Fizika Elm sah ə si → öyr ə nir
Yüklə 1,16 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Fizikanın tarixi
Fizikanın t əşəkkülü Fizikanın elm kimi formalaşması Qalileo Qaliley riyaziyyat, n əzəri fizika v ə eksperimental fizika arasındakı uyğun əlaqəyə müasir qiym əti verdi. İsaak Nyuton (1643-1727). Onun h ərəkət qanunları və ümumdünya cazib ə qanunu klassik fizikanın t əməllərini qoydu böyütm ә qabiliyyәtinә malik teleskop yaradaraq bir çox astronomik kәşflәr (Ayın sәthindәki dağlar, Yupiterin peykl әri vә s.) etmişdir. Qaliley tәrәfindәn yaradılan ilk termometr istilik hadis әlәrinin kәmiyyәtcә tәdqiqinә yol açdı. Bu dövrlәrdә qazların xassәlәrinin öyr әnilmәsindә dә nailiyyәtlәr әldә edildi. Belә ki, Qalileyin tәlәbәsi E.Torriçelli atmosfer t әzyiqinin mövcudluğunu tәsdiq etdi vә ilk barometri yaratdı. R.Boyl vә E.Mariott qazların elastiki sıxılma xüsusiyy әtlәrini tәdqiq edәrәk onların adını daşıyan ilk qaz qanununu dürüst ifad ә etdilәr. V.Snellius vә R.Dekart işığın sınma qanununu kәşf etdilәr. Elә bu dövrlәrdә mikroskop yaradıldı. Maqnit hadis әlәrinin tәdqiqindә yeni addım U.Gilbert tәrәfindәn atıldı. O isbat etdi ki, Yer böyük bir maqnit ә bәnzәyir vә ilk dәfә olaraq elektrik vә maqnit hadis әlәrinin ciddi fәrqini izah etdi. 17-ci әsrin әn böyük nailiyyәti klassik mexanikanın yaranması idi. İ.Nyuton Qalileyin, Х.Hüygensin v ә digәr sәlәflәrinin ideyalarını inkişaf etdirәrәk, “Natural fәlsәfәnin riyazi әsasları” (1687) әsәrindә mexanikanın bütün әsas qanunlarını sistemli şәkildә ifadә etdi. Klassik mexanikanın yaradılmasında ilk d әfә bu günә qәdәr dә istifadә olunan elmi n әzәriyyә ideyası tәtbiq olunmuşdur. Nyuton mexanikasının әn böyük nailiyyәti göy cisiml әrinin hәrәkәtini izah edәn ümumdünya cazibә qanununun yaradılması olmuşdur. Bu qanunun köm әyilә Ayın, Günәş sisteminin planet vә kometlәrinin hәrәkәtini böyük d әqiqliklә hesablamaq, okeanlarda baş verәn qabarma vә çәkilmә hadisәlәrini izah etmәk mümkün olmuşdur. Bu qanunu yaradark әn Nyuton uzağatәsir konsepsiyasına әsaslanmışdı. Bu konsepsiyaya gör ә boşluqda cisimlәr (zәrrәciklәr) arasında qarşılıqlı tәsir ani surәtdә yayılır. Nyuton, h әmçinin xassәlәrindәn vә hәrәkәt xüsusiyyәtlәrindәn asılı olmayaraq, bütün materiyanın yerl әşdiyi mütlәq fәza vә bir qәrarla axan mütlәq zaman kimi klassik anlayışları aydın sur әtdә ifadә etdi. Nisbilik nәzәriyyәsi yaranana qәdәr, fәza vә zaman haqqında bu t әsәvvürlәr dәyişilmәz qalmışdır. Elә bu dövrlәrdә Hüygens vә Q.Leybnits hәrәkәt miqdarının saxlanması qanununu k әşf etdilәr; fiziki rәqqas nәzәriyyәsinin banisi Hüygens ilk r әqqaslı (kәfkirli) saatı yaratdı. Simli musiqi alәtlәrinin işlәmә vә qurulma prinsipinә elmi baxış, M.Mersenn t әrәfindәn dartılmış simin ossilyasiya tezliyinin qanunauyğunluqlarının k әşfindәn sonra başlandı; Mersenn, hәmçinin ilk dәfә sәsin havadakı sürәtini eksperimental yolla t әyin etdi, Nyuton sәs sürәtinin düsturunu nәzәri yolla aldı. 17-ci әsrin 2-ci yarısından başlayaraq yeni teleskopların v ә optik cihazların quraşdırılması hәndәsi optikanın, elәcә dә fiziki optikanın sür әtli inkişafına sәbәb oldu. Fizik Qrimaldi işığın difraksiyasını kәşf etdi, Nyuton is ә işığın dispersiyası üzrә fundamental tәdqiqatlar apardı vә bununla da optik spektroskopiyanın әsasını qoydu. 1676-cı ildә O.Römer ilk dәfә işığın sürәtini ölçdü. T әxminәn eyni vaxtda işığın fiziki tәbiәti haqqında iki müxtәlif nәzәriyyә – korpuskulyar vә dalğa n әzәriyyәsi inkişaf etmәyә başladı. Nyutonun korpuskulyar nәzәriyyәsinә görә işıq, m әnbәdәn çıxan vә bütün istiqamәtlәr üzrә yayılan zәrrәciklәr selidir. Hüygensә görә isә işıq, bütün f әzanı dolduran vә bütün cisimlәrә nüfuz edәn hipotetik mühitdә – efirdә yayılan dalğa selidir. 18-ci әsrdә klassik mexanikanın, әsasәn dә göy mexanikasının inkişafı daha da vüsәt aldı. Uran planetinin h әrәkәtindәki kiçik anomaliyanın riyazi izahı, yeni planetin – Neptunun (1846-cı ild ә kәşf edilmişdir) varlığını öncәdәn xәbәr vermәyә imkan vermişdir. Bu cür nailiyy әtlәr Nyuton mexanikasının dürüstlüyünә inamı artırdı vә belәliklә dә, dünyada baş ver әn bütün hadisәlәrin rәngarәngliyini, müxtәlifliyini cisimlәri tәşkil edәn zәrrәciklәrin (atomların) Nyuton qanunlarına uyğun h әrәkәt xüsusiyyәtlәri ilә izah etmәyә çalışan dünyanın vahid mexaniki modeli yaradıldı. Dünyanın bu cür tәsviri uzun müddәt fizikanın inkişafına öz t әsirini göstәrmişdi. Fiziki hadisәnin elmi vә tam izahı onun mexaniki qanunlara uyğunluq dәrәcәsi ilә ölçülürdü. Mexanikanın inkişafına t әkan verәn amillәrdәn biri dә daim artan istehsalın tәlәbatları idi. Belә ki, L.Eyler vә b. mütlәq bәrk cismin dinamikasını işl әyib hazırladılar. Zәrrәciklәr vә bәrk cisimlәr mexanikasının inkişafı ilә yanaşı, maye vә qazlar mexanikası da inkişaf etdirilirdi. Artıq 18-ci әsrin 1-ci yarısında D.Bernulli, J.Laqranj, L.Eyler vә b.-nın sәyi nәticәsindә ideal mayenin–özlülüyә vә istilikkeçirm әyә malik olmayan, sıxılabilmәyәn mayenin hidrodinamikasının әsasları qoyuldu. Laqranjın “Analitik mexanika”sında (1788) mexanikanın t әnliklәri o dәrәcәdә ümumi şәkildә ifadә olunmuşdu ki, onları asanlıqla qeyri-mexaniki, məsələn, elektromaqnit prosesl әrә dә tәtbiq etmәk mümkün oldu. Fizikanın dig әr sahәlәrindә dә tәcrübi mәlumatların toplanması vә sadә eksperimental qanunların tapılması prosesi inkişaf edirdi. Ş.Düfe iki növ elektrik yükünin mövcud olduğunu k әşf etmiş vә göstәrmişdir ki, eyni adlı yüklәrә malik cisimlәr bir-birini itәlәyir, müxt әlif adlı yüklәrә malik cisimlәr isә bir-birini cәzb edir. B.Franklin elektrik yükünün saxlanması qanununu, H.Kavendiş vә ondan asılı olmayaraq Ş.Kulon sükun әtdә olan elektrik yüklәri arasındakı qarşılıqlı tәsir qüvvәsini tәyin edәn elektrostatikanın әsas qanununu (Kulon qanununu) k әşf etdilәr. Atmosferdә baş verәn elektrik hadisәlәrinin tәdqiqi ilә mәşğul olan Franklin, G.Rixman, M.Lomonosov şimş әk vә ildırımın elektrik tәbiәtli olduğunu isbat etmişlәr. Optika sahәsindә P.Buger vә İ.Lambert fotometriyanın әsasını qoydular; infraqırmızı (U.Herşel, U.Vollaston) vә ultrabәnövşәyi şüalar (İ.Ritter, Vollaston) kәşf olundu. İstilik hadisәlәrinin t әdqiqindә dә nәzәrәçarpacaq irәlilәyişlәr baş verdi; C.Blek tәrәfindәn gizli әrimә istiliyinin aşkar edilmәsindәn vә kalorimetrik t әcrübәlәrdә istiliyin saxlanmasının eksperimental isbatından sonra temperatur vә istilik miqdarı anlayışlarının fәrqlәndirilmәsinә başlandı. İstlik tutumu anlayışı elm ә daxil edildi; istilikkeçirmә vә istilik şüalanması hadisәlәrinin tәdqiqi başlandı. Qeyd etmәk lazımdır ki, bu dövrd ә istiliyin tәbiәti haqqında sәhv tәsәvvürlәr – istiliyi qızmış cisimlәrdәn soyuq cisimlәrә axa bilәn m әhvedilmәz, çәkisiz xüsusi bir maye (kalorik) kimi qәbul edәn kalorik nәzәriyyә dә yarandı. İstiliyi, maddәni tәşkil edәn z әrrәciklәrin daxili hәrәkәtinin nәticәsi kimi qәbul edәn Nyuton, R.Huk, Boyl, Bernulli vә başqaları tәrәfindәn irәli sürülәn molekulyar-kinetik istilik n әzәriyyәsi isә müvәqqәti olaraq iflasa uğradı. İşığın korpuskulyar v ә dalğa nәzәriyyәlәri arasındakı rәqabәt, nәhayәt 19-cu әsrin әvvәlindә dalğa nәzәriyyәsinin qәlәbәsi ilә bitdi. Bunun әsas sәbәblәrindәn biri T.Yunq vә O.J.Frenel tәrәfindәn işığın difraksiyası vә interferensiyası, elәcә dә polyarizasiyası (işığın enin ә dalğa olması) hadisәlәrinin dalğa nәzәriyyәsinin kömәyilә inamlı izahı olmuşdu. Korpuskulyar n әzәriyyә bu hadisәlәri izah edә bilmirdi. İşığı elastiki mühitdә (efirdә) yayılan eninә dalğalar kimi tәsәvvür edәn Frenel, işıq dalğalarının bir mühitd әn digәrinә keçәrkәn sınan vә qayıdan işıq sellәrinin intensivliyini tәyin edәn qanunu vә elecә dә işığın ikiqat sınması n әzәriyyәsini yaratdı. L.Qalvani v ә A.Volta tәrәfindәn elektrik cәrәyanının kәşfi fizikanın inkişafı üçün böyük әhәmiyyәt kәsb etdi. Güclü sabit elektrik c әrәyanı mәnbәlәrinin – qalvanik batareyaların yaranması elektrik cәrәyanının müxtәlif tәsirlәrinin öyrәnilmәsinә tәkan verdi. Elektrik c әrәyanının kimyәvi tәsiri H.Devi vә M.Faradey tәrәfindәn tәdqiq edildi. Elektrik cәrәyanının maqnit әqrәbinә t әsirininin kәşfi (H.K.Ersted, 1820) elektrik vә maqnit hadisәlәri arasında sıx әlaqә olduğunu sübut etdi vә bunun da әsasında A.Amper bütün maqnit hadis әlәrinin hәrәkәt edәn yüklü zәrrәciklәrin – elektrik cәrәyanının nәticәsi olduğunu isbat etdi. Bu t әdqiqatlar nәticәsindә Amper elektrik naqillәri arasında qarşılıqlı tәsir qüvvәsinin qiymәtini eksperimental yolla tәyin etdi (Amper qanunu). 1831 ild ә Faradey elektromaqnit induksiya hadisәsini kәşf etdi. Bu hadisәni uzağatәsir konsepsiyası ilә izah etmәk cәhdlәri uğursuz alındı. Bu kimi hadis әlәri izah etmәk üçün Faradey (elektromaqnit induksiyası hadisәsinin kәşfindәn öncә) yeni hipotez irәli sürür: elektromaqnit qarşılıqlı t әsiri aralıq agent – elektromaqnit sahәsi vasitәsilә reallaşır (yaxınatәsir konsepsiyası). Bu hipotez materiyanın xüsusi növünün – elektromaqnit sah әsinin xassәlәri vә qanunauyğunluqları haqqında yeni elmin formalaşmasına sәbәb oldu. 19-cu әsrin әvvәlindә C.Dalton maddәnin әn kiçik bölünmәz hissәsi olan atomlar haqqında tәsәvvürlәri elmә gәtirdi (1803). 19-cu әsrin 1-ci rübündә bәrk cisim fizikasının әsası qoyuldu. 17–18 vә 19-cu əsrin әvvәllәrindә bәrk cisimlәrin (metalların, texniki materialların, mineralların v ә s.) makroskopik xassәlәri haqqında mәlumatlar toplanıldı vә xarici tәsirlәr (mexaniki qüvvәlәr, istilik, elektrik v ә maqnit sahәlәri, işıq vә s.) olduqda bәrk cisimlәrin tәbiәtinә aid empirik qanunlar müәyyәn edildi. Belә ki, bәrk cisiml әrin elastiki xassәlәrinin tәdqiqi Huk qanununun (1660), onların istilik xassәlәrinin tәdqiqi istilik tutumu üçün Dülonq-Pti qanununun (1819), metalların elektrik keçiriciliyinin öyr әnilmәsi isә Om qanununun (1826) kәşfinә sәbәb oldu. Bu dövrdә bәrk cisiml әrin elastiki xassәlәrinin ümumi nәzәriyyәsi işlәnib hazırlandı (L.M.A.Navye 1819–26, О.L.Koşi, 1830), elәcә dә bәrk cisiml әrin әsas maqnit xassәlәri haqqında elmi tәsәvvürlәr sistemlәşdirildi. Qeyd etmәk lazımdır ki, bu sahәdә alınan nәticәlәrin әksәriyyәtinin izahında bәrk cismә sәlt mühit (baxmayaraq ki, o dövrün әksәr alimlәri bilirdi ki, kristallar daxili mikroskopik struktura malikdir) kimi baxılırdı. T әbiәtdә baş verәn bütün hadisәlәri әhatә edәn enerjinin saxlanması qanununun kәşfi nәinki fizika, ümumiyyәtlә tәbiyyatşünaslıq üçün böyük әhәmiyyәt kәsb etdi. 19-cu әsrin ortalarında istilik miqdarı vә işin ekvivalentliyi tәcrübi yolla isbat edildi vә göstәrildi ki, istilik enerjinin bir növüdür v ә onun izahı üçün hәr hansı bir hipotetik substansiyaya – kalorikә ehtiyac yoxdur. Elә bu dövrlәrdә Y.R.Mayer, C.Coul v ә G.Helmholts bir-birindәn asılı olmayaraq enerjinin saxlanması vә çevrilmәsi qanununu kәşf etdilәr. Enerjinin saxlanması qanunu termodinamikanın birinci qanunu adını alaraq istilik hadis әlәri nәzәriyyәsinin (termodinamikanın) әsas qanunu oldu. H әlә bu qanunun kәşfindәn öncә, S.Karno “Odun hәrәkәtvericici qüvvәsi vә bu qüvvәni inkişaf etdirә bilәn maşınlar haqqında düşünc әlәr” әsәrindә (1824) istilik nәzәriyyәsinin digәr fundamental qanununun – termodinamikanın ikinci qanununun kәşfinә s әbәb olan nәticәlәr almışdır. Bu qanunu R.Klauzius (1850) vә U.Tomson (1851) öz işlәrindә dürüst ifadә etdilәr. Tәbiәtdә baş ver әn istilik proseslәrinin dönmәzliyini sübut edәn tәcrübi faktların ümumilәşdirilmәsindәn doğan bu qanun, hәm dә mümkün energetik prosesl әrin istiqamәtini dә tәyin edir. Termodinamikanın bir tәlim kimi formalaşmasında J.L.Gey-Lüssakın tәdqiqatlarının böyük rolu olmuşdur. Bu t әdqiqatlara әsaslanaraq B.Klapeyron ideal qaz üçün hal tәnliyini almış vә sonralar D.Mendeleyev bu qanunu ümumil әşdirmişdir. Termodinamikanın inkişafı il ә yanaşı istilik hadisәlәrinin molekulyar-kinetik nәzәriyyәsi inkişaf edirdi vә çox keçmәdәn fiziki k әmiyyәtlәr arasında ehtimal xarakter daşıyan yeni tip qanunlar – statistik qanunlar kәşf edildi. Kinetik nәzәriyyәnin ilkin inkişaf m әrhәlәsindә sadә mühit – qaz üçün Coul, Klauzius vә b. müxtәlif fiziki kәmiyyәtlәrin orta qiymәtlәrini: molekulların sürәtini, bir san. әrzindә onların toqquşmalarının sayını, sәrbәst qaçışyolunu vә s. hesablamağa nail oldular. Qazın tәzyiqinin vahid hәcmdәki molekulların sayından v ә onların irәlilәmә hәrәkәtinin orta kinetik enerjisindәn asılılığını ifadә edәn düstur alındı. İstilik hadis әlәrinә belә yaxınlaşma temperatur anlayışının fiziki mahiyyәtini qaz molekullarının orta kinetik enerjisinin ölçüsü kimi xarakteriz ә etmәyә imkan verdi. Molekulyar-kinetik nәzәriyyәnin inkişafının ikinci mәrhәlәsi C.K.Maksvellin işlәri ilә başlandı. 1859 ild ә о, ilk dәfә fizikaya ehtimal anlayışını gәtirәrәk, molekulların sürәtә görә paylanma qanununu kәşf etdi (bax Maksvell paylanması). Bundan sonra molekulyar-kinetik n әzәriyyәnin imkanları daha da genişlәnәrәk statistik mexanikanın yaranmasına s әbәb oldu. L.Boltsman qazların kinetik nәzәriyyәsini yaratdı vә termodina- mikanın qanunlarının statistik izahını verdi. Boltsman әsas bir problemin – ayrı-ayrı molekulların hәrәkәti zamana görә dönәn olduğu halda makroskopik proseslerin xarakter etibarilә dönm әyәn olması mәsәlәsinin hәllinә öz töhfәsini vermişdir. Boltsmana görә sistemin termodinamik tarazlıq halı bu halın maks. Yüklə 1,16 Mb. Dostları ilə paylaş:
|