Лекция № 3 Атом құрылысы және электростатика элементтері

Электр өрісі тақырыбын оқытудың басты мақсаты мен маңызы сол оқушылар тақырыпты оқу нәтижесінде алғаш рет материяның екінші түрі болып табылатын өріс ұғымымен танысады.Тақырыпты оқу арқылы олардың диалектика – материалисттік көзқарасы кеңейе түседі.

Электростатикалық өріс ұғымымен оқушылардың танысуы электромагниттік өріс ұғымын енгізудің бірінші сатысы. Бұл бағытта оқушылар кейіннен магнгит өрісі, құйынды магнит өрісі , электромагниттік өріс ұғымдарын оқиды.Электр өрісі бұл өрістердің ішіндегі ең қарапайымы , оның көмегімен өрістің сипаттамалары жеңіл түсіндіріледі.Осы тақырыпта өріс жөніндегі білімнің негіз қаланып , әрі қарай ол дамытылады.

Электр заряды – массадағы кейінгі элементар бөлшектердің екінші маңызды сипаттамасы.Ол электродинамикадағы ең іргелі ұғымдардың бірі заряд ұғымы электродинамика курсын оқу барысында электромагниттік өріс ұғымымен бірге қалыптасады.

Денелерде зарядтың бар екендігі ерекше өқзара әсер арқылы білінеді.Оны электромагниттік өзара әсерлесу деп атайды.Қозғалмайтын зарядталған денелердің өзара әсерлесу сипаты кулондық болады да ,ал қозғалыстағы зарядтардың өзара әсерлесуі олардың салыстырмалы жылдамдықтарының модульі мен бағытына тікелей байланысты. Осыған орай электромагниттік өзара әсерлесу электрлік және магниттік өөзара әсерлесуден тұрады.Заряд денелердің электромагниттік өзара әсерлесуінің сандық және сапалық сипаттамасы.Зарядты өлшеудің әртүрлі тәсілдері бар.Физика курсын оқу барысында оқушылар олардың біразымен танысады.Миликен-Иоффе тәжірибесі , электромагниттік өріс Лоренц күші негізінде электронның меншікті зарядын анықтау, ток күші мен уақытпен өлшеуге байланысты әдіс , электрлеу құбылысына байланысты әдіс, электр зарядының табиғатын дискретті корпускулалық ,атомның табиғаттағы ең аз зарядтың мөлшерін элементар заряд деп атайды. Протон , электрон .Кез-келген дененің заряды элементар зарядтың бүтін санына тең

Заряд жөніндегі табиғи іргелі екі заң оқылуы тиіс: біріншісі электр зарядтарының өзара әсерлесуі жөніндегі Кулон заңы, екіншісі зарядтың сақталу заңы.

Оқушылар зарядтың тағы бір қасиетін білгені орынды, ол зарядтың абсолюттігі немесе заряд шамасының заряд тасушы бөлшектің жылдамдығына тәуелді болмауы , басқаша айтқанда санақ жүйесіне байланыссыздығы. Зарядтың бұл қасиетін зарядтың инвариантығы деп атайды, оны көптеген құбылыстар дәлелдейді , иондалмаған атомдар мен молекулалардың бейтараптығы, қызған металдардың зарядталмайтындығы.

Заряд ұғымдарымен бірге электродинамикадағы негізгі ұғымдардың бірі электромагниттік өріс ұғымы. Электромагниттік өріс материяның бір түрі , екіншісі зат.

Лекция № 5 Электромагниттік құбылыстар,Жарық құбылыстары

Оптика — физика ғылымының дербес салаларының бірі. Оптикада жарық пен рентген сәулелерінің табиғаты мен касиеттері және олардың затқа ететін әсерлері қарастырылады.

XVII ғасырдың аяқ кезінде жарықтың табиғаты жайында екі түрлі ғылыми түсінік болды. Олардың біреуі — жарықтың корпускулалық теориясы, екіншісі — жарықтың толқындық теориясы.

Жарықтың корпускулалық теориясын тұжырымды етіп баяндаған — ағылшынның атақты ғалымы И.НьютоН (1672 ж.) Бұл теория бойынша, жарық дегеніміз — жарқырауық денелерден ұшып шыққан жарық бөлшектерінің (корпускулалардың) ағыны. Ньютонша, жарық бөлшектері инерциязаңына лайық түзу сызық бойымен қозғалады, сондықтан жарық біртекті ортада тузудің бойымен таралады. Екі мөлдір ортаның шекарасында жарықтың сыну себебі жарық бөлшектері сындырушы ортаның бөлшектеріне тартылады, соның салдарынан бірінші ортадан екінші ортаға өткенде жарық бөлшектерінің жылдамдығы өзгереді, сонда бірінші ортадан гөрі екінші орта тығыздау болса, жарық бөлшектеріңің жылдамдығы артады. Демек, бірінші ортадағы жарық жылдамдығы екінші- ортадағы жарық жылдамдығынан ( -ден) кем болады. Корпускулалық теория бойынша жарықтың сыну көрсеткіші (n) жарықтың екінші ортадағы жылдамдығының бірінші ортадағы жылдамдығының қатынасына тең, яғни , мұндағы . Бірақ Ньютонның тұсында бұл қорытынды тәжірибе жүзінде тексерілген емес. Демек Ньютонның жарық сыну көрсеткіші жайындағы қорытындысы дұрыс емес. Бұл теорияның бұдан да басқа кемшіліктері бар. Сондықтан бұл теория кезінде жарықтың бірден-бір теориясы бола алмады. Сол кездің өзінде-ақ Голландия ғалымы X.Гюйгенс (1678 ж.) бірқатар дыбыс құбылыстары мен жарық құбылыстарын салыстыра отырып, жарықтың толқындық теориясын ұсынды. Бұл теория бойыиша жарық дегеніміз ерекше серпімді ортада (эфирде) таралатын толқындық процесс.

Толқындық бет жеткен әрбір нүкте элементар толқындардың дербес көзі болады; сол элементар толқындарды ораушы бет жаңа толқындық беттің орнын көрсетеді (Гюйгенс принципі). Толқындық беттерге тік жүргізілген түзулер жарық таралатын бағытты көрсетеді.

Гюйгенс осы принципке сүйеніп жарықтың шағылу және сыну заңдарын, сондай-ақ жарықтын қосарланып сынуын да дұрыс түсіндірді. Толқындык теория бойынша жарықтың сыну себебі жарық бір ортадан екінші ортаға өткенде оның жылдамдығы өзгереді. Мысалы тығыз емес ортадан (ауадан) тығыздау ортаға (суға) өткенде жарық жылдамдығы кемиді, сонда тығыздау ортаның жарық сыну көрсеткіші (п) жарықтың тығыз емес ортадағы жылдамдығының тығыздау ортадағы жылдамдығына қатынасына тең, яғни ,мұндағы . Сыну көрсеткіші жайындағы бұл қорытындының дұрыс екендігі кейін тәжірибе жасалып дәлелденді. Сонымен XIX ғасырдың басында Юнг пен Френельдің зерттеулерінің нәтижесінде жарықтың толқындық теориясы жарықтың корпускулалық теориясын біржола жеңді.