің кеңістіктегі орнының уақыт өтуіне байланысты өзгеретінін сөз еттік. Бұл екі үғымның физикадағы маңызы өте зор.

Оқиғаньің бәрі әйтеуір бір жерде және кандай да бір мезгілде, баскаша айтқанда, кеңістік пен уақыт ішінде өтеді. Кеңістіктен орын алмай және кеңістіктен тыс өмір сүретін бірде-бір объекті болмайды, болуы да мүмкін емес, яғни кеңістік материямен тығыз байланысты.

Элементарлық бөлшектердің өзара әсерін зерделеу әрекеттену облысы шектелген сақталу заңдарының да ашылуына әкеліп соқты; олар жалпылама емес, өзара әсерлердің біреулері оларды бұзады, басқалары бұзбайды. Бөлікті сақталу заңдарына мыналар жатады: изотоптың сақталуы, жұптың сақталуы және т.б. Бей әмбебап бола отырып, бұл сақталу заңдары белгілі бір өзара әсерлерге тиым салады, белгілі бір облыстарда элементарлық бөлшектердің қалай болса солай айналуларына жол бермейді. Бұл сақталу заңдарының бұзылуы да микро - дүниені реттейтін өзара әсерлердің сапалы өзгешеліктеріне мегзейді.

Эмми Нетер теоремасында айтыдғандай, әрбір үздіксіз симметрияның физикалық жүйесіне белгілі бір сақталу заңына сәйкес келеді. Осылайша, энергияныі сақталу заңы уақыттың біртектілігіне, ал импульстың сақталу заңы кеңістіктің біртектілігіне, импульс моментінің сақталу заңы кеңістіктің изотропиясына, электр зарядының сақталу заңы симметрия принципіне сәйкес келеді.

10.Максвеллдің электромагниттік өріс теориясы: теңдулер жүйесі, олардың физикалық мағыналары және одан шығатын қорытынды.

Электромагниттік құбылыстар физикасына Фарадейдің қосқан негізгі жаңалығы Ньютонның алыстан әсер ету теориясынан бас тартып, кеңістікті күш сызықтарымен толтырып тұратын өріс ұғымын енгізуі еді. Ұлы Ньютонның таңқаларлық математикалық шеберлігі мен ерекше физикалық интуициясы арқылы Галилейдің негізгі идеяларын дамытқаны белгілі.
1860—1865 жылдары Максвелл электр және магнит өрістері туралы Фарадейдің идеялары негізінде және көптеген тәжірибелер нәтижелерін қорыта келе, зарядтар мен токтар жүйесі туғызатын электромагниттік өріс теориясын жасады. Максвелл теориясы ортаның ішінде өтіп жатқан, әрі электр және магнит өрістерін туғызушы ішкі механизм құбылыстарын қарастырмайды. Электромагниттік өріс теориясының негізін Максвелл теңдеулері деп аталатын теңдеулер жүйесі құрайды. Бұл теорияның математикалық аппараты күрделі.

1831 жылы Фарадей ашқан электромагниттік индукция құбылысын терең зерттей отырып Максвелл мынадай қорытындыға келді: магнит өрісінің кез келген өзгерісі қоршаған кеңістікте қуйынды электр өрісін туғызады.
Фарадей тәжірибелеріндегі тұйықталған өткізгіште индукциялық ЭҚК-ін тудыратын осы құйынды электр өрісі екен. Бұл құбылыстың ерекшелігі сол, құйынды электр өрісі тек өткізгіште ғана емес (ол өрістің бар-жоғын көрсететін қосымша құрал), бос кеңістікте де пайда бола алады. Кеңістіктің кез келген нүктелеріндегі магнит өрісі индукциясының {\displaystyle {\frac {\Delta B}{\Delta t}}} өзгерісі кезінде құйынды электр өрісі туындайды. Электр өрісінің күш сызықтары магнит индукциясының сызықтарын орап қоршайды және оның жазықтығына перпендикуляр орналасады.

Магнит индукдиясы {\displaystyle {\frac {\Delta B}{\Delta t}}>0} артса, құйынды электр өрісі {\displaystyle {\vec {E}}} кернеулік векторының бағыты сол бұранда ережесімен анықталады. Магнит индукциясы {\displaystyle {\frac {\Delta B}{\Delta t}}<0} көмігенде {\displaystyle {\vec {E}}} кернеулік векторының бағыты оң бұранда ережесімен анықталады. Сонымен, электр өрісін электр зарядтары және айнымалы магнит өрісі тудырады. Ал магнит өрісін тек қозғалыстағы зарядталған бөлшектер ғана тудыратыны белгілі. Магниттік зарядтар жоқ деген пікір — Максвелл идеяларының бірі. Табиғаттың үйлесімділік пен симметриялық қасиеттері осы жерде сақталмай тұр.

XIX ғасырдың 60-ы жылдары ағылшын ғалымы Максвелл электр және магнетизмнен тәжірибе жүзінде ашылған заңдылықтарды біріктіре келе, электромагниттік толқынның жалпы теориясын берді. Бұл теорияда электростатиканың негізгі теңдеуі, электр және магнит өрістері үшін Остроградский-Гаусс теоремасы, магнит өрісі үшін толық ток заңы, электромагниттік индукция заңы және тағы басқа заңдар қарастырылған.Максвелл теориясында электродинамиканың негізгі есебі шешілді, яғни берілген зарядтар мен токтар жүйесінің тудыратын электромагниттік өрісінің сипаттамалары анықталады. Максвелл теориясы макроскопиялық теория болып табылады, яғни бұл теорияда заттардың немесе орталардың ішкі құрылыстары қарастырылмайды.

Максвелл теориясы негізінен 4 теңдеуден тұрады және әр теңдеу 2 түрде: интегралдық және дифференциалдық түрде беріледі.

Максвелдің дифференциалдық теңдеулері интегралдық теңдеулерінен векторлық анализдің екі теоремалары: Гаусс теоремасы және Стокс теоремаларының көмегімен алынады.

Гаусс теоремасы

мұндағы:

мұндағы: .

Стокс теоремасы

мұндағы: немесе

1.Максвелдің I-теңдеуі

Бұл жағдайда Максвелл электромагниттік индукция заңын қарастырды. Уақыт өтуімен өзгеретін айнымалы магнит өрісі өзін қоршаған кеңістікте құйынды электр өрісін тудырады.

Тұйық бет арқылы өтетін кернеулік векторының циркуляциясы осы бетпен шектелген беттегі магнит өрісінің индукция векторының теріс таңбамен алынған өзгеру жылдамдығына тең болады.

Бұл өрне к Максвелдің интеграл түріндегі I- теңдеуі деп аталады.

Құйынды электр өрісі потенциалды емес өріс болып табылады, яғни оның тұйық траекториядағы жұмысы нольден өзгеше болады.

Стокс теоремасынан екенін ескерсек

Осыдан Максвелдің дифференциал түріндегі I-теңдеуін аламыз

Максвелдің дифференциал түріндегі I-теңдеуі скаляр түрде

 

2.Максвелдің II-теңдеуі

Құйынды электр өрісінің «магниттік әсерін» сипаттау үшін Максвелл ығысу тогын енгізді.

Ығысу тогының тығыздығы электр өрісінің индукция (ығысу) векторының өзгеру жылдамдығына тең болады.

Электр өрісінің индукция векторының формуласымен анықталатынын ескерсек, ығысу тогы

мұндағы: - вакуумдегі ығысу тогының тығыздығы,

- поляризация ығысу тогының тығыздығы.

Соныменен кеңістіктегі магнит өрісін өткізгіштік және ығысу токтары тудырады. Максвелдің интеграл түріндегі II-теңдеуі магнит өрісі үшін толық ток заңы болып табылады.

Стокс теоремасынан екенін ескерсек

Осыдан Максвелдің дифференциал түріндегі II-теңдеуін аламыз .

Максвелдің дифференциал түріндегі II- теңдеуінің скаляр түрі

3.Максвелдің III-теңдеуі

Максвелдің интеграл түріндегі III-теңдеуі заттардағы электр өрісі үшін Остроградский-Гаусс теоремасы болап табылады.

Максвелдің дифференциал түріндегі III-теңдеуі келесі түрде жазылады:

4.Максвелдің IV-теңдеуі

Максвелдің интеграл түріндегі IV-теңдеуі магнит өрісі үшін Остроградский-Гаусс теоремасы болап табылады.

Максвеллдің дифференциал түріндегі IV-теңдеуі

Бірін-бірі тудыратын және бір-бірімен байланысқан айнымалы электр және магнит өрістерін электромагниттік өріс деп атайды.

Кеңістікте тарайтын айнымалы электр және магнит өрістерін электромагниттік толқын деп атайды.

Электромагниттік толқынның толқындық теңдеуі келесі түрде жазылады:

Электромагниттік толқынның кез-келген ортада таралу жылдамдығы

,

мұндағы: - ортаның диэлектриктік өтімділігі, -ортаның магниттік өтімділігі.

Вакуумдегі электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы, яғни вакуумдегі жарық жылдамдығы

.

Кез келген ортадағы электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы

Кеңістікте заряд пен токтар бірқалыпты орналасса, онда Максвелл теңдеулерінің интегралдық және дифференциалдық түрлерін бірдей пайдалануға болады. Ал, кеңістікте заряд пен токтардың орналасуы бір текті болмаса онда интегралдық түрі қолданылады. Максвелл теңдеулері электромагнетизм үшін, механикадағы Ньютон теңдеулеріндей роль атқарады.Электр өрісі мен магнит өрісі бірігіп электромагниттік өріс түзеді.Электромагниттік вакуумде таралу жылдамдығы . Максвеллдің электромагниттік теориясының дұрыстығын тәжірибе арқылы неміс физигі Герц дәлелдеді.

Максвеллдің электромагниттік теориясының үлкен қорытындысы: жарық дегеніміз электромагниттік толқын деген тұжырымы. Максвелл теңдеулері Галлилей түрлендірулеріне бағынбайды, Лоренц түрлендіруіне де бағынбайды. Электр және магнит өрістері дегеніміз салыстырмалы ұғымдар. Қай системада қарауына байланысты бір өріс бірде электр, бірде магнит өрісі бола алады. Максвелл теңдеулері инерциялық системаларда инвариантты.

11. Дүниенің электромагниттік көрінісіне сипаттама беріңіз: оны құрайтын негізгі теориялар, принциптер, кеңістік пен уақыт, қозғалыс концепциялары. Жақыннан әсер ету принципі сипаттаңыз.

Электр өрісін электр заряды бар денелер туғызады. Бойымен электр зарядтары өтетін өткізгіштің төңірегінде магнит өрісі пайда болады. Қозғалмайтын зарядтың электр өрісі барлық уақытта да өзгеріссіз қалады. Бірқалыпты қозғалатын зарядтардың, яғни тұрақты электр тоқтарының төңірегінде пайда болатын магнит өрісі де өзгермейді.

Ал егер электр заряды бар бөлшектер тыныштық немесе бірқалыпты қозғалыс калпынан шығып, айнымалы қозғалыс жасаса, онда қандай өріс пайда болар еді? Бұл сұрақтың жауабын ағылшынның ұлы ғалымы Максвелл тапты.

Электр зарядтары айнымалы қозғалғанда, яғни кез келген айнымалы тоқта электр өрісі де, магнит өрісі де уақыт өтуіне қарай өзгеріп отырады. Сонымен қатар бұл өрістер, Максвеллдің 1865 жылғы теориялық пайымдауынша, өздерін біртұтас электро-магниттік өріс түрінде керсетеді.

Максвелл сегіз жыл бойы тынбай жүргізген физика-математикалық талдауларын 1873 жылы қорытындылады. Ол біртұтас электромагниттік өрістің теориясын жасады және оның бос кеңістікте де толқын түрінде тарай алатынын дәлелдеді. Максвеллдің электромагниттік өріс теориясының түйіні мынаған саяды.

1. Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.

2. Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.

Осылайша өзгеріп отыратын электр және магнит өрістері әр уақытта да өзара байланыста болады, сондықтан олардың ажырамас бірлігін электромагниттік өріс дейді. Электромагниттік өрісті көрнекі түрде бейнелеу үшін оны, бір жағынан, электр ерісінің Е кернеулік векторы арқылы, екінші жағынан, магнит өрісінін В индукция векторы арқылы сипаттап кескіндейді.

Электромагниттік өріс — ақиқат нәрсе. Ол материя формасының бір түрі болып табылады. Материя формасының екінші түрі зат.

Электр зарядтары айнымалы қозғалыс (мысалы, тербеліс) жасағанда, олардың туғызатын айнымалы электромагнитгік өрісі кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне тарайды

. Кеңістік пен уақыт мәселелері жақыннан әсер ету және алыстан әсер ету концепцияларымен тығыз байланысты. Алыстан әсер ету гравитациялық және электр күштерінің бір сәтте абсолюттік кеңістік арқылы таралуы, ең соңында өзінің көздеген мақсатына құдайдың буйрығымен жетеді. Ал жақыннан әсер ету концепциясы (Декарт, Гюйгенс, Френель, Фарадей) кеңістікті зат пен эфирдің жалғасы ретінде қарастырады. Өзара әрекеттесу мен кеңістікті түсіну классикалық физиканың шеңберінде дами отырып, XX ғасырда одан әрі дамыды. Кеңістік пен уақыт қайтадан материя атрибуты ретінде оны анықтайтын байланыстары және өзара байланыстары арқылы түсіндірледі. Уақыт пен кеңістіктің қазіргі кездегі түсінігі А.Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы арқылы түсіндіріледі.

12.Ішкі энергияның анықтамасы және оны өзгерту тәсілденін атаңыз.Термодинамиканың 1 заңы және оның физикалық мағынасы. Ішкі энергия ^[1] – дененің (жүйенің) тек ішкі күйіне байланысты энергия. Ішкі энергияға дененің барлық микробөлшектерінің (молекулалардың, атомдардың, иондардың, т.б.) ретсіз (хаосты) қозғалыстарының энергиясы, микробөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы, атомдар мен молекулалардың ішкі энергиясы, т.б. жатады. Ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У.Томсон енгізген.

Дененің бір күйден екінші күйге ауысу барысындағы Ішкі энергиясының өзгерісі (ΔU) мынаған тең: ΔU=ΔQ–A, мұндағы Q – жүйенің қоршаған ортамен алмасқан жылу мөлшері, А – істелген жұмыс. Бұл теңдеу жылу алмасу процесі басты рөл атқаратын жүйелердегі энергияның сақталу және айналу заңын (термодинамиканың бірінші бастамасын) өрнектейді. Энергияның сақталу заңына сәйкес Ішкі энергия физикалық жүйе күйінің, яғни осы күйді анықтайтын тәуелсіз айнымалылардың (мысалы, температура, көлем не қысым), бір мәнді функциясы болады. Q және А шамаларының әрқайсысы жүйені Ішкі энергиясы U1-ге тең күйден U2-ге тең күйге ауыстыратын процестің сипатына тәуелді болады, ал ΔU=U2–U1.

Жүйе бастапқы күйіне қайтып келетін (U2-U1) кез келген тұйық процесс үшін Ішкі энергияның өзгерісі (ΔU) нөлге тең және Q=A (қ. Дөнгелек процесс). Адиабаттық процесте(қоршаған ортамен жылу алмасу болмаған, яғни Q=0 жағдайда) жүйенің Ішкі энергияның өзгерісі жүйенің істеген жұмысына не жүйеге жасалған жұмысқа тең. Газдардың кинетикалық теориясы бойынша идеал газдар Ішкі энергиясының өзгеруі нәтижесінде, температураға байланысты молекулалардың кинетикалық энергиясы өзгереді. Сондықтан идеал газдың (немесе қасиеттері сол идеал газға жуық газдардың) Ішкі энергиясының өзгерісі тек оның температурасының өзгерісімен анықталады (Джоуль заңы). Бөлшектері өзара әсерлесетін физикалық жүйелерде (реал газдарда, сұйықтықтарда, қатты денелерде) молекулааралық және молекула ішіндегі өзара әсер энергиялары да Ішкі энергияға жатады. Мұндай жүйелерде Ішкі энергия температурамен қатар қысым мен көлемге де тәуелді болады. Абс. нөлге жуық (–273,16°С) төмен температуралар аймағында конденсацияланған жүйелер (сұйық және қатты дене) Ішкі энергиясының температураға тәуелділігі жойылып, ол белгілі бір тұрақты мәнге (U0) – “нөлдік энергия” дейтін мәнге ұмтылады (термодинамиканың үшінші бастамасы). Ішкі энергия негізгі термодинамиқалық потенциалдардың бірі болып есептеледі.^[2]

Термодинамиканың бірінші заңы, (4 әртүрлі тұжырымдамасы бар):

Ø Энергия қалыптасқан немесе жойылған болуы мүмкін емес (энергия сақталу заңы), ол тек қана әртүрлі физикалық үдерістерде бір түрден екіншіге өтеді. Осыдан оқшауланған жүйенің ішкі энергиясы өзгеріссіз қалатыны шығады.

Ø Жүйемен алынған жылудың мөлшері оның ішкі энергиясын өзгеруіне және сыртқы күштерге қарсы жұмыстарды орындауға шығындалады.

Ø Жүйенің бір күйден екіншісіне өтуі кезінде оның ішкі энергиясының өзгеруі сыртқы күштер жұмысының соммасы мен жүйемен берілген жылу мөлшері соммасына тең және осы ауысым жүзеге асырылатын әдіске байланысты емес.

Ø Оқшауланбаған термодинамикалық жүйенің ішкі энергия өзгерісі жүйеге берілген жылу мөлшері мен жүйенің сыртқы күштермен жасалған жұмысы арасындағы айырмашылыққа тең.

Термодинамиканың бірінші заңы энергия қалыптасуы немесе жойылуы мүмкін емес деп тұжырымдайды. Осылайша жүйе энергиясы (тұйықталған) – тұрақты. Бірақ та, жүйенің бір элементінен екіншісіне берілуі мүмкін. Басқалардан оқшауланған тұйықталған жүйені қарастырайық.

Жүйедегі әртүрлі қосымша жүйелер арасында энергияны беру келесідей сипатталуы мүмкін:

 

E₁ = E₂

мұндағы, E₁ = бастапқы энергия

E₂ = соңғы энергия

Ішкі энергия өзіне келесілерді еңгізеді:

· Атомдар қозғалысының кинетикалық энергиясын

· Химиялық байланыстарда сақталынатын потенциалды энергиясын

· Жүйенің гравитациялық энергиясын

Бірінші заң термодинамикалық ғылым мен инженерлік талдау үшін негіз болып табылады.

Алмасудың (энергияны) мүмкін түрлеріне негізделеді, төменде жүйенің 3 түрі келтірілген:

· алдын-ала оқшауланғае жүйелер (isolated systems): жүйе элементтері мен энергияның алмасуы жоқ

· жабық жүйелер (closed systems): жүйе элементтері мен энергияның алмасуы жоқ бірқ энергияның бір шама алмасуы бар

· ашық жүйелер (open systems): жүйе элементтерімен де, энергиямен да алмасуы мүмкін.

· Термодинамиканың бірінші заңы ішкі энергияның(internal energy), жылудың (heat) және жүйе жұмысының(system work) басты тұжырымдамаларын қолдануға мүмкіндік береді, олар жылу жүйелерін(heat engines) сипаттауда кеңінен қолданылады.

· Ішкі энергия (Internal Energy) –Ішкі энергия – ретсіз қозғалыстағы, молекулалардың кездейсоқ энергиясы секілді анықталады. Молекулалар энергиясы қозғалыс үшін қажетті, жоғарыдан, молекулалық немесе атомдық деңгейде тек қана микроскоп көмегімен көрінетінге дейін ауқымда орналасады. Мысалы, үстелде тұрған, температурасы бөлмелі су құйылған стақанда, бір қарағанда ешқандай энергия жоқ: үстел қатынасы бойынша кинетикалық та, потенциалды да жоқ. Бірақ микроскоп көмегімен, шапшаң қозғалатын молекулалардың массасы көрінеді. Егер суды стаңаннан төгіп тастаса, бұл микроскопиялық энергия, біз қосылған кинетикалық энергияны судың барлық молекулаларына орташа етіп жасаған кезде, көзге көрінерліктей өзгеруі міндетті емес.

13. «Энтропия» ұғымын түсіндіріңіз. Энтропияyы қалай өлшеуге және қалай өзгертуге болады? Энтропия және оның өсу заңын тұжырымдап, мысал келтіріңіз. Энтропия (гр. еntropіa – бұрылыс, айналу) – тұйық термодинамикалық жүйедегі өздігінен жүретін процестің өту бағытын сипаттайтын күй функциясы. Энтропияның күй функциясы екендігі термодинамиканың екінші бастамасында тұжырымдалады. Энтропия ұғымын термодинамикаға 1865 ж. Р.Клаузиус енгізген. Кез келген А және В күйлеріндегі жүйе энтропиясы мәндерінің айырымы мына формула арқылы анықталады:, мұндағы dQ – жүйеге күйі шексіз аз квазистатик. болып өзгергенде берілетін жылу мөлшері, Т – жүйенің абс. темп-расы; интрегал екі күйді өзара жалғастыратын кез келген қайтымды жолмен алынады. Изотерм. процесс жағдайында: DS=Q/Т. Ал кез келген қайтымды жолмен алынатын тұйық процесс үшін:. Соңғы теңдік Энтропияның dS=dQ/Т түріндегі толық дифференциал болатындығының қажетті және жеткілікті шарты, ал Энтропия – күй функциясы. Энтропияның абс. мәні термодинамиканың үшінші бастамасы бойынша анықталады және ол бойынша абс. нөл темп-рада кез келген жүйенің Энтропиясы нөлге айналады. Адиабаталық оңашаланған жүйелеріндегі қайтымды процестер кезінде Энтропияның мәні тұрақты болып қалады да, қайтымсыз процестер кезінде Энтропияның мәні артады; барлық реал процестерінде Энтропияның мәні артады (Энтропияның арту заңы). Статистистикалық физикада Энтропия статист. салмақ (DW) деп аталатын шамамен байланыстырады. Больцман принципіне сәйкес: S=kІnDW, мұндағы k – Больцман тұрақтысы. Сонымен Энтропия – термодинам. тепе-тендік күйдегі макроскоп. денелерге тән қасиет. Ол бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) Дж/К арқылы өрнектеледі.

14 Термодинамиканың үшінші заңын тұжырымдаңыз және оны ашық жүйеге қолдану қандай қиындықтарға алып келеді?

Адамдар ертеден суық пен ыстықтың ара-жігін айырып, температураны дененің жылыну дәрежесін сипаттайды деп есептеген. Жылу жайлы ғылымның дамуы температураны өлшеуге арналған құрал - термометрдің пайда болуымен басталады. Ең алғашқы термометрді 16 ғасырдың соңында Галилей жасады деп есептелінеді.Термодинамика механикалық жұмыс жасауға дененің ішкі энергиясын пайд