Variant 1 Akslanish nazariyasi

3 fundamental fizik doimiyliklar
Fundamental fizik doimiyliklar – materiyaning xossasini va tabiatning fundamental qonunlarini ifodalovchi tenglamalar tarkibiga kiruvchi doimiyliklardir. Fundamental fizik doimiyliklar kuzatilayotgan hodisalarning nazariy modelini yaratishda ifodalovchi matematik tenglamalardagi universal koeffisientlar ko‘rinishida vujudga keladi. “Doimiylik” so‘zi fizikada ikki xil ma’noni anglatishi mumkin: - ba’zi kattaliklarning soniy qiymati hech qanday tashqi parametrlarga bog‘liq bo`lmaydi va u vaqt davomida o‘zgarmaydi; 35 - ba’zi kattaliklarning soniy qiymatining o‘zgarishi ko‘rilayotgan masala uchun ahamiyatga ega bo`lmaydi. Masalan, geliosentrik doimiylik, Quyosh massasiga bog‘liq bo‘lgan gravitatsion doimiylikka teng bo‘lib, Quyoshning massasi kamayishi bilan uning qiymati ham kamayib boradi. Quyosh massasining nisbiy kamayishi 10-14 ga teng. Geliosentrik doimiylik osmon mexanikasining ko‘plab masalalarida qanoatlanarli tarzda doimiylik sifatida qo‘llaniladi. Shuningdek elektromagnit o‘zaro ta’sirlar intensivligini tavsiflovchi nozik strukturalar doimiysi yuqori energiyalar fizikasida qo‘llanilib, uzatiluvchi impulslarning ortishi bilan ortib boradi (kichik masofalarda), lekin uning o‘zgarishi ko‘plab sohalar uchun? Masalan, spektroskopiyada, oddiy hodisa hisoblanadi. Fizik doimiyliklar ikki guruha bo‘linadi: 1) O‘lchamga ega doimiyliklar; 2) O‘lchamsiz doimiyliklar. O‘lchamga ega doimiyliklarning sonli qiymatlari kattaliklarni o‘lchashlarda tanlab olingan birliklarga bog‘liq. O‘lchamsiz doimliklarning sonli qiymatlari birliklar tizimiga bog‘liq emas va yagona nazariya doirasida sof matematik yo‘l bilan anqilanishi shart. O‘lchamli fizik doimiyliklarning ichida ayrimlarini alohida ajratib ko‘rsatish mumkinki, ular orasida o‘lchamsiz kombinatsiyalar yuzaga kelmaydi, ularning maksimal soniy qiymati o‘lchashlarning asosiy birligiga teng. Masalan, yorug‘lik tezligi, Plank doimiysi va b. Qolgan barcha o‘lchamli fizik doimiliklar o‘lchamsiz doimiyliklar va fundamental o‘lchamli doimiyliklar ustida bajariladigan turli kombinatsiYalarga bog‘liq. Fundamental doimiyliklar nuqtai nazaridan qaraganda, olamning fizik qiYofasini evolyutsiyasi – bu fundamental doimiyliklarsiz fizikadan (klassik fizikadan) fundamental doimiyliklarga ega fizikaga (zamonaviy fizikaga) o‘tish davridir. Quyidagi -2.1 jadvalda asosiy fizik doimiyliklar keltirilgan. 36 Asosiy fizik doimiyliklar 2.1 - jadval Doimiylik Qiymati Gravitatsiya doimiysi G = 6.6720*10-11 N*m 2 /kg2 Erkin tushish tezlanishi g = 9.80665 m/s 2 Yorug‘likning vakuumdagi tezligi c = 2.99792458*108 m/s Magnit doimiysi μ0 = 1.25663706144*10-6 Gn/m Elektr doimiysi ε0 = 8.85418782*10-12 F/m Plank doimiysi h = 6.626176*10-34 J∙s Elektronning tinch holatidagi massasi 9,109 383 56(11)·10−31 kg (absolyut) = 0,0005485799090(16) m.a.b. (nisbiy) Protonning tinch holatidagi massasi 1,672 621 898(21)·10−27 kg = 1,007276466879(91) m.a.b. NeYtronning tinch holatidagi massasi 1,674 927 471(21)·10−27 kg = 1,008 664 915 88(49) m.a.b. Proton+elektron massasi (vodorod ( 1H) atomining absolyut massasi) = 1,673 532 836(57)·10−27 kg = 1,007 825(04719) m.a.b.(nisbiy) Elektronning zaryadi e = 1.6021892*10-19 Kl Elektronning magnit momenti −928,476 4620(57)·10−26 J·Tl−1 Protonning magnit momenti 1,410 606 7873(97)·10−26 J·Tl-1 Massa atom birligi 1.660565*10-27 kg Avagadro doimiysi NA = 6.022045*1023 mol-1 Faradey doimiysi F = 96484.56 Kl/mol Universal gaz doimiysi R = 8.31441 J/(mol∙K) Bolsman doimiysi k = 1.380662*10-23 J/K Normal sharoitda ideal gazning normal (molyar) hajmi V0 = 2.241*10-2 m 3 /mol Normal atmosfera bosimi Patm. = 101325 Pa Bor magnetoni 927,400 9994(57)·10−26 J·Tl-1 Yadroiviy magneton 5,050 783 699(31)·10−27 J·Tl-1 Erkin elektronning g-faktori 2,002 319 304 361 82(52) 37 Protonning giromagnit munosabati 2,675 221 900(18)·108 s −1 ·Tl-1 Faradey doimiysi F = 96 485,332 89(59) Kl·mol−1 Ideal gazning molyar hajmi (273,15 K harorat va 101,325 kPa bosimda) 22,413 962(13)·10−3 m³·mol−1 Xartri energiyasi 4,359 744 650(54)·10−18 J Ridberg doimiysi 10 973 731,568 508(65) m −1 Birinchi radiatsion doimiy 3,741 771 790(46)·10−16 Vt·m² Ikkinchi radiatsion doimiy 1,438 777 36(83)·10−2 m·K Stefan-Bolsman doimiysi 5,670 367(13)·10−8 Vt·m −2 ·K −4 Suvning uchlanma nuqtasi temperaturasi 273,16 K (aniq) Gravitatsiya doimiysi har qaysi 1 kg dan bo‘lgan va bir-biridan 1 m masofada bo‘lgan ikki nuqtaviy massa orasidagi tortishish kuchiga tengdir, bu kuch Nyuton bilan ifodalanadi. Jismlar bir-biri bilan fazo orqali tortihsadi, bunda guyo fazo hech qanday moddiy muhit bilan to‘ldirilmagandek tuyuladi. Moddiy jismlar orasidagi o‘zaro tortishish faqat moddiy vositachi asosidagina amalga oshadi, mazkur holda gravitatsiya maydoni (tortishsish kuchlari maydoni) vositachi bo‘ladi. Gravitatsiya maydoni materiyaning alohida turi bo‘lib, uning vositasida jismlar o‘zaro tortishadi. Gravitatsiya maydonini gravitatsiya kuchlari mavjud bo‘lgan fazo deb ta’tiflash mumkin . Biroq, bunda, albatta, bu maydonning moddiy ekanligini tasavvur qilish kerak. Erkin tushish tezlanishi. Jismlar orasidagi o‘zaro tortishish gravitatsiya maydoni asosida sodir bo‘ladi. Gravitatsaon maydoni materiyaning bir turi bo‘lib, u gravitatsiya kuchlari mavjud bo‘lgan fazo bo‘lib hisoblanadi. Butun olam tortishish qonuniga muvofiq Yer shari va Yer sirtiga yaqin bo‘lgan jismlarning o‘zaro tortishishi quyidagicha ifodalaniladi: 38   2 R h Mm F    (2.9) bunda: M -Yerning massasi, R - uning radiusi, t-jism massasi, h - uning Yer sirtidan uzoqligi. R>>h bo‘lgani uchun jismlarning Yerga tortishish kuchi ifodasini quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin: 2 R Mm F   (2.10) Ikkinchi tomondan, F=mg ekanligini hisobga olsak, erkin tushish tezlanishining ifodasi quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi. const R M g    2 (2.11) Shunday qilib, butun olam tortishish qonunidan muvofiq Yer sirtiga yaqin joylashgan barcha jismlar bir xil tezlanish (g=9,81 m/s 2 ) bilan tushishi kelib chiqadi. Yorug‘lik tezligi. Yorug‘likning vakuumda tarqalish tezligi c = 2.99792458*108 m/s ga teng bo‘lib, u tabiatdagi o‘zaro ta’sirlar tarqalishining maksimal qiymatini ifodalaydi. Magnit doimiysi. Ixtiyoriy shakldagi o‘tkazgichdan tok o‘tganda uning atrofida hosil bo‘ladigan magnit maydon induksiya vektorini Bio – Savar – Laplas qonuniga asosan hisoblash mumkin. Tokli o‘tkazgichdan r masofada joylashgan biror nuqtaning magnit induksiyasi o‘tkazgichdagi tok kuchi I ga to‘g‘ri proporsional bo‘lib, tokli o‘tkazgich elementidan magnit maydon induksiyasi aniqlanishi lozim bo‘lgan radius vektorning kvadratiga teskari proposional bo‘ladi 3 [ ] r I dl r dB k   (2.12) Magnit induksiya vektorining modul qiymati 2 sin r Idl dB k    (2.13) 39 bu yerda  - dl va r vektorlar orasidagi burchak. SI sistemasida   4 0 k  ga teng, bu yerda μ0 – magnit doimiysi bo‘lib, uning qiymati μ0 = 1.25663706144*10-6 Gn/m ga teng. 2.1.-rasm. Magnit maydon induksiyasini aniqlanishi Avagadro doimiysi. 1 mol moddadagi molekulalar soni moddaning turiga bog‘liq bo‘lmagan o‘zgarmas kattalik bo‘lib Avagadro soni deb ataladi va odatda, NA deb belgilanadi, u NA = 6,0222 . 1023 1/mol teng bo‘ladi. Massa atom birligi. Molekulalar massa 10-26 kg juda kichik bo‘lganligi sababli, odatda, atom va molekulalarning massalarini massaning atom birligi (m.a.b) da ifodalanadi. M.a.b. qiymat jihatdan uglerod - 12 atomi massasining 1/12 ulishiga teng qilib olinadi: Faradey doimiysi (F) – fizik doimiy bo‘lib, elektrolitdan elektr zaryad o‘tganda elektrodda 1 mol bir valentli modda miqdori ajratadigan elektr miqdori. Faradey soni Avagadro soni bilan elementar zaryad e ning ko‘paytmasiga teng : F = NA·e = 96485,309 Kl/mol Faradey soni kumushning elektrokimyoviy ekvivalentini o‘lchash yo‘li bilan aniqlangan bo‘lib, u elektrokimyoviy hodisalarda keng qo‘llaniladi. Bolsman doimiysi – asosiy fizik konstantalardan biri bo’lib, u universal gaz doimiysi R ning Avagadro soni NA ga nisbatiga teng. Bolsman doimiysini 40 har bir gaz molekulasiga to‘g‘ri keladigan gaz doimiysi deyish mumkin. Uning qiymati k = 1.380662*10-23 J/K ga teng. Bor magnetoni – elementar magnit moment birligi bo‘lib, biricnhi marta ro‘miniyalik fizik olim Stefan Prokopiu tomonidan aniqlangan va hisoblab topilgan. Gauss birliklar tizimida Bor magnetoni quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi: (2.14) SI tizimida esa quyidagi formula orqali aniqlanadi: (2.15) Bu yerda: - Dirak doimiysi, e - elementar elektr zaryadi, me – elektronning massasi, c - Yorug‘lik tezligi.