4.6 Масса мен энергияның өзара байланыс заңдылығы

 

Дененің толық энергиясы деп аталатын   шамасын қарастырайық

         

         .                                             (4.14)

        

Дененің толық энергиясы оң шама және тыныштық күйде ол нөлге тең емес.     кездегі дененің толық энергиясы   тыныштық энергиясы деп аталады

     

                                                     .                                                     (4.15)                      

(4.15) формуласы дененің тыныштық энергиясы мен оның массасы арасындағы өзара байланысты орнықтырады. Кез келген денеде масса мен энергияның   бір-біріне пропорционал болатындығын көрсетеді. Дененің тыныштық энергиясының әрбір өзгерісі оның массасының пропорционалдық өзгерісін тудырады.

         Қозғалыс энергиясы, яғни кинетикалық энергия да - толық энергияның бір бөлігі. Сондықтан дененің кинетикалық энергиясы толық энергия мен тыныштық энергиясының айырмасы ретінде анықталады

                                            .                              (4.16)                                      

        

         Энергия мен импульс бір-бірінен бөліп қарастырғанда салыстырмалы, яғни әртүрлі санақ жүйелерінде мәндері әртүрлі болады.  Бірақ  біріккен комбинациясы түрінде олар Лоренц түрлендіруіне қатысты инвариантты болатын бөлшек күйінің абсолютті сипатамасын береді. Осы шаманың инвариантты болуына байланысты импульс пен энергияның релятивистік өзара байланысы шығады: бір инерциялық санақ жүйесінен екінші инерциялық санақ жүйесіне көшкенде бөлшектің импульсі мен энергиясы  комбинациясы сақталып қалатындай болып өзгереді.

 

№5 дәріс. Статистикалық таралулар

 

         Дәрістің мақсаты:

        статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістерінің маңыздылығын анықтау;

                   классикалық статистикалық физиканың негізгі заңдарын оқып үйрену.

 

5.1 Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері

 

Статистикалық физика және термодинамика – макроскопиялық физикалық жүйелердің ортақ қасиеттерін зерттейтін бір-бірімен сабақтас физиканың бөлімдері.

         Ең абсолютті сенімді принцип болып саналатын термодинамика бастамалары негізінде тәжірибелерде тікелей өлшенетін шамалармен (макроскопиялық параметрлер: көлем, температура, қысым және т.б.) сипатталатын материялық денелердің қасиеттерін зерттеу термодинамиканың негізгі тапсырмасы болып табылады. Бұл жағдайда заттың құрылымы жөнінде ешқандай модельдік көріністер қарастырылмайды. Термодинамиканың күші термодинамика бастамалары қаншалықты сенімді болып табылса, оның қорытындыларының сондай дәрежеде болуында.

          Статистикалық физика макроденелердің құрылымы жөніндегі атом-молекулалық көрініс моделі (мысалы, идеал газ моделі) және математикалық статистикаға негізделген. Макрожүйелердің қасиеті жүйені құрайтын бөлшектердің қасиеті бойынша, олардың қозғалысының ерекшеліктері және осы бөлшектердің динамикалық сипаттамаларының (энергия,жылдамдық және т.б.) орташа мәндері бойынша анықталады. Статистикалық физика орташа шамаларды есептеу әдістерін және олардың көмегімен жүйенің макропараметрлерін анықтауға үлкен мүмкіндік береді. Молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі осындай жолмен алынған

                             ,                                                         (5.1)

мұндағы  p – газдың қысымы;

         n – бірлік көлемдегі газ молекулаларының саны (молекула концентрациясы);      

        – молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа энергиясы.

         Бұл екі әдістің өзіндік жетістіктері де, кемшіліктері де бар. Оларды үйлестіре қолдану дәл және сенімді нәтиже береді.