Файл: 1, Нанотехнология ымы Нанотехнология.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.03.2024

Просмотров: 10

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1, Нанотехнология ұғымы

Нанотехнология — бұл көзге көрінбейтін аса ұсақ бөлшектерді ретке келтіре отырып, соның ерекшеліктерін алдын-ала белгілеп беру арқылы әлдебір құрылымды құрастыруға қажетті жекелеген атомдарды ыңғайластыра орналастыру.[1]

Нанотехнология – кеңістіктің нанометрлік аймағындағы жеке атомдарға, молекулаларға, молекулалық жүйелерге әсер ету арқылы жаңа физика-химиялық қасиеттері бар молекулалар, наноқұрылымдар, наноқұрылғылар мен материалдар алу мүмкіндіктерін зерттейтін қолданбалы ғылым. Нанометр дегеніміз бір метрдің миллиардтан бір бөлігі (1 нанометр=10−9 метр). Нанотехнология осындай ауқымды өлшемдермен айналысады.

2. Термодинамиканың бірінші бастамасы — термодинамикалық жүйелер үшін керек энергияның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады.[1]

3. Абсолюттік нөлдік температура (absolute zero), Кельвин шәкілі бойынша нөлге тең температура, мұндай температурада термодинамикалық жүйе ең төменгі энергияға ие болады. Бұл температура Фарангейт шәкілі бойынша — 459,67°Ғ немесе Цельсий шәкілі бойынша — 273,15 °С-қа сәйкес келеді және кез келген жүйе үшін теориялық тұрғыдан ең төменгі температура болып табылады. Газ қысым тұрақты болған кезде температураның түсуіне байланысты сығылады. Идеалды газ нөлдік температурада нөлдік көлемге жетуі мүмкін еді. Дегенмен температура абсолюттік нөлден жоғары болса, нақтылы газ газға немесе сұйықтыққа айналады. Абсолюттік нөлдік температурада жүйенің молекулалық (ішкі) энергиясы ең төменгі деңгейде болады, оны басқа жүйелерге беруге болмайды. Кельвин температуралық шәкілі үшін абсолюттік нөлдік температура нөлдік белгі болып табылады, ал бұл шәкілдің басты бірлігі болып Кельвин градусы қызмет атқарады.[1]

Роберт Бойль Абсолют нөл идеясын ұсынған адам.

Абсолют нөл - молекулалардың жылулық қозғалыстары түгелдей тоқталатын кезіндегі ең төмен шекті температура. Бойль-Мариотт заңы бойынша мұндай температура кезінде нақты газдың қысымы мен көлемі нөлге тең болады.[2]

4. Классикалық механика — Ньютон заңдары мен Галилейдің салыстырмалық принципіне негізделген механиканың
 бөлімі. Осы себептен, классикалық механиканы кейде Ньютон механикасы деп атайды. Физикада классикалық механика кванттық механика екеуі физиканың екі ірі қосалқысы деп айтса да болады.

Классикалық механика келесі бөлімшелерге бөлінеді:

  • Статика ( механиканың күш әсеріндегі материялық денелердің тепе-теңдік шарттарын зерттейтін саласы; механикалық жүйелердің тепе-теңдік күйін күш әсерімен зерттейтін механика бөлімі);

  • Кинематика (механиканың, дене қозғалысының геометриялық қасиеттерін, олардың массасы мен әсер етуші күштерді ескермей зерттейтін бөлімі);

  • Динамика ( механиканың түсірілген күш әсерінен материалдық денелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі).

5. Салыстырмалық принцип Механикалық құбылыстарды әр түрлі санақ жүйелерінде қарастыра отырып, Галилей келесі тұжырымғы келді: бірдей бастапқы шарттарда өзара қатысты бір қалыпты қозғалған кез келген инерциялық санақ жүйелерінде барлық механикалық құбылыстар бірдей өтеді. Бұл қағида Галилейлің салыстырмалық принципі деп аталады.

66. Галлилей түрлендірулері - бір-біріне қатысты қозғалатын санақ жүйесінде қозғалатын материалдық нуктенің координатасы мен уақытын байланыстыратын классикалық механиканың теңдеуі.

XIX ғасырдың аяғында физиктерде Ньютонның классикалық механика заңдарының немесе Максвеллдің электродинамика заңдарының, не Галилейдің салыстырмалылық принципінің дұрыстығына күмән туды. Осы қиындықтың дұрыс шешімін XX ғасырдың ұлы физигі А.Эйнштейн тапты. Талдау логикасы төмендегідей:

  1. Көптеген тәжірибелермен тексерілген электродинамика заңдарын дұрыс емес деп санауға негіз жок.

  2. Қозғалыстың салыстырмалылығы табиғат зандарын өзгертуге тиіс емес, себебі егер бір

санақ жүйесінен екіншісіне ауысқанда табиғат заңдары өзгерсе, онда олардың объективтік шындығына күдік келер еді. Эйнштейн бір санақ жүйесінен екіншісіне көшкенде табиғат зандарының бүзылмайтыньш біздің санамызға жеткізе дөлелдейтін жолды тандаган. Барлык жинақталган білімді қорыта келе, Эйнштейн екінші постулатты түжырымдады. Шынында да, Галилейдің механикалық салыстырмалылық принципін қорытындылайтын екінші постулат былай окылады: кез келген инерциялық жүйеде барлық физикалық құбылыстар (тек механикалық қана емес) бірдей жағдайларда бірдей өтеді, яғни таңдап алынған инерциялық санақ жүйесіне қатысты физикалық заңдар инвариантты

.

7.Резерфордтәжірибе
сі

Тәжірибеде алынған нәтижелерді зерделей отырып Резерфорд өз моделін ұсынды. Ол атомның оң заряды оның ортасында орналасқан радиусы шамамен 10-15 м өте аз көлемгежинақталған деген қорытындыға келді. Бұл орталық бөлшекті Резерфорд ядро деп атады. Атомның массасы түгел дерлік ядрода шоғырланған. Ядроны айнала әр түрлі орбиталарменэлектрондар қозғалып жүреді. Ең шеткі электрон орбитасының радиусы атомның радиусына тең, Ra≈10-10 м. Бұл үлгі Күн жүйесінің құрылымына ұқсайтын болғандықтан, оны атомныңпланетарлық моделі деп те атайды. Модель бойынша атом көлемінің басым көпшілік бөлігі "бос" болып шығады, ядроның радиусы атомның радиусынан 100000 есе кіші. Орбиталардағы электрондардың теріс зарядтарының қосындысы ядроның оң зарядына тең, атом электрлік бейтарап.

Атомның ішіндегі бос кеңістік "өте үлкен". Сондықтан, фольга арқылы өткенде альфа-бөлшектерінің көбі ядродан алыс өтеді де, шашырамайды. Электрондар альфа-бөлшектен 8 мың еседей жеңіл болғандықтан, оның қозғалыс траекториясын өзгерте алмайды. Тек ядроға тікелей қарсы келіп қалған альфа-бөлшектер ғана онымен әсерлесіп, кері ұшады. Мұндай бөлшектер саны ядро радиусының атом радиусына қатынасымен анықталады

8. Лоренц түрлендірулері, арнайы салыстырмалық теориясында — бір инерциялық санақ жүйесінен екіншісіне ауысқан кездегі қандай да бір оқиғаның координаттары мен уақытының түрленуі. Мұны бірінші рет голландия физигі Х. А. Лоренц (1853 — 1928) ашқан (1904). Лоренц түрлендірулеріне қарағанда классикалық микроскопты электродинамика теңдеуі өзінің түрін өзгертпейді.

“Лоренц түрлендірулері” деген атауды Альберт Эйнштейн енгізді (1905). Эйнштейн Лоренц түрлендірулерін арнайы салыстырмалық теориясының негізі болған екі постулат бойынша қорытып шығарды: барлық инерциалдық санақ жүйесінің бірдейлігі және вакуумдағы жарық жылдамдығының жарық көзі қозғалысына тәуелсіздігі.[1]

9. Эйнштейн постулаттары

Екінші постулат
Жарық жылдамдығы вакуумде жарық көзінің қозғалысына тәуелсіз және барлық бағыттарда да бірдей болады деген тоқтам болып табылады. Бұл дегеніміз, жарық жылдамдығы вакуумде барлық санақ жүйелерінде бірдей болады дегенді білдіреді. Сонымен, жарық жылдамдығы табиғатта ерекше орын алады екен. Бір санақ жүйесінен екіншісіне өткенде өзгеріп отыратын барлық жылдамдықтардай емес , жарық жылдамдығы бостықта инвариантты шама болып табылады. Мұндай жылдамдықтың болуының кеңістік пен уақыт жайлы көзқарастарды түпкілікті өзгеретіндігін алда көреміз. Эйнштейннің постулаттарынан сонымен қатар вакуумдегі жарық жылдамдығының шектік болып табылатындығы да шығады: ешқандай сигнал, бір дененің екінші денеге ешқандай әсері вакуумдегі жарық жылдамдығынан артық жылдамдықпен тарала алмайды. Осы жылдамдықпен, шектілік сипаты жарық жылдамдығының барлық санақ жүйелерінде бірдей болатындығын түсіндіреді. Шынында да, салыстырмалық принципі бойынша табиғат заңдары барлық инерциалық санақ жүйелерінде бірдей болу керек. Кез келген сигналдың жылдамдығының шектік міннен артық бола алмайтындығы табиғат заңы болып табылады. Демек, жылдамдықтың шектік- жарықтың вакуумдегі жылдамдығының - мәні де барлық инерциалдық санақ жүйелерінде бірдей болу керек. Сонымен, Эйнштейн постулаттары бойынша табиғаттағы денелер қозғалысының барлық мүмкін жылдамдықтарының және өзара әрекеттесулердің таралуларының мәні с шамасымен шектелген екен. Осы арқылы классикалық механиканың алыстан әсерлесу принципі тұғырдан түсті[4].


10. Бор постулаттары.
Атомның ядролық моделi α-бөлшектердiң жұқа алтын фольгадан шашырауын дұрыс түсiндiргенiмен екiншi жағынан басқа қиындыққа жолықты. Бұл бағыттағы зерттеулер барысында алғашқы елерлiктей табысқа дат ғалымы Нильс Бор жеттi. Ол классикалық физиканың атомдық жүйеге қатысты барлық көзқарастарын қайта қарай келiп, оның атомдарға қатысты жаңа тәжiрибелiк деректердi түсiндiруде дәрменсiз екенiне көзi жеттi. Бұл жерде классикалық физика ұғымдарының ауқымынан тысқары шығу қажет болатын. 1. Атомдар тек стационарлық күйлер деп аталатын қандай да бiр күйлерде ғана бола алады. Бұл күйдегi электрондар ядроны айнала үдей қозғалғанымен өзiнен сәуле шығармайды.

2. Сәуле шығару немесе жұту тек бiр стационарлық күйден екiншi стационарлық күйге өткен кезде ғана болады. Ал шығарылған немесе жұтылған сәуленiң жиiлiгi мына шарттан анықталады:

 , (5) мұндағы   және   – осы стационар күйлердiң энергиялары, ал h – Планк тұрақтысы. Бұл өрнек Бордың жиіліктер шарты немесе жиіліктер ережесі деп аталады.

11 Минковский кеңістігі

 Минковский кеңістігі (немесе Минковский кеңістігі) (/мɪŋˈкɔːfскмен,-ˈкɒf-/[1]) - тіркесімі үш өлшемді Евклид кеңістігі және уақыт төрт өлшемді көпжақты қайда кеңістік аралығы кез келген екеуінің арасында іс-шаралар тәуелді емес инерциялық санақ жүйесі олар жазылған. Бастапқыда математик жасағанымен Герман Минковский үшін Максвелл теңдеулері электромагнетизм, математикалық құрылымы Минковский кеңістікті көрсететін ерекше салыстырмалылықтың постулаттары.[2]

Минковский кеңістігі тығыз байланысты Эйнштейндікі теориясы арнайы салыстырмалылық және арнайы салыстырмалылық тұжырымдалатын ең кең таралған математикалық құрылым. Евклид кеңістігінде және уақытында жеке компоненттер әр түрлі болуы мүмкін ұзындықтың жиырылуы және уақытты кеңейту, Минковский кеңістігінде барлық анықтамалық шеңберлер оқиғалар арасындағы кеңістіктегі жалпы қашықтыққа келіседі.[nb 1] Ол уақытты 3 кеңістіктік өлшемдерге қарағанда басқаша қарайтын болғандықтан, Минковский кеңістігі ерекшеленеді 
төрт өлшемді эвклид кеңістігі.
14. Классикалық механикадағы бөлшек күйі

Классикалық механика — Ньютон заңдары мен Галилейдің салыстырмалық принципіне негізделген механиканың бөлімі. Осы себептен, классикалық механиканы кейде Ньютон механикасы деп атайды. Физикада классикалық механика кванттық механика екеуі физиканың екі ірі қосалқысы деп айтса да болады.

Классикалық механика келесі бөлімшелерге бөлінеді:

  • Статика ( механиканың күш әсеріндегі материялық денелердің тепе-теңдік шарттарын зерттейтін саласы; механикалық жүйелердің тепе-теңдік күйін күш әсерімен зерттейтін механика бөлімі);

  • Кинематика (механиканың, дене қозғалысының геометриялық қасиеттерін, олардың массасы мен әсер етуші күштерді ескермей зерттейтін бөлімі);

  • Динамика ( механиканың түсірілген күш әсерінен материалдық денелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі).

  • 15. 15. Кванттық механикадағы бөлшек күйінің сипаттамасы.
    Кванттық механика бұл өте кішкентай заттар туралы ғылым. Атомдар мен молекулалардың қозғалыс жылдамдықтарын анықтайтын ғылым

  • 2 турі бар. Релятивистік және релятивистік емес


  • 18.Бөлшектердіңпотенциалдық тосқауылдан өтуі.
    Потенциалдық тосқауыл — бөлшектердің кез келген түрі үшін жоғары потенциалдық энергиясы бар шектелген ұзындықтағы аймақ. Квантты- механикалық эффектілерді ескермегенде (мысалы, туннелдік эффект), Потенциалдық тосқауылды энергиясы оның биіктігінен асатын бөлшектер ғана басып өте алады.

  • Электрондар үшін потенциалдық тосқауыл өткізгіштігі әр түрлі орталардың шекарасында пайда болады. Әр түрлі өткізгіштердің түйіспесі үшін және шалаөткізгіштегі электронды-кемтіктік өткел үшін потенциалдық тосқауыл осы түйіспе жасалған материалдардың шығу жұмыстарының айырымына сәйкес келіп, электрон заряды мен түйіспелік потенциалдар айырымының көбейтіндісі тең болады



  • 19. Электрон спині.

  • Сондықтан электронның спинін бөлшектің массасы, ал зарядталған бөлшектің – заряды болатыны сияқты, олардың тағы спині бар деп микро-бөлшектің ішкі ажырамаған кванттық қасиеті ретінде қарастыру керек.

  • L спині механикалық момент сияқты

  • Спин Штерн және Герлах тәжірбиелерінде, яғни күшті біртекті емес магнит өрісі арқылы s-күйдеорналасқан сутегі атомының жіңішке шоғыры өткен кезде байқалады




Смотрите также файлы