Лекция № 12-13 Мектеп курсындағы «Электродинамика» негіздерін оқыту әдістемесі

Біздің айналамыз көзімізге көрінбейтін,бірақ ғалым-физиктердің арқасында ақыл-ойымызға ашық электромагниттік өрістердің күрделі әлеміне толы.

Фарадей мен Максвеллге дейін сол кездегі түсінік бойынша бір-бірімен байланысы жоқ құбылыстар-жарақ болған,электр болған және магнитизм болған.Бірақ Эрстед байқаған кішкене ғаламат,тоғы бар өткізгіштің жанына орналастырылғанмагниттік меңзер,Фарадейге барлық осы құбылыстардың арасындағы терең байланыстарды іздестіру үмітін сыйлады.Эрстед тәжірбиелерін ен 11 жылдан кейін Фарадей электромагниттік индукцияны ашты,тағы 3 жылдан кейін ол күш сызықтары туралы түсінікті енгізді,ал тағы 11 жылдан кейін оның жұмыстарында алғаш рет «өріс» деген термин пайда болды.Осы оқиғаның ғаламат маңыздылығын сол кезде түсінгендер аз болды.Замандастарыныңбасым көпшілігі үшін Фарадей жай данышпан экспериментатор болды.оның еңбектерінде математиканың болмауы оларға оның теориялық көзқарасын түсінуге бөгет жасады.Физиктердің түсінуіне оңай өрістің тұжырымдамасынжасау үшін Фарадейдің физикалық интуициясы бар данышпан керек еді.Мұндай данышпан Максвелл болып саналды.

Джеймстің анасы өзінің үш жасар баласы туралы айта отырып,былай деп жазды:»Оның ағаштармен,құлыптармен,кілттермен және т.б.жұмысы кеңірдектен еді,ал «мынау қалай жасалады,маған көрсет» сөздері үнемі ілесіп жүретін»..Білуге құмар бөбектен атақты ғалым өсіп жетілді.14 жасындағы алғашқы ғылыми жұмысы қисықтың кейбір түрін құрудың механикалық әдісіне арналған.Одан кейін басқа жұмыстар жалғасын тапты.

24 жасында Максвелл профессор болды. Электромагнетизм бойынша «Фарадей күш сызықтары туралы» деген өзінің алғашқы мақаласын жазып, 25 жасар Максвелл мақалаларының бір данасын Фарадейге жібереді. Біраз уақыттан кейін Максвелл 65 жастағы ғалымнан жауап алады, онда мынадай сөздер болады: «Мен сіздің мақалаңызды алдым, ол үшін сізге өте ризамын. Сіздің «Күш сызықтары» туралы айтқаныңыз үшін сізге разымын деп айтуға менің батылым жетпейді, өйткені менің білуімше сіз философиялық ақиқаттың мүдделерін жасадыңыз, бірақ сіз нануға тиіссіз, бұл жұмыс маған тартымды және ол туралы ойды өте ынталандырады.

Алғашқыда, осы пәнге сіз қандай математикалық қуатты жұмсағаныңызды көріп, мен тіптен қорқып қалдым, ал содан кейін пән сондай жақсы түр алғанын көріп, таңырқадым».

Фарадей жас шотланд ғалымы тарапынан оны алғаш рет түсінген адамды тапты.

29 жасында Максвелл академик болды.Келешек жан жақты ғалым, ол тек электродинамика саласында ғана емес, аспан механикасы мәселелерімен де серпімділік теориясымен де, статистикамен де, малекулалық физикамен де,түрлі түстерді көру теориясымен де және т.б.жұмыс істеді.

1864 жылы «электромагниттік өрістің динамикалық теориясын» жазғаннан кейін Максвелл іргелі»Элдектр және магнитизмбойынша трактатпен» жұмыс істеуді бастады. Бұл екі томдық еңбек 1873 жылы жарыққа шықты. Максвеллдің «Тркататы» электрлік және магниттік құбылыстар туралы ғылымның екі ғасырлық дамуының қорытындысын шығарды және замандастарының сөзі бойынша олар үшін «электрдің библясы» болып саналады.

Өзіне сондай-ақ электромагниттік толқындар ретінде жарық туралы ілімді қамтитын электромагниттік әрекеттердің біртұтас теориясын құрап, Максвелл физикадағы ғаламат қорытындылардың бірін аяқтап шықты және Ньютонның жұмыстарында қалыптасқан әлемнің жаңа электродинамикалық көрінісін жасады.

Максвелл жазған электромагниттік өрістің теңдеулері физикалық құбылыстардың сондай ғаламат ауқымын сипаттады,оларды зерттеп білумен ғалымдардың бірнеше буындары айналысты. «Сезімнен арылу қиын,-деп жазды Генрих Герц,-бұл математикалық формулалар тәуелсіз ғұмырмен тіршілік етеді және олардың өзіндік интелектісі бар, олар бізден де тіпті өздерінің авторларын да даналы, бізге өз бойларындағыдан көбірек білім береді».

Лекция № 14 Арнайы салыстырмалылық теориясының элементтері

Инерция заңы орындалатын санақ жүйесі инерциалды деп аталады. Тұйықталған жүйеде басқа ешбір денемен әсерлеспейтін дене тыныштықта немесе бірқалыпты күйін сақтайды. Инерциязаңын Ньютонның бірінші заңы деп атайды Инерциалды абсолют санақ жүйесі жоқ. Реалды жүйе үдей қозғалады. Еркін түсу үдеуінің Жердің ендігіне байланысты мәнінің өзгеруі Жердің өз осінен айнала қозғалуының салдары болып табылады

Галилей түрлендіруін әр түрлі екі ИСЖ үшін былай жазуға -К,К¹ болады.:

Галилейдің салыстырмалы принципі бойынша барлық ИСЖ геометриялық түрде және физикалық түрде эквивалентті.

Лекция № 15 Кванттық физиканы мектеп курсында оқып-үйрену әдістемесі

1. Сутегi атомындағы электронның күйiн сипаттайтын Шредингер теңдеуiн қолданып, оның энгергиясын (1) дискреттiлiгiне көз жеткiзу және Шредингер теңдеуiн шешуден шығатын кванттық сандар туралы түсiнiк алу. Электронның импульс моментiн (2) анықтауға қажеттi орбитальдық кванттық сан -дiң импульс моментiнiң проекциясын (3) магниттiк кванттық сан -дiң спиннiң проекциясын (4) анықтайтын магниттiк кванттық сан m_S – тiң физикалық мәнiн түсiну керек. Энергияның бiр мәнiнде сутегi атомын бiрнеше күйде бола алатындығын, ол күйлер және кванттық сандары арқылы анықталатындығын түсiну керек, ол күйлердiң санын теңдеуi арқылы анықтай бiлу керек.

2. Кванттық статистиканы оқығанда оның мақсаты мен қолдану аймағын бiлiп, Гиббстiң орналастыруы (8) туралы түсiнiк болу қажет. Бозе-Эйнштейннiң кванттық статистикасы туралы түсiнiк алып, оның бозондарды энергиясы бойынша орналастыруы (9) және Ферми-Дирактың статистикасы бойынша фермиондардың энергия бойынша (10) орналастыруы туралы түсiнiк болу керек.