Бекітемін Ғылыми кеңес төрағасы, ректор, ҚР ҰҒА академигі


ДӘРІС №15  Тақырып  3.2. Элементар бөлшектер. (1/-/-сағ)



жүктеу 0.88 Mb.
Pdf просмотр
бет5/6
Дата19.05.2017
өлшемі0.88 Mb.
1   2   3   4   5   6

ДӘРІС №15 

Тақырып  3.2. Элементар бөлшектер. (1/-/-сағ).  

Дәріс жоспары 

1. Лептондар, адрондар, кварктар.  

2. Күштік, электромагниттік, әлсіз, гравитациялық өзара әсерлесу. 

3. Физика мен астрофизиканың осы заманғы негізгі мәселелері туралы 

түсінік. 



  

Осы заманғы зерттеулер атом ядросының бөлінбейтін бөлшек екендігі яғни 

элементар бөлшек екендігін жоққа шығарды.  

Элементар бөлшектер: 

«Жеңіл»  бөлшектрге,  немесе  лептондарға  (грек  сөзі.  Leptos–жеңіл), 

электрондық нейтриноны жатқызуға болады. 

«Ауыр»  бөлшектерге  немесе  бариондарға  (грек  сөзі  barys-  ауыр)  протон 

мен нейтрон. 

Аралық  тыныштық  массасы  бар  бөлшектреді  мезондар ( грек  сөзі  mesos–

орташа) жатады. 

Ал фотондар тыныштық массасы нолге тең ерекше бөлшек. 

Зерттеулердің нәтижесінде ұсақ бөлшектре ашылды. 



Электрон мен позитрон бір –бірінен электр зарядтарының таңбасы арқылы 

айырылады. Ал зарядтардың шамасы модуль жағынан өзара тең. Олар өзара 

әсерлескенде екі гамма квантына айналып  аннигиляцияланады.  

 

Электронды–позитрондық  қосағының  пайда  болуы  гамма  квантының  зат 



арқылы өткен кезде жасалады. 

 

Барлық кварктар – фермиондар жартылай спинді. 



Олардың бариондық зарыды 1/3. 

Электр зарядының модулі Ѕ немесе 2/3. 

Әр бір кварктің өзінің анти кваркі бар. 

Олр бір–бірінен зарядтардың таңбалары арқылы айырылады. 

 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары 



1. Физика мен астрофизиканың осы заманғы негізгі мәселелері туралы 

түсінік. 



 

 

4.Машықтану (семинарлық) сабақтарды өткізудің әдістемелік нұсқаулары 

Сабақ 1. 

Тақырып. 1.2. Геометриялы оптика (1/1/1 сағ).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Шағылу және сыну заңдары. Ферма ұстанымы. 



2.

 

Толық ішкі шағылу шарты. 



3.

 

Негізгі фотометрлік шамалар. 



4.

 

15.12[9], 15.15[9], 15.60 [9], 15.69[9]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Электромагниттік толқынтардың қасиеттері.  



2.

 

Электромагниттік энергия ағынының тығыздығы.Умов – Пойнтинг векторы.  



3.

 

Дипольдың толқын шығаруы. 



4.

 

№ 4.158; [8] 4.167[8]; 4.169[8]  



 

Сабақ 2. 

Тақырып. 1.3. Толқын интерференциясы. (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабағының жоспары. 

1.

 

Юнг тәжірибесі.  



2.

 

Жұқа қабыршақтардағы интерференция. 



3.

 

Ньютон сақинасы. 



4.

 

Бірдей қалыңдық жолағы. 



5.

 

Оптиканың жарықталынуы. 



5.

 

№ 16.5 —16.9; [9]. 



Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

4.

 



Уақытша және кеңістік когеренттілік. 

5.

 



Жарық толқынының шептік және амплитудалық бөлінуі. 

6.

 



 Интерферометрлер. 

7.

 



№№ 16.12; 16.14; 16.27[9] 

 

Сабақ 3. 



Тақырып. 1.4. Толқын дифракциясы (1/1/1 сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

4.

 

Бір саңылаудағы дифракция.  



5.

 

Тордағы дифракция. 



6.

 

Кеңістік торындағы дифракция. 



7.

 

№16.29; 16.36; 16.38; 16.41 [9]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

4.

 

Френел белдеулері. 



5.

 

Фраунгофер және Френель дифракцисы. 



6.

 

Векторлық диаграмма әдісі. 



7.

 

Дөңгелек саңылаудағы дифракция. 



8.

 

№ 16.30; 16.38; 16.42 [9]. 



Сабақ 4. 

Тақырып. 1.5. Жарық поляризациясы (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

4.

 

Брюстер заңы.. 



5.

 

Малюс заңы. 



6.

 

Қосарлана сыну. 



7.

 

Поляризация жазықтығының айналуы. 



8.

 

Жарықтың жұтылуы. Бугер заңы. 



9.

 

№.16.58;16.60;16.62 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

4.

 

Поляризацияланған  жарықты  талдау.  Жартылай  және  тортен  бір  толқын 



пластикасы. 

5.

 



Дисперсияның электрондық теориясы. 

6.

 



Дисперсиялық призма. 

7.

 



№ 5.157; 5.159; 5.162 [8]. 

 

Сабақ 5. 

Тақырып. 1.3. Кванттық физика (1/1/1 сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Жылулық сәуле шығару заңдылықтары .  



2.

 

Сыртқы фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі. 



3.

 

 Комптон. эффектісі 



4.

 

Сериалар формуллалары. 



5.

 

№№ 18.1; 18.15; 19.13; 19.24;20.22;20.29. [9]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

4.

 

 Рэлея-Джинса заңы. Ультракүлгін апаты. 



5.

 

Оптикалық пирометрия. Радиациалық, жарқырау және түстік температура  . 



6.

 

Атом құрылысы туралы эволюциялық көзқарас. 



7.

 

Сутегітәріздес атомдар. 



8.

 

№№ 5.178; 5.181; 5.194.  



 

Сабақ 6. 

Тақырып. 2.3. Корпускульдік-толқындық дуализм (1/-/-сағ.). 

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Де Бройль гипотезасы. Де Бройль толқын ұзындығын анықтау. 



2.

 

Гейзенбергтің анықталмаушылық қатынасы..  



3.

 

№ 19.34;19.36 [9]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Де Бройля толқындарының қасиеттері. 



2.

 

Де Бройль  және Гейзенбергтің ұстанымының тәжірибеде дәлелденуі. 



3.

 

 №№6.52; 6.63; 6.67 [8]. 



 

 

Сабақ 7. 

Тақырып. 2.4.  Шредингердің  уақыттық  және  стационарлық  теңдеулері  

(1/-/- сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Еркін бөлшектердің қозғалысы. 



2.

 

Кванттық  механикадағы гормониялық кванттық  осциллятор. 



3.

 

№ 6.76; 6.80; 7.83; 6.84 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Кванттық – механикалық 



және 

классикалық 

осцилляторлардың 

айырмашылықтары. 

2.

 

Гормониялық  кванттық    осциллятордың  энергиялық  деңгейлерінің 



энергияларының айырымы қандай? 

3.

 



Бөлшек «потенциалдық шұңқырдың түбінде» бола ала ма? 

4.

 



Еркін  бөлшектердің  қозғалысы  қандай  толқындық  функция  арқылы 

сипатталады? 

5.

 

№ 6.104; 6. 106 [8]. 



 

Сабақ 8. 

Тақырып. 1.3. Кванттық теориядағы сутегінің  атомы мен молекуласы  

(1/-/- сағ.) 

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 



1.

 

Кванттық механикадағы сутегінің  атомы. 



2.

 

Кванттық сандар. Паули ұстанымы.  



3.

 

Кеңістіктің  квантталуы.  Күрделі  атомдағы  элктрон  деңгейлерінің 



құрылымы. 

4.

 



№ 6.142; 6.147; 6.152 [8]. 

 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 



1.

 

Сутегі молекуласы. 



2.

 

Иондық және коваленттік байланыстар. 



3.

 

Екіатомдық молекуланың электрондық термасы. 



4.

 

№ 6.155; 6.156; 6.161 [8]. 



 

Сабақ 9 

Тақырып. 2.6. Кванттық электрониканың элементтері (1/-/- сағ.)

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Тұтқиыл және еріксіз сәуле шығару. 



2.

 

Лазер  сәулесінің  қасиеттері.  Лазер  сәулесінің  сәуленің  басқа  түрлерінен 



айырмашылығы.  

3.

 



Оптикалық резонатор. 

4.

 



№ 6.173 —6,177 [8]. 

 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 



1.

 

Гелий-неондық және рубиндік лазерларының жұмыс істеу әдістері.  



Сабақ 10. 

Тақырып. 2.7. Кванттық статистика (1/-/- сағ.). 

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Ферми-Дирак статистикасы. Фермиондардың қасиеттері. 



2.

 

Бозе-Эйнштейн статистикасы. Бозонодар қасиеттері. 



3.

 

Ферми-газдың  бозе-газдан айырмашылығы. 



4.

 

№ 6.178; 6.179; 6.182 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Нернст  теоремасы және оның салдары. 



2.

 

Кванттық статистиканың классикалық статистикадан айырмашылығы неде? 



3.

 

№ 6.155; 6.156; 6.161 [8]. 



 

Сабақ 11. 

Тақырып. 2.8. Қатты денелер физикасы  (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Моно- және поликристалдар. Изотроптылық және анизотроптылық. 



2.

 

Кристалл торларының түрлері. Браве торы. 



3.

 

Кристалл  торларының  жылу  сиымдылығы  туралы  кванттық  және 



классикалық теориялар. 

4.

 



Фонондар және олардың қасиеттері. 

5.

 



№ 6.188; 6.190 [8]. 

 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Дюлонг-Пти заңы және оның қолданылу шегі. 



2.

 

Джозефсон эффектісі. 



3.

 

№ 6.191; 6.192;  [8]. 



 

Сабақ 12. 

Тақырып. 2.8. Белдеулер теориясының элементтері (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Адиабаталық жуықтау және өздік келісім өрісінің жуықтауы.  



2.

 

Белдеулер  теориясындағы  металдар,  диэлектриктер  және  жартылай 



өткізгіштер. 

3.

 



№ 6.195; 6.200; 6.205[8]. 

 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 



1.

 

Квазибөлшектер ток тасымалдаушылар ретінде. 



2.

 

Электрөткізгіштіктің 



кванттық 

және 


классикалық 

теорияларының 

айырмашылықтары. 

3.

 



Экситон дегеніміз не? 

4.

 



Өздік өткізгіштік құбылысы 

5.

 



№ 6.196; 6.198;  [8]. 

 

Сабақ 13. 



Тақырып. 2.8. Ферромагнетиктер (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Ферромагнетиктердің магниттелуі. 



2.

 

Кюри температурасы. 



3.

 

№ 6.212 — 6.216 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Ферро- и антиферромагнетиктерге кванттық тұрғыдан көзқарас. 



2. Ферриттер. Құрылысы.  

2.

 

Магниттік материалдардың техникада қолданылуы. 



  

Сабақ 14. 

Тақырып. 3.1. Атомдық ядро (1/1/1 сағ.). 

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Альфа- и бета- ыдырау заңдылықтарын түсіндіру. 



2.

 

Нейтриндер және антинейтриндер. 



3.

 

Радиоактивті бөлінудің заңдылықтары.  



4.

 

Байланыс энергиясы. Маса ақауы 



5.

 

Ядеролық реакциялар. Бөліну және синтездеу реакциялары. 



6.

 

№ 7.12; 7.14; 7.17 ; 7.33 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 



1.

 

Ядеролық реакторлар. 



2.

 

Ядеролық энергияның мәселелері. 



3.

 

№ 7.50; 7.58; 7.67; 7.76; 7.87 [8]. 



 

Сабақ 15. 

Тақырып. 3.2  Элементар бөлшектер. (1/-/-  сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 

1.

 

Элементар бөлшектерді жіктеу 



2.

 

Элементар бөлшектердің өзараәсерлесуі.Сақталу заңы. 



3.

 

№ 7.96; 7.102; 7.114 [8]. 



 

Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 

1.

 

Осы заманғы физика мен астрофизиканың негізгі мәселелері. 



2.

 

№№ 7.97; 7.119; 7.123 [8]. 



 

5 Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқалар 

 

№ 64 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС     (2/1/1 сағ) 

Сыртқы фотоэффект құбылысын зерделеу 

Фотоэффект.  

Жұмысты орындау тәртібі: 

Вакуумдық фотоэлементтің вольтамперлік сипаттамасын анықтау 

1. K ауыстырып қосқышты I – жағдайға қоямыз.Т

тумблері арқылы Ш шамын 



тізбекке қосамыз. 

2.  Р  реостат  арқылы  шамды  максимал  қызуына  қоямыз  /фотоэлементке 

максимал жарық ағыны Ф

1

 түседі/. 



3. Потенциометр арқылы кернеуді U = 0 қоямыз. Микроамперметрмен фототок 

күшін өлшейміз. 

 

 


 4.  Потенциометр  арқылы  кернеуді I вольтқа  көтере  отырып,  фототок  күшінің 

мәнін 1-кестеге жазамыз. 

5.  Потенциометрдің  жылжыма  тұтқасын  жылжыту  арқылы  кернеуді U=0 

қоямыз. 


 

К ауыстырып қосқышты II-жағдайға қоямыз. 

6.  Фотоэлементтегі  теріс  кернеуді  көбейтіп  фототок I=0 кезіндегі  тежеуші 

кернеуді U

т 

анықтап, мәнін теріс таңбасымен 1-кестеге жазамыз. 



7.  Р  реостат  арқылы  жарық  ағынын  кемітіп,  Ф

2

 , Ф



жарық  ағындары  мәніне 

сәйкес тәжірибені  /2-6 пункт бойынша/ қайталаймыз. 

8. Кестеде берілгенге сүйене отырып фототок күшінің I кернеуге U тәуелдігінің 

графигін саламыз. 

 

1 кесте 



 



 

 

 



 

 

 



 

е 



Ф

кест



 



 

 

 



 

 

 



 



 

 

 



 

 

 



Ф



 

 



 

 

 



 

 



 

 



 

 

 



 

 

Ф





 

 

 



 

 

 



 

  

Электронның шығу жұмысы мен фотоэффектінің қызыл шегін анықтау 



 

1.  К  ауыстырып  қосқышты II – жағдайға  қоямыз.  Р  реостат  арқылы  шамды 

максимал қызуына қоямыз. 

т 

табамыз. 



әжірибені  әртүрлі  жарық  сүзгісі  үшін  қайталаймыз,  берілгенді 2 – кестеге 

азамыз. 


2.  Фотоэлементтегі  теріс  кернеуді  көбейтіп  фототок I=0 кезіндегі  тежеуші 

кернеуді U

Т

ж


 

 

 



 

2- кесте  

 

λ 

U



т 

W



шығ 

 

max 



 

max 


 λ 

max 


А

λ



λ

Δ

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

. Тәжірибе бойынша электронның максимал энергиясын: 



к 

 = е U



т;

 

 



     

     электронның шығу жұмы

 

               



     фотоэффектінің қызыл шегін

мыз: 


 

λ

max 



 = hc/ А

шығ 

3

сын: 



А

шығ 

 = hc/ λ – e U

т 

 және 


 есептеп шығара

      


Бақылау сұрақтары 

1.

 



Фотоэффект құбылысы дегеніміз не? Оның қандай түрлері бар? 

2.

 

Фотоэффектінің заңдары қандай? 



3.

 

Толқын ұзындығы мен фотонның жиілігі өзара қалай байланысты? 



4.

 

Фотоэффект үшін жазылған Эйнштейн теңдеуін жазып түсіндір. 



5.

 

Фотоэффектінің қызыл шегі дегеніміз не және ол қандай шамаларға тәуелді? 



7.

 

сы  жұмыстағы  фотоэффектінің  қызыл  шегін  анықтау  қандай  әдіске 



негізделген? 

нған әдебиеттер 

  Физматгиз, 1959. 

2.

 

рофимогва Т.И. Курс Физики. М.: Высш. шк. 1985. 299с. 



ім, 1994. 258-261 бет 

да болуының себептері, түрлері. 

теңдеуі  қандай 

гелі заңға сүйеніп жазылған? 

3.

 

 мысалдары. 



 (2/-/- САҒ ) 

Гелий-Неон ( Не-Ne) лазерінің ерекшелігін зерттеу 

Лазердің

олекула өзінің осы беймаза күйінен энергиясы төмен 

деңгейдегі  күйіне  өз  ырқымен  тосынан  /спонтанно/  және  еріксіз  /вынужденно/ 

6.

 



Фотоэлектронның  ең  үлкен  (максималды)  энергиясы  қандай  шамаларға 

тәуелді? 

О

 

 

Пайдала

1.

 



Фриш  С.Э.,  Тиморева  А.В.  Курс  общей  физики.  Т.З.  М.:

367с. 


Т

3.

 



Абдуллаев Ж. Физика курсы. Алматы: Біл

 

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары: 

 

1.

 



Фотоэффект құбылысының пай

2.

 



Сыртқы  фотоэффект  құбылысы  үшін  жазылған  эйнштейн 

ір

Фотоэффект құбылыстары техникада пайдалану



 

№ 65 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

 жұмыс істеу принципі 

 

Егер  зат  энергияны  жұтса  /мысалы,  фотонды/,  онда  оның  атомы  мен 

молекулалары  өз  бойына  артық  энергияны  жинап  беймаза  күйге  түседі    /1а-

сурет/. Атом, ион немесе м



ау

лад ,  ауысу  к зінде шығ

жиілігі  мына 

а 

анықталады       ( 1-сурет): 



         

2



1

 , 

 

 

 

               

(1)


 

мұнда:  

 - сәуленің тербеліс жиілігі; 

 

Бұ

к



ромагниттік  өрістің  квантына  қосарлана 

ғады. Өз ырқымен тосынан сәуле шығару квантының 

бағыты  кезкелген  жаққа  бағыталса,  еріксіз  сәуле  шығару  квантының 

бағыты сыртқы электромагниттік өріс квантының бағытына сәйкес келеді 

/1,в-сурет/  және  сыртқы  сәуле  кванты  мен  еріксіз  шыққан  сәуле 

квантының тербелістерінің  

/ кванттың жұтылуы 

/ тосын сәуле шығару 

/ еріксіз сәуле шығару 

ыса  а


ы

е

 



арған  сәуле 

өрнек  бойынш

 

 

 

 

 

 һ

һ- Планк тұрақтысы; 

Е2, Е1 - атомның энергиялық деңгейлері; 

һ

 - квант энергиясы. 



л  энергиялық  деңгейлердің  арасындағы  ауысу  езінде  атомға  сыртқы 

ортадан  әсер  еткен  элект

қосымша квант шы

а

 



 

 

 



 

 

б



 

 

 



hv 

 

в



 

 

 



hv 

 

 



 

 

 



       hv 

hv


 

 

 



       

  

 



          

 

 



фазасы

-

 



энергиясы Е

і

 , мазасызданбаған атом 



 

-

 



 энергиясы Е

і

 , беймаза атом 



 

 

1 - сурет 



, поляризациясы және жиіліктері бірдей, яғни екі квант бір-біріне толық 

 болады. Сыртқы электромагниттік сәуленің әсерінен атомның энергиясы 

тек жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге ғана ауысып қоймайды, сонымен қатар 

төменгі  деңгейден  энергиясы  жоғарғы  деңгейге  де  ауыса  алады,  тек  соңғы 

жағдайда квант жұтылады. 

Квант  энергиясы

ұқсас

н  шығаратын  ауысулар  мол  болуы  үшін  энергиялық 



деңге

 

алардың 



саны көп болуы шарт. 

Термодинамикалық  тепе  теңдік  кезінде  молекулаларды  олардың 

энергиялық күйіне қарай жіктеу Больцман заңы бойынша атқарылады. 

=N

0



e

-E/kT 


,                                                     (2) 

 


Каталог: fulltext -> UMKDP -> Fizika
Fizika -> Бекітемін Ғылыми кеңес төрағасы, ректор, ҚР ҰҒА академигі
UMKDP -> Кафедра меңгерушісі Тутанов С.Қ. 2009 ж
UMKDP -> ОҚытушы пəнінің ОҚУ-Əдістемелік кешені
UMKDP -> Жер асты кешендері құрылысының технологиясы
UMKDP -> А. Н. Данияров атындағы өнеркәсіптік көлік кафедрасы
UMKDP -> ОҚытушы пәнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
Fizika -> ОҚытушы пәнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
Fizika -> Физика кафедрасының доценті физ-мат.ғылымының канд. Маженов Н. А
Fizika -> Аға оқытушы Бимбетова Г. М., аға оқытушы Сыздыков А.Қ
Fizika -> Энергетика, байланыс және автоматтандыру факультеті

жүктеу 0.88 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет