- •Жалпы физика курсы
- •Алматы, 2007
- •Студенттерге арналған пән бағдарламасы – syllabus. Оқу мерзімі- 4 жыл Академиялық дәрежесі- бакалавр
- •1 Кесте
- •Дәрістік, практикалық және зертханалық оқулардың тақырыптары, оқуды, рейтингті өткізу кестесі:
- •Практикалық оқулардың тақырыптары:
- •Кафедрада жасалатын зертханалық жұмыстардың тізімі Механика және молекулалық физика
- •Электр және магнетизм
- •Оптика және атомдық физика
- •Әдебиеттер тізімі:
- •Студенттер үшін жадынама
- •I тарау. Механика.
- •§1. Дәріс сабағының конспектілері.
- •Механикадағы абстрактылы шамалар.
- •Кинематика
- •Қозғалыстың жалпы түрлері
- •Санақ жүйесі. Траектория, жол, орын ауыстыру векторы.
- •Жылдамдық, үдеу
- •Орташа жылдамдық векторы радиус-векторының уақыт интервалына қатынасын айтады:
- •Айналмалы қозғалыстың кинематикасы.
- •Ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстарды салыстыру
- •Материалдық нүктенің динамикасы
- •Ньютонның бірінші заңы.
- •2.2. Ньютонның екінші заңы.
- •2.2.1 Масса
- •2.2.3 Импульс.
- •Ньютонның екінші заңы.
- •Әсер етуші күштердің тәуелсіздік заңы.
- •3.2 Эйнштейн постулаттары.
- •3.3 Лоренц түрлендіруі
- •3.4 Релятивистік динамикадағы негізгі теңдеулер
- •4. Механикадағы күштер.
- •41 Ауырлық күші және салмақ
- •4.2 Үйкеліс күші
- •4.3 Серпімді күштер
- •5. Механикалық жұмыс
- •6. Энергия.
- •6.1 Кинетикалық энергия.
- •6.2 Потенциалдық энергия.
- •6.3 Энергияның сақталу заңы.
- •7. Механизмдердің пайдалы әсер коэффициенті.
- •Массасы барлық көлемге бірдей орналасқан және дұрыс геометриялық
- •Айналмалы қатты дененің динамикасының негізгі теңдеуі.
- •Импульс моменті және сақталу заңдары.
- •Дененің ілгерлемелі қозғалысы мен қатты дененің айналмалы қозғалысын салыстырайық:
- •Қатты дененің деформациясы.
- •Бүкіләлемдік тартылыс заңы.
- •Сұйықтың ағын сызықтары мен ағын түтіктері.
- •Бернулли теңдеуі
- •Тұтқырлық
- •Ағынның түрлері
- •Стокс заңы.
- •. Пуазейль заңы.
- •Механика бөлімі бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі
- •§2. Физикалық есептерді шығару алгоритмі
- •§3. Механика бөлімі бойынша мысал есептер.
- •§4. Студенттердің өз бетінше шығаруына арналған есептер.
- •Механика бойынша есептер шығаруда қолданылатын әдебиеттер:
- •§5. Жалпы физика курсы бойынша лабораториялық жұмыстарды істеу алгоритмі
- •§6. Физикалық тәжірибелердің негізгі түсініктері
- •Математикалық маятниктің тербеліс заңдарын зерттеу.
- •Тәжірибе қондырғысы.
- •Өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу.
- •Механика бөлімі бойынша виртуалдық тұрғыда жасалатын жұмыстар тізімі.
- •Лабораториялық жұмыстар бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі.
- •§7. Механика бөлімі бойынша өз бетінше дайындық ретінде берілген тест сұрақтары.
- •Молекулалық физика және термодинамика Идеал газдардың молекулалық–кинетикалық теориясы
- •§8. Дәріс сабағының конспектілері.
- •Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері:
- •Термодинамикалық жүйе.
- •Температура.
- •Идеал газ.
- •Бойль – Мариотт заңы
- •Авогадро заңы.
- •6. Дальтон заңы.
- •Температураның термодинамикалық шкаласында
- •8. Идеал газ күйінің теңдеуі.
- •Идеал газдардың молекулалық – кинетикалық теориясындағы негізгі теңдеу
- •Идеал газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығы:
- •Идеал газ молекулаларының жылдамдығы бойынша таралуы туралы Максвелл заңы.
- •17. Молекулалардың орташа еркін жүру жолы.
- •18. Молекулалық- кинетикалық теорияны дәлелдейтін тәжірбиелер.
- •19. Тасымал құбылысы.
- •20. Жылу өткізгіштік.
- •21. Диффузия
- •22. Ішкі үйкеліс (тұтқырлық).
- •Термодинамика жүйесіндегі ішкі энергия.
- •Еркіндік дәрежесінің саны.
- •Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның бірқалыпты таралуына арналған Больцман заңы.
- •26. Термодинамиканың 1-ші бастамасы.
- •27. Ұлғаю кезіндегі газдың жұмысы.
- •28. Жылусыйымдылық.
- •Тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылық.
- •Тұрақты қысымдағы молярлы жылу сыйымдылық. Майер теңдеуі.
- •35. Адиабаталық процестегі газдың жұмысы.
- •37. Айналмалы процесі. (цикл)
- •38. Айнымалы процесс үшін пәк
- •39. Қайтымды және қайтымсыз процестер.
- •40.Энтропия.
- •41. Энтропияның өзгеруі.
- •42. Энтропияны статистикалық тұрғыдан түсіндіру.
- •43.Энтропияның өсу принципі.
- •44.Термодинамиканың екінші бастамасы.
- •45. Термодинамиканың үшінші бастамасы:
- •46. Жылулық двигательдер және тоңазытқыш машиналар.
- •Двигательдің термиалық пәк-і.
- •47. Карно теоремасы.
- •48. Карно циклы.
- •50. Реал газдардың изотермалары.
- •51. Реал газдың ішкі энергиясы.
- •52. Сұйықтар және олардың сипаттары.
- •53. Беттік тартылу.
- •Қатты денеге жұғылатын сұйықтық деп шеттік бұрышы үшкір болған
- •55. Сұйықтықтың қисық бетінің қысымы.
- •56. Капилярлық құбылыс.
- •57. Кристалдық және аморфты қатты денелер.
- •58. Кристалдардың типтері.
- •59. Кристалдардағы ақаулар.
- •60. Қатты денелердің жылу сыйымдылығы.
- •61. Агрегаттық күйдің өзгерісі.
- •62.Фазалық ауысулар.
- •63. Диаграммалық күй.
- •64. Клапейрон - Клаузиус теңдеуі.
- •65. Күй диаграммасын талдау.
- •Молекулалық физика бойынша әдебиеттер тізімі.
- •§9. Есептерді шығару мысалы.
- •§10. Студенттердің өз бетінше шығаруға ұсынылған есептер.
- •Молекулалық физика бойынша есептер шығаруда қолданылатын әдебиеттер:
- •§11. Сұйықтың беттік керілу коэффициентін анықтау.
- •Теориялық кіріспе.
- •Эксперименттік қондырғы.
- •Экспериментті жүргізу.
- •Нәтижелерді өңдеу.
- •Бақылау сұрақтары
- •Молекулалық физика және термодинамика бөлімі бойынша кафедрадағы лабораториялық жұмыстар тізімі:
- •Молекулалық физика бойынша компьютерлік жұмыстар тізімі
- •Лабораториялық жұмыстар бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі.
- •§12. Молекулалық физика және термодинамика бөлімі бойынша тест сұрақтары
- •Мазмұны
Молекулалық физика және термодинамика Идеал газдардың молекулалық–кинетикалық теориясы
§8. Дәріс сабағының конспектілері.
Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері:
Физика бөлімдері болып табылатын Молекулалық физика және термодинамикада денелердің құрылымы, олардың қасиеттері, бөлшектердің арасындағы әсерлесу, денелердің ішкі құрылымдары және бөлшектер қозғалысының сипаттамалары оқылады. Жүйенің макроскопиялық физикалық қасиеттерін зерттеу үшін атомдар және молекула ішінде үлкен сандар құрамында бірін – бірі өзара толықтыратын және әртүрлі 2 әдіс қолданылады. Олар статистикалық (немесе молекулалық - кинетикалық) және термодинамикалық әдістер. Статистикалық әдіс – бұл үлкен сандағы бөлшектік жүйелерді зерттеу немесе орташа (орташалау) және статистикалық заңдармен сипаттамалардың физикалық шамалармен барлық жүйеде мәндерін көрсету.
Бұл әдіс молекулалық физикада – хаостық үздіксіз қозғалыста молекулада және ионда пайда болып, атомнан құралып барлық дене сонда тіркеліп молекулалық – кинетикалық көріністерден шығып заттың қасиетін және құрамын зерттейді.Ары қарай «молекула» терминін қолданамыз, бұл заттың (элемент) ең аз құрылымының бірлігі ретінде қолданылады.
Термодинамикалық әдіс – зерттелетін дененің ішкі құрылымын, әр бөлшектің қозғалыс ерекшеліктерін ескермейтін, энергияның түрлі – түрлі өзгерістері кезінде, көп бөлшектерден тұратын жүйені бүтін күйіндегі жағдайын білдіретін шамалармен жұмыс жасайтын жүйелерді зерттеу әдісі.
Бұл әдіс физиканың бір бөлігі - термодинамиканың негізі болып табылады – ол термодинамикалық тепе – теңдік күйден макроскопиялық жүйелердің жалпы қасиеттерін және осы күйлердің арасындағы ауысу процесстерін зерттейді.
Термодинамикалық жүйе.
Термодинамика - сыртқы ортамен, макроскопиялық денелермен, басқа
денелермен өзінің арасында энергия ауысып және әсерлесіп, термодинамикалық жүйемен жұмыс жасайды.
Жабық жүйе – сыртқы ортамен зат және энергия ауыспайтын термодинамикалық жүйе.
Термодинамикалық әдістің негізі – термодинамикалық жүйенің күйін анықтау.
Жүйенің күйі термодинамикалық параметрлермен беріледі, (күй параметрлері), ол – термодинамикалық жүйенің қасиетін көрсететін физикалық шаманың мәндері. Күй параметрлері ретінде әдетте температура, қысым және көлем алынады.
Жүйе күйінің параметрлері өзгере алады. Термодинамикалық жүйедегі кез келген өзгеріс термодинамикалық параметрлердің біреуінің өзгерісімен байланысты болады.Осы термодинамикалық процесс деп аталады. Егер де берілген жүйе үшін сыртқы жағдайлар өзгермесе және жүйелік күй уақыт бойынша өзгермесе, онда бұл жүйе термодинамикалық тепе – теңдікте болады.
Температура.
Температура – физикада негізгі роль атқаратын шама.
Температура – физикалық шама, термодинамикалық тепе – теңдіктің макроскопиялық жүйесін сипаттайды және жылулық алмасудың бағытын анықтайды.
Қазіргі уақытта 2 температуралық шкала қолданылады. Халықаралық тәжірибелік шкала (Цельсий шкаласы) Цельсий (00С) градуста 2 реперлік нүктеде градусталған –1,013*105Па қысымда судың қатуы және қайнауы, 00С және 1000С шамада қолданылады.
Термодинамикалық температуралық шкала (Кельвин шкаласы) Кельвин (К) градуста градусталған, бір реперлік нүктеде анықталады, судың үштік нүктесінде бұл температурада мұз, су және қаныққан бу 609Па қысымда термодинамикалық тепе – теңдікте болады. Осы температуралық нүкте 276,16К – ге тең деп алынады.
Температура Т= 0К кельвин ноль деп аталады.
Термодинамикалық температура (Т) және халықаралық
тәжірибелік температура (t) мына теңдеу арқылы байланысады:
Т = 273,15+t
Қалыпты жағдай: T0 = 273.15K = 00C, P0 = 101325Па