O’zbekiston Respublikasi oliy va o’rta maxsus
ta’lim vazirligi
Referat
MAVZU: Fizikada ehtimoliy – statistic g’oya va tushuncha (ESG’T) larni paydo
bo’lishi va rivojlanishi.
Bajardi: Murodov M
Qabul qildi: Abdullayev A
Guliston 2016
GULISTON DAVLAT UNIVERSITETI
FIZIKA KAFEDRASI
FIZIKA
REJA:
1. Fizikada statistik qonuniyatlarning paydo bo’lishi va rivojlanishi
2.
ESG’T larni oliy maktab fizika kursini o’qitishda qo’llanilishi.
1.1.Fizikada statistik qonuniyatlarning paydo bo’lishi va rivojlanishi.
Fizika fani moddani tashkil etganzarrachalarning harakat qonuniyatlari va boshqa
xususiyatlarini o’rganayotganda ko’p sonli zarrachalar bilan ish olib boradi. Shu bilan
bir qatorda ushbu zarrachalar ko’zga ko’rinmas, va mexanika qonunlariga
bo’ysunmagani uchun ularning xususiyatlari, harakat qonuniyatlarini o’rganishda
ehtimoliy-statistik g’oya va tushuncha (ESG’T)lardan foydalaniladi.
Fizikaga ehtimoliy – statistik g’oya va tushunchalarning kirib kelishi va rivojlanishi
bilan tanishib chiqaylik. ESG’T lar fizikaga XIX asrning o’rtalarida kirib keldi, chunki
bu davrga kelib, ayrim molekulyar - kinetik g’oyalar mukammal nazariyalarga aylana
boshlagan edi. Bungacha faqat sotsiologiyada keng ishlatilib kelingan ehtimoliy -
statistik g’oya va tushunchalar, fizikada o’lchashdagi hatoliklarni hisoblashlardagina
qo’llanilar edi [6].
Fanda sabab - oqibat bog’likliklariga mos ravishda qonuniyatlarning ham ikki turi-
dinamik va statistik qonuniyatlar o’rganiladi. Bulardan birinchisi, mos ravishda qat’iy
va aniq bashorat qila olish imkonini dinamik qonuniyatlar o’rganadi. Ikkinchisida esa,
ehtimoliy mulohazalar yuritiladi. Statistik qonuniyatlardan XIX asrning o’rtalariga
kelib foydalanila boshlandi va shu davrga kelib, dinamik va statistik qonuniyatlar
o’rtasidagi muammo paydo bo’ldi. Bu muammo dastlab dinamik qonuniyatlar
foydasiga hal bo’ldi. Statistik qonuniyatlar bizning bilimlarimizning yetishmasligi
bilan tushuntirilar edi. Bizga biron masala oydin bo’lmasa, ehtimollik orqali
tushuntirishga harakat qilinar edi. Bu konsepsiyani bilimlarning yetishmasligining
konsepsiyasi yoki dinamik qonuniyatlar konsepsiyasi deyiladi.
Amalda bu statistik qonuniyatlar ortida dinamik qonunlar “yashiringan”, hamma
narsa asosida dinamik qonuniyatlar yotadi va sabab-oqibat munosabatlarini
ob’ektivligini ko’rsatadi. Ayrim hollarda dinamik qonuniyatlardan, ayrim masalalarni
yechishda esa ehtimoliy-statistik qonuniyatlardan foydalanamiz.
Bu konsepsiyaga ko’ra, gazning hususiyatini ehtimollik asosida emas, balki juda
aniq ta’riflaymiz. Agar gazning boshlang’ich holati berilgan bo’lib, barcha
molekulalarning hamma o‘zaro ta’sirlari hisobga olingan bo’lsa, shunda alohida
molekulalarga tatbiq qilinadigan gaz qonunlari Nyuton klassik mexanikasining
dinamik qonunlaridan olingan bo’lar edi. Ammo, molekulalarning soni juda ko’p
bo’lganligi tufayli biz har bir molekulaning harakatini kuzata olmaymiz, shu tufayli
biz statistik mexanikaning ehtimollik qonuniyatlaridan foydalanamiz.
Ehtimollik qonuniyatlari ko’p sonli sistemaga emas, balki alohida atom va
molekulalarga tegishli ekanligi aniqlangach yuqorida qaralayotgan konsepsiya
tarafdorlari “yashirin parametrlar” mavjud deb tasavvur qilar edilar. Yashirin
parametrlar dinamik qonuniyatlarga bo’ysunadi. Hozirgi kunda yashirin parametrlarni
qidirish amalda to’xtatilgan [6].
Dinamik konsepsiya doirasiga ko’ra sababiyat faqat ushbu qonuniyatlar bilan
bog’liq. Tasodifiylik faqat sub’ektiv rejada ob’ektiv tasodifiylik sababning yo’qligi
tufayli g’alaba qiladi. “Dinamik” va “statistik” terminlari ko’p xollarda “sabab” va
“tasodifiylik” terminlari bilan almashtiriladi. Shu tufayli sababiyat ehtimollikka qarshi
qo’yiladi, sababiyat yoki ehtimollik.
Bekorga ma’lum vaqtda mikrob’ektlarning ehtimollik hususiyatlari kvant
mexanikadagi sababiyat prinsipi buzilishi natijasi sifatida qaralmagan edi.
Dinamik qonuniyatlar konsepsiyasi o’ta yashovchan bo’lib chiqdi va buning bir
qator sabablari mavjud. Birinchidan, statistik fizik nazariya dinamik nazariyadan keyin
uning asosida paydo bo’ldi. Statistik mexanika klassik mexanikaning “dinamik
analogi” sifatida qaraldi. Mikroskopik elektrodinamika – klassik elektrodinamikaning
o’xshashi sifatida qaraldi.
Ikkinchidan, dinamik nazariyalarda olingan aniq natijalar “aniq fan” qarashlariga
ehtimollikka nisbatan ko’proq yaqin bo’ladi. Uchinchidan, statistik qonuniyatlar
prinsipal rolini, ahamiyatini tushunish uchun dialektikani bilish talab etiladi. Aynan
dialektika qonunlarini bilmaslik, bizning nazarimizda statistik qonunlar prinsipial
rolini rad etishga va kamaytirishga olib keladi [6].
Issiqlik-harakatning bir turidir degan fikr – XVII asrning boshida faylasuf Bekon,
shu asrning oxirida Gyuygens va Nyuton, XVIII asrning birinchi yarimlarida Volter,
Daniel Bernulli hamda Lomonosov kabi olimlar tomonidan o’rtaga tashlangan edi.
Mixail Vasilevich Lomonosovdan avval o’tgan olimlarning hech qaysi biri issiqlik
haqidagi to’g’ri tushunchani Lomonosov kabi jasorat va izchillik bilan himoya
qilmagan edi. Lomonosov o’zining “Issiqlik va sovuqning sabablari” deb nomlangan
dissertatsiyasida (1774 y.) o’sha vaqtda hukmron bo’lgan teplorod nazariyasini rad
etadi va “jismlarning issiqligi ularning ichki harakatidadir” deb ta’kidladi. U bir qator
misollarda jismlarning ko’zga ko’rinadigan harakati ularning zarrachalarining ko’zga
ko’rinmas harakatiga aylanishini ishonarli qilib isbotladi.
XVIII asrda sanoatning rivojlanishi texnika oldiga mashina dvigatellar yaratish
vazifasini qo’ydi. O’sha paytga qadar ishlatilib kelgan suv va shamol parraklarini
shaharlardagi fabrikalarga qo’llash noqulay va buning ustiga bu parraklarning quvvati
ham kichik edi. Shuning uchun ham odamlar yetarli darajada quvvatga ega va ishlatish
uchun qulay hamda tejamli dvigatellar yaratishga urina boshladilar. Bu esa
molekulyar-kinetik va statistik qonuniyatlarni talab qilar edi, shu sababli juda ko’p
urinishlar besamar ketdi. R.Mayerning ish va issiqlikning o’zaro bir-biriga aylanishi
haqidagi fikrlari 1842-yilda e’lon qilingan edi. Lekin Mayer (uning kasbi vrach edi)
o’ziga zamondosh fiziklarni ishontira oladigan dalillarni topa olmadi. Mayer
maqolalaridagi ularning asosiy qismini tashkil qiluvchi falsafiy mulohazalar, biologik
kuzatishlar va gipotezalar e’tiborsizlik bilan kutib olindi. Faqat 1850-1860-yillarga
kelib molekulyar-kinetik nazariya Joul va Kryonig tomonidan qayta tiklandi [8].
Gazlar molekulyar-kinetik nazariyasida ESG’T larni ishlatish kerakligini birinchi
bo’lib nemis fizigi Kryonig aytgan. U molekulalarning harakatini tavsiflab, “alohida
molekulalarning harakat yo’li shunchalik tartibsizki, uni hisoblashning iloji yo’q.
Ammo ehtimollar nazariyasining qonuniyatlarini qo’llab, tartibsizlikni tartibga
keltirish mumkin”- degan. Biroq, bu fikr aytilganicha qolgan. Gazlar kinetik-
nazariyasining batafsil bayonoti Klauziusga tegishlidir. U birinchi bo’lib, molekulyar
tartibsizlik g’oyasidan foydalangan va fizikaga “ideal”gaz tushunchasini kiritgan va
uni ta’riflagan.
Molekulyar-kinetik nazariyani dinamik qonuniyatlar asosida tushuntirish bir qancha
noqulayliklar va xatoliklarni keltirib chiqardi. Shu sababli Klauzius va Maksvell
molekulyar-kinetik nazariyani ESG’Tlarni kiritib rivojlantirdi. Kryonigning “Gazlar
nazariyasining asoslari” asari 1856-yilda bosmadan chiqdi. 1857-yilda esa
Klauziusning gazlar nazariyasiga doir klassik asari nashr qilindi. Bu asarda ma’lum bir
temperaturada gazning barcha molekulalari qandaydir bir hil tezlik bilan harakat qiladi
deb tahmin qilinganligiga (bu tahmin hodisani ancha soddalashtirib ko’rsatadi)
qaramay, molekulyar-kinetik nazariyaning juda ko’p masalalari to’g’ri yechilgan edi.
1860-yilda Maksvell fizik statistikaga asos solgan ”Gazlarning dinamik nazariyasiga
izohlar” nomli ajoyib asarini nashr qildi [8]. Maksvell statistik qonuniyatlarni
tabiatning fundamental qonunlari deb qarash kerakligini aytadi. U 1859-yilda birinchi
bo’lib, gaz molekulalarining tezliklar bo’yich taqsimlanish qonunini topdi, eng
ehtimoliy tezlik tushunchasini kiritdi. “Maksvellning asosiy gipotezasiga ko’ra, gaz
molekulalari orasidagi ko’p sonli to’qnashishlar, ayrim olimlar o’ylaganidek,
molekulalar tezliklarining tenglashishiga olib kelmasdan, balki ma’lum ehtimollar
bilan uchraydigan tezliklarning statistik taqsimotiga olib keladi” [6].
XIX asrda ehtimoliy-statistik g’oya tushunchalarning rivojlanishi va statistik
fizikaning yaratilishiga Bolsman katta hissa qo’shdi. U Maksvell taqsimotini potensial
maydondagi gazga umumlashtirdi, issiqlik sig’imi nazariyasini rivojlantirdi. Ammo
Bolsmanning asosiy xizmatidan biri-termodinamikaning ikkinchi qonunining statistik
talqinini ochib berganligidir. Termodinamikaning ikkinchi qonuni va uning statistik
harakterda ekanligini tushunish jarayoni faqat fizika fanidagina emas, balki uni
o’qitishda xam alohida o’rin tutadi. Aynan shu masalani xal qilish borasida molekulyar
va issiqlik hodisalarini mexanik hodisalarga keltirish mumkin emasligi namoyon
bo’ladi [5].
Molekulyar-kinetik nazariya dastlab rivojlanayotgan paytlarda unga quyidagi
tajribalar poydevor bo’lib hizmat qildi:
1. Moddalarning bir-biriga singishini (aralashuvini) ravshan ko’rsatuvchi diffuziya
va erish hodisalari;
2. Gazlarning elastikligi, suyuqlik va gazlarning yopishqoqligi, issiqlik
o’tkazuvchanlik, moddalarning agregat holatlarining o’zgarishi;
3. Suyuqlik ichida muvozanatda turgan mayda zarachalarning tartibsiz harakati-
broun harakati; bu hodisa uni 1827-yilda kashf etgan ingliz botanigi R.Broun sharafiga
ana shunday nom bilan yuritiladi.
Broun harakatini kuzatish uchun suvga (yoki boshqa biror suyuqlikka) mikroskopik
qattiq zarrachalar yoki biror moyning juda mayda tomchilari (masalan, suvga biroz sut
qo’shsa ham bo’ladi) aralashtiriladi. Bunday aralashmaning bir tomchisini ikkita
shisha plastinka orasiga tomizib bir necha yuz marta kattalashtiruvchi mikroskop
orqali quyidagicha o’ziga xos manzara kuzatiladi: suyuqlikda muvozanat holatda suzib
yurgan har bir zarracha yoki tomchi go’yo uni biror narsa tutib turganidek yoki
qandaydir ko’rinmas to’siqlardan sapchiyotgandek har tomonga to’xtovsiz sakrab-
sakrab harakat qilib turadi (1-rasm).
Muvozanatdagi zarracha qancha kichik bo’lsa,u shuncha chaqqonroq harakat qiladi.
Bir-birlariga yaqinroq turgan zarrachalarning harakatlarini o’zaro solishtirganimizda
ularning sapchishlari yo’nalish jihatdan ham, katta-kichikligi jihatdan ham tartibsiz
(xaotik) ekanligini ko’ramiz.
Dostları ilə paylaş: |