Е. Т. Акимбеков физика пәнінен дәрістер курсы нұр-Сұлтан 2020
I БӨЛІМ. МЕХАНИКАНЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
жүктеу/скачать 3.65 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кілттік сөздер
| I БӨЛІМ. МЕХАНИКАНЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1–дәріс. КІРІСПЕ Дәрістің мақсаты: Физика пәнінің ғылымдағы орын білу және мамандық үшін маңызын түсіну. Кілттік сөздер: зат, өріс, материя, модель, жүйе, өлшем бірлік. Қарастырылатын сұрақтар: Курстың мақсаты мен міндеттері. Физика пәні және оның басқа ғылымдармен байланысы. Физикадағы таным әдісі. Физикадағы модельдер. Халықаралық бірліктер жүйесі (СИ жүйесі, System International-SI) Физиканы оқытудың мақсаты негізгі физикалық құбылыстар мен іргелі физикалық заңдар туралы ғылыми түсінік қалыптастыру болып табылады. Пәнді оқу кезінде студенттер алдында тұрған негізгі міндеттер: физикалық түсініктерді, теориялар мен заңдарды меңгеру, физикалық модельдердің маңызы мен орнын түсіну; қазіргі физикалық ғылыми аппаратурамен танысу; физикалық эксперимент жүргізу және қажетті түрде өлшеу нәтижелерін ұсыну дағдыларын меңгеру. Пәнді оқу нәтижесінде студент білім туралы түсінік алуы керек: жалпыадамзаттық білімдегі физиканың рөлі мен орны; негізгі физикалық құбылыстар; заманауи физикалық аппаратура. Студент білуі керек: классикалық және заманауи физиканың негізгі ережелері; зерделенетін физикалық теориялардың, заңдардың қолданылу шектері; физикалық зерттеу әдістері; қателіктер теориясының негіздері. Физика – жаратылыс тану ғылымының негізі болып табылады және басқа да жаратылыстық ғылымдармен, атап айтқанда, химия, биология, астрономия және т.б. өте тығыз байланысты. Академик С.И. Вавиловтың айтуынша, физиканың басқа жаратылыс тану ғылымдарымен тығыз байланысы физиканың астрономия, биология, химия, геология және т.б. ғылымдарға терең түбірімен енуіне себепкер болды. Нәтижесінде астрофизика, биофизика, геофизика, физикалық химия және басқа жаңа пәндер пайда болды. Техниканың қажеттілігімен физика дами түсті (ежелгі гректерде механиканың дамуы, мысалы сол кездегі құрылыс пен әскери техниканың сұранысы). Физиканың дамуы техниканың деңгейімен байланысты (мысалы, электронды техника, ядролық техника және т.б.). Физикадағы заңдардың ашылуы, сақталу заңы, энергия түрленуі философияға жақын келеді. Философилық дүниетаным физика үшін үлкен роль атқарады. Физика пәні бізді қоршаған табиғат, яғни біз тұратын материалдық әлем. Материалдық әлем әртүрлі. Материяның екі түрі бар – зат және өріс. Затқа жататындары: элементар бөлшектер, атом ядросы, атомдар, молекулалар және олардан тұратын дене (қатты, сұйық, газ тәрізді, плазма, биологиялық объектілер), планеталар, жұлдыздар, галактика. Өрістер арқылы (гравитациялық, және т. б.) зат бөлшектерінің арасында өзара әсерлесу жүзеге асырылады.. Материяның әртүрі бір біріне айнала алады, мысалы, электрон және позитрон (зат бөлшектері) аннигиляциясы нәтижесінде екі гамма квантқа (яғни, электрмагниттік өріс) айналады. Кері процесс те болуы мүмкін. Қазіргі уақытта кез келген материалдық объектілердің өзара әсерлесуі төрт негізгі әсерлесуге бөлінеді. Бұл күшті (немесе ядролық), электромагниттік, әлсіз және гравитациялық өзара әрекеттесу. Гравитациялық өзара өзара әсерлесу денелердің Жерге тартылуы арқылы жүзеге асады, күн жүйесі, жұлдыздар жүйесінің (галактика) болуы. Бұл өзара әрекеттесу әмбебап болып табылады, яғни кез келген микро және макрообъектілерге қолданылады, бірақ үлкен массалары бар денелер үшін ғана маңызды. Электромагниттік өзара әрекеттесу атомдардың, молекулалардың және кәдімгі денелердің өмір сүруіне әкеледі, соның арқасында үйкеліс күші, серпімділік күші, беттік керілу күші және т. б. күштер пайда болады. Күшті (ядролық) өзара өзара әсерлесу ядро ішінде болады. Әлсіз өзара әсерлесу кейбір тұрақсыз элементар бөлшектерді ыдырауға әкеліп соғады. Материалдық объектілердің өзара әрекеттесуден басқа қасиеттерінің бірі қозғалыс болып табылады. Бұл ретте қозғалыс деп кез келген өзгерістер мен өзара бір біріне айналу, қарапайым механикалық орын ауыстырудан ең күрделі процестер мен құбылыстарға дейін, мысалы, жұлдыздардың, планеталардың, басқа да астрономиялық объектілердің құрылуы, жердегі биологиялық объектілердің өмір сүру және дамуы деп түсіну керек. Материя түрлерінің алуан түрлілігі мен оның қозғалыс формалары өркениеттің дамуына қарай, қоршаған орта туралы білімді артуына байланысты, ғылымда дифференциация болды, физикадан (бастапқыда табиғат туралы жалғыз ғылым) өз нысандары мен зерттеу әдістері бар, материя қозғалысының белгілі бір формаларды зерттейтін басқа ғылымдар бөлінді: химия, биология, геология, экология, астрономия, медицина және т. б. Физика бұл ретте қоршаған әлем оқытуда өзінің білім берудегі ерекше рөлін сақтап қалды. Осылайша, физика, неғұрлым қарапайым және сонымен бірге қозғалыстың жалпы түрлері мен өзара өзара әсерлесу түрлерін зерттей отырып, барлық жаратылыстану және қолданбалы ғылымдар үшін іргетас болып табылатын заңдарды белгілейді. Кез келген физикалық зерттеу бақылаудан, яғни белгілі бір құбылысты табылған жағдайда зерттеуден басталады. Бақылау нәтижелерін талдау нәтижесінде белгілі бір заңдылықтар белгіленеді. Егер бақылау нәтижелері жеткілікті болса, онда оларды түсіндіру үшін жұмыс гипотезасы – қандай да бір дәрежеде байқалатын құбылысты түсіндіретін ғылыми болжам ұсынылады. Гипотезаны эксперимент арқылы тексереді, яғни жасанды, Зертханалық жағдайларда осы құбылысты зерттейді. Тәжірибе (немесе эксперимент) физикадағы зерттеулердің негізгі әдісі болып табылады. Экспериментте өлшеулер, яғни қандай да бір параметрлердің, шамалардың, қасиеттердің сандық бағасы маңызды мәнге ие. Эксперимент барысында құбылысты әр түрлі жағдайларда және бірнеше рет байқауға болады, анықталған заңдылықтар тексеріледі, нақтыланады, сандық өзара байланыстар орнатылады, одан кейін олар заңға айналады. Физикалық заңдар-табиғатта бар тұрақты қайталанатын объективті заңдылықтар. Ғалымдардың міндеті осы заңдылықтарды кейіннен практикалық қызметте пайдалану үшін белгілеу болып табылады. Заңдар әдетте әр түрлі шамалар арасындағы сандық қатынас түрінде қалыптасады. Танымның жоғарғы сатысы физикалық теорияны құру болып табылады. Физикалық теория-тәжірибелік деректерді жинақтайтын және табиғаттың объективті заңдылықтарын көрсететін негізгі идеялар, заңдар жүйесі. Физикалық теория табиғат құбылыстарының тұтас саласын бірыңғай көзқараспен түсіндіреді. Теория одан әрі практикамен, яғни көптеген эксперименттермен, тәжірибемен тексеріледі, онда теорияның қолданылу шектері анықталады, қажетті толықтырулар мен нақтылаулар енгізіледі. Физикалық нысандар немесе физикалық құбылыстар объектінің күрделі құрылымына байланысты немесе басқа объектілермен көптеген байланыстардың болуы немесе әртүрлі факторлардың әсерінен өте күрделі болып табылады. Сондықтан зерттеудің бастапқы кезеңдерінде қандай да бір объектіні немесе құбылысты сипаттау кезінде оның негізгі, анықтаушы белгілерін бөліп қарастырады, ал аса ескерусіз қасиеттері немесе ерекшеліктері ескерілмейді, яғни нақты объект немесе құбылыс кейбір үлгімен алмастырылады. Модель-кез келген табиғат объектісі, ақыл-ой немесе материалдық іске асырылған, ол құбылысты, процесті немесе жүйені зерттеу немесе зерттеу мақсатында жаңғыртады. Құбылыстарды, процестер мен жүйелерді зерттеу әдісі олардың модельдерін құру мен зерттеуге негізделген үлгілеу атауын алды. Модельдердің бірнеше түрі бар. Нақты іске асыруды талап етпейтін және әдетте математикалық модельдеумен үйлестірілетін ақыл-ой (елестететін) модельдер, ол шынайы барабар идеалданған процестер мен жүйелердің аналитикалық сипаттамасын білдіреді. Бұл жағдайда математикалық модель туралы айтады. Мұндай модельдердің мысалдары материалдық нүкте, мүлдем қатты дене, жарықтың нүктелі көзі, үйкеліссіз дененің механикалық қозғалысы және т. б. болып табылады. Физикалық модельдер объектілердің құрылымын, олардың функциялары мен қасиеттерін жаңғыртады. Мысалы, ұшақтың кішірейтілген көшірмесі табиғи аэродинамикалық сипаттамалары зерттелетін оның физикалық үлгісі болып табылады Физиканың негізгі заңдары физикалық шамаларды өлшеу үшін сол шамаларды өзара байланыстырады. Егер физикалық шамалардың өлшемдерін ерікті түрде алатын болсақ, онда оларды салыстыру кезінде қиындықтар туындайды. Сол себепті жеті негізгі және екі қосымша бірліктен тұратын халықаралық жүйе құрылған. Негізгі өлшем бірліктер: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль және кандела, ал қосымша бірліктер: радиан және стерадиан. жүктеу/скачать 3.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|