16)Кванттік механика мен статистикалық механиканың негізгі концепциялары

Кванттық механика, толқындық механика бұл микробөлшектердің (элементар бөлшектердің, атомдардың, молекулалардың, атом ядроларының) және олардың жүйелерінің (мысалы, кристаллдардың) қозғалу заңдылықтарын анықтайтын, сондай-ақ, бөлшектер мен жүйелерді сипаттайтын физикалық шамаларды макроскопиялық тәжірибеде тікелей өлшен

етін шамалармен байланыстыратын теория.Ол өрістің кванттық теориясында, кванттық химияда, кванттық статистикада, т.б. қолданылады. Кванттық механика бейрелятивистік (жарық жылдамдығымен салыстырғанда төмен жылдамдықтағы с) және релятивистік (жарық жылдамдығымен салыстыруға болатын жоғары жылдамдықтағы с) болып бөлінеді.Бейрелятивистік кванттық механика (өзінің қолданылу аймағындағы Ньютон механикасы сияқты) – толық аяқталған, қайшылықтары жоқ, өз саласында кез келген есептерді шешуге мүмкіндігі бар теория. Керісінше, релятивистік кванттық механиканы мұндай теория қатарына жатқызуға болмайды. Классикалық механика кванттық механиканың жуықталған дербес түрі болып саналады.

Кванттық механиканың негізнің концепцияларын түсіндіру үшін, ең алдымен, оның негізгі ұғымдарына тоқталайық.Кванттық механиканың тағы бір ережесі ретінде, мына сөйлемді алуға болады:

«Кванттық механика-теориялық механиканың іс-әрекеттердің Планк тұрақтысымен слыстыруға келетін физикалық құбылыстарды сипаттайтын бөлімі». Яғни негізгі ұғым ретінде алдымен Планк тұрақтысына тоқталу қажет. Планк тұрақтысы — әсерлерінің сипаты үздікті болатын көптеген физикалық құбылыстарды анықтайтын түбегейлі физикалық тұрақты. Планк тұрақтысы  таңбасыменбелгіленеді. Бұл әмбебап тұрақтыны 1900 ж абсолюттық қара дененің сәуле шығару спектріндегі энергияның таралу заңдылықтарын зерттеу кезінде неміс физигі М.Планк енгізген. Оның ең дәлірек мәні Джозефсон эффектісі арқылы анықталған.  і=(6,6261960,000050)*10-34 дәрежесі Дж*с.

Келесі термин Гейзенбергтің белгісіздік принципі болмақ. Белгісіздік приципі мәні- элементар бөлшектердің орналасуын анықтаудың мүмкін еместігі болып табылады. Макроәлемде дененің орналасуы мен жылдамдығын анықтау барысында біз оған әсер етпейміз, яғни біз дененің жылдамдығы мен коррдтнаталарын нөлдік белгісіздік нақтылығымен анықтай аламыз. Ал кванттық құбылыстар әлемінде кез келген өлшеу процесі жүйеге әсер етеді. Бөлшектің орналасуын өлшеу фактісінің өзі оның жылдамдығының болжанбайтын өзгерісіне әкеп соғады.

17)Кеністік пен уақыт, материя туралы а.Эйнштейннің ілімі

Эйнштейн кеңiстiк, уақыт және материя туралы түсiнiктi түбегейлi түрде өзгертiп салыстырмалылықтың арнайы және жалпы теориясын құрды.Жалпы, салыстырмалылық теориясы бұл кез келген дененің төрт өлшемді уақыт континуумында орналасуы болып табылады. Бұл дегеніміз х,у, z координаталарынан басқа «уақыт» өлшемнің енгізілуі болып табылады.Салыстырмалылықтың жалпы және арнайы теорияларына жеке-жеке тоқталар болсақ. Жалпы салыстырмалылық теориясында кеңістік- уақыт қатынастарының материалдық процестерге қатысының жаңа жақтары ашылды. Жалпы салыстырмалылық теориясы инерциялық және гра-витациялық массалардың эквиваленттік принципінен шығады. Атап айтқанда, массалардың эквиваленттік принципінің негізінде салыстырмалылық принципі қалыптасты, ол жалпы салыстырмалылық теориясында табиғат заңдарының инварианттылығын бекітті.

Салыстырмалылық теориясы кеңістіктің ауырлық күшінің әсерінен майысатындығын және уақыт барысының күшті гравитациялық өрістерде баяулайтыкын анықтады.Жалпы салыстырмалылық теориясының фантастикалық болжамдарының бірі - өте күшті тартылыс өрісінде уақыттың толық тоқтайтындығы туралы. Тартылыс күші артқан сайын уақыттың баяулауы да күшейе түседі. Уақыттың баяулауы жарықтың гравитациялық қызыл орын ауыстыруы арқылы байқалады да, толқындар үзындығы артқан сайын оның жиілігі азая береді. Белгілі бір жағдайда толқын үзындығы шексіздікке, ал жиілігі нөлге ұмтылады.Салыстырмалылық теориясы уақыт пен кеңістіктің бірлігін көрсетті, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік контимуум туралы түсінік қалыптасты.

Салыстырмалылық теориясы масса мен энергияны e=mc2 қатынасымен байланыстырды, мұнда С - жарық жылдамдығы.

Салыстырмалылық теориясында екі заң - зат массасының және энергиясының сақталуы заңдары бірігіп, энергия және зат массасының сақталуы деген бір заңға айналды.Ал арнайы салыстырмалылық теориясы бұл- вакуумда жарық жылдамдығынан аз, соның ішінде жарық жылдамдығына жақын жағдайдағы қозғалысты, механика заңдарын, кеңістіктік-уақыт қатынасындағы әртүрлі қозғалыс жылдамдықтарын сипаттайтын теория. Арнайы салыстырмалық теория шеңберінде Ньютонның классикалық механика теориясы төмен жылдамдықтардың жақындасуы болып табылады. Гравитациялық өрістегі арнайы теорияның жалпылануы жалпы салыстырмалық теориясы деп аталады. Арнайы салыстырмалық теориямен сипатталатын физикалық процестердің классикалық механика болжамдарынан ауытқуы релятивистік эффекті деген атауға ие, ал мұндай эффектілер жүзеге асатын жылдамдықтар релятивтік жылдамдық деп аталады. Арнайы салыстырмалық теориясының классикалық механикадан негізгі айырмашылығы кеңістіктік және уақыт сипаттамаларының жылдамдыққа тәуелдәлігі болып табылады. Өзiнiң теориясына Эйнштейн 2 постулатты енгiздi: Галилейдiң салыстырмалы механикалық принципiнiң жалпыламасы болатын салыстырмалылықтың арнайы принципi және вакуумдегi жарық жылдамдығының тұрақтылық принципi. Сол теориясының негiзiнде 1905 ж. масса мен энергияның байланыс заңын ашты. Эйнштейн кванттық теорияны құруға да маңызды роль атқарды. Егер 1900 ж. Макс Планк материалды осциллятордың энергиясын ғана кванттаса, ал Эйнштейн 1905 ж. жарықтық сәуле шығаруды, жарық квантының немесе фотондардың ағыны деп қарастырып, кванттық, дискреттiк құрылымын зерттедi. Жарықтың кванттық теориясының негiзiнде фотоэффект құбылысын түсiндiрдi.

Аталмыш кеңістік пен уақыт, материя туралы Эйнштейн ілімді қарастыру барысында, алдымен бұл ілімде қолданылатын негізгі термин Лоренц өзгерісіне тоқталайық. Лоренц өзгерісі(преобразование) бұл псевдоэвклидтік кеңістіктегі өз ұзындығын, немесе соған эквивалентті вектордың скалярлық көбейтіндісін сақтайтын вектордың сызықтық өзгерісі болып табылады.

Лоренц өзгерісі физикада, әсіресе арнайы салыстырмалық теорияда кең қолданысқа ие, себебі АСТ-да аффинналық псевдоклидтік кеңістік орнында төрт өлшемді кеңістіктік-уақыт континуумы орын алған.