Фотоэффект заңдары

1887 жылы Генрих Герц жарықтың әсерінен кез келген дененің бетінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты. Бұл құбылысты фотоэлектрлік эффект, немесе фотоэффект деп атайды, ал фотоэффект нәтижесінде босатылған электрондар фотоэлектрондар деп аталады.

Фотоэффект заңдары
Зерттеулердің анықтауынша:
• Фотоэлектрлік токтың күші оны тудыратын электромагниттік сәулеленудің қуатына пропорционал.
• Фотоэлектрондарды максималды кинетикалық энергиясы түскен жарықтың түскен жиілігіне пропорционалды өседі және жарық қуатына тәуелді емес.
• Егер жарықтың жиілігі алынған дене үшін белгілі бір жиіліктен төмен болса (фотоэффектінің қызыл шекарасы), фотоэффект байқалмайды.
Осы тәжірибелік нәтижелерді фотоэффект заңдары дейді.
Фотоэффект заңдары электромагниттік сәулеленудің зат электрондарымен әсерлесу механизміне ешбір түрде сәйкес бола алмайды.
Электромагниттік сәулелену зат бетіне түскенде, заттың үстінгі қабатындағы электрондардың бәрі бірдей мәжбүрленген тербелісті бастау керек. Оң зарядталған атом ядросы тартылысынан босау үшін қажетті энергиясы біраз уақыт болған соң ғана жиып алады. Сонымен фототоктың пайда болуы жарықтандыру басталған мезеттен біраз кешігуі керек. Тәжірибеде фототоктың ешкандай кешігуі байқалмайды.
Классикалық теория бұған қоса фотоэффектінің қызыл шекарасы болуы және фотоэлектрондардың сәулелену қуатынан, яғни электромагниттік толқынның өріс амплитудасының тәуелсіздігін түсіндіре алады.

Электромагниттік толқынның (жарықтың) элементар бөлшегі- фотон (грекше phos, photas- жарық). Фотон зарядсыз (нейтрал) бөлшек. Ол вакуумде c=3·10м/с жылдамдықпен тарайды. Оның энергиясы (ε) жиілігімен (ν) анықталады: ε=hν/c, оның тыныштықтағы массасы m=0. Фотон электромагниттік әсерлесуді тасымалдайтын бөлшек. Зарядталған бөлшектердің фотондарды шығаруы немесе сіңіруі барлық электромагниттік процестердің негізі болып табылады. Фотон туралы ұғым кванттық теория мен салыстырмалы теорияның даму барысында пайда болды. 1905 жылы А.Эйнштейн фотоэффект құбылысының заңдылықтарын түсіндіру үшін 1900 жылы неміс физигі М.Планк ашқан жарық кванттары туралы ұғымды пайдаланды. Жарықтың фотондардан (кванттардан) тұратындығы люминесценциялық құбылыстар мен фотохимиялық реакциялар арқылы дәлелденді. “Фотон” терминін ғылымға 1929 жылы америка ғалымы Г.Льюис енгізді. Фотон бозондарға жатады. Оның меншікті импульс моментінің (спинінің) қозғалыс бағытына проекциялары S=±1. ....
Рефераттар
Толық

Физика | Қатты денелер

Біз қатты дене жершарының бетінде, қатты денелерден салынған құрылыстарда-үйлерде өмірсүріп жатырмыз. Біздін денеміздең құрамында шамамен 65% су болғанын өзіде (мйда 80%) олкатты денеге жатады. Қатты денелердің қасиеттерін білу тіршілік үшін қажет.
Қатты денелер сұиықтар сияқты өзінің көлемін ғана сақтап қоймады, сонымен бірге пішінін де сақтай алады. Олар негізінен кристал күйде болады екен.
1)Кистал деген.
Кристалдар-атамдары немесе малекулалары кеністікте белгілі орындалып, реттеліп орналасқан қатты денелер. Кристалдың сыртқы пішіні дүрыс яғни бірқаліпті болуында осған байланысты.
Мысалы: кәдімгі ас тұзы тұиіршігінін бір-бірімен тік бұрыш жасап тұрған жазық жазық тоқтары бар. Мұны лупа арқылы астұзын қарап байқауға болады. Ал қар құлауының пішіні геометриялық шағыннан қандай дұрыс дегенімізше ! Мұндай да кристалл қатты дененің-мұздың ішкі құрылысының геметриялық дұрыстығы бейнеленген.
2)Кристалдық күйлердің айрықша белгілері.
Табиғаттағы днелердің көпшілігінің құрлымы кристалдық болып саналады.
Мысалы:барлық минералдар немесе барлық талдар қатты күйінде кристалл болып табылады.
Бірәқ сыртқы пішіні дұрыс болып келуі кристалдық реттелген құрылысының жалғыз ғана ең басты салалары бола алмай»ды. Бастысы-физикалық қасиеттердің кристалды таңдалып алынған бағытқа тәуелділігі. Ең алдымен, кристалдық механикалық біріктірігінің әртүрлі бағытта түрліше болатыны көзге түседі.
Барлық бағыттар бойынша қасиеттері бірдей болатын денелерді изотопты деп атайды. Кейбір газдар мен сұиықтардаң басқа барлық сұйықтар немесе оларды қатты денелер изотопты болып саналады.....
Рефераттар
Толық

Физика | Кристалл және аморфты денелер

Ұқсастықтары және айырмашылықтары. Физикада қатты дене деп тек кристалл денелерді айтады. Аморфты денелердің сырт қарағанда көлемін және пішінін сақтауы оларды қатты дене етіп көрсеткенімен, бұл денелер өте тұтқыр сұйық деп қарастырылады. Температура жоғарылаған сайын олардың сұйыққа тән қасиеттері бірден көріне бастайды, бірте-бірте еріп, сүйықтың барлық қасиеттеріне ие болады.
Аморфты денелер – изотропты. Кристалдың қасиеттері әр түрлі бағыттарда түрліше болады. Кристалдар – анизотропты.
Аморфты денелер. Атомдарының ретті орналасуы алыс қашықтықтарда да қайталанып отыруымен сипатталатын кристалдық денелерден аморфты денелердің айырмашылығы, мұнда тек жуық тәртіп қана орын алады. Кейбір заттар кристалл және аморфтық түрде де бола алады.
Кристалдар. Өзінің формасын да, көлемін де сақтайтын затты қатты дене деп атайтынымыз белгілі. Бірақ бұлар заттың қатты күйін тек сыртқы түріне қарап қана сипаттайды. Физикалық тұрғыдан алғанда біз бұл белгілеріне қарап қатты күйді сұйық күйден айыра аламыз.
Кристалдардың ішкі құрылымсын рентген сәулелерінің көмегімен зерттеулер олардағы бөлшектердің (молекулалар, атомдар және иондардың) дұрыс орналасатынын көрсетті, яғни олар кристалдық (кеңістіктік) тор түзейді. Кристалдық тордағы қатты дененің бөлшектерінің ең орнықты тепе-теңдік қалпына сәйкес нүктелері тордың түйіндері деп аталады.
Кеңістіктік тор. Криталдағы бөлшектердің дұрыс орналасуын кристалдардың кейбір қасиеттерінің бағытқа тәуелділігі, яғни анизотропиясы шығады.
Анизотропия қасиетінің тек монокристалдарға ғана тән болатындығын да айта кетейік. Қатты денелердің көпшілігінің құрылымы поликристалды (грек. поли - көп), яғни микроскоппен ғана көруге болатын өте ұсақ кристалдардың жиынтығынан тұрады. Поликристалды денелер мен аморфты денелердің айырмашылығы мынада: поликристалдық денелердің анизотропия байқалатын өте кішкентай бөлігін бөліп алуға болады, ал аморфты денелердің кез-келген бөлігін қарастырсақ та, ол әрқашан изотропты.....
Рефераттар
Толық

Физика | Жер асты суларының құрылу процестері құрамы және қасиеттері

Климаттық режимдер. Климаттық факторлар ықпалынан грунт суларының теңбе-теңдігі, яғни қоректену мен шығын арасындағы қатынас өзгереді (қоректену шығыннан асып түскенде грунт суларының деңгейі жоғарылайды, шығын қоректенуден асып туссе, су деңгейі төмендейді, ал қоректену мен шығын тең болса, су теңбе-теңдігінде ауытқулар болмайды). Режимнің бұл типімен сипатталатын грунт сулары атмосфералық жауын-шашынның есесінен қоректенеді. Сондықтан грунт сулары деңгейінің маусымдық, жылдық және көпжылдық ауытқулары және тұмалардың өнімі жерге сіңген жауын-шашын мөлшерінің шамасына байланысты болады. Сондықтан инфильтрациялық қоректенудің шамасы тек түскен жауын-шашын мөлшері мен олардың жыл маусымдарына қарай бөлінуінен ғана емес, сонымен қатар буланудың, су өткізгіштіктің, аэрация аймағы қалыңдығы мен оның температуралық режиміне байланысты болу себебінен грунт сулары деңгейінің ауытқу сипаттары да түрліше болуы мүмкін Оңтүстіктің далалық, шөлдік, шөлейттік аймақтарда буланудың төмендеген жағдайларында түскен жауын-шашын және еріген қар мен мұз суларының инфильтрациясы нәтижесінде грунт суларының деңгейі ақпан, наурыз айларында жоғарылайды. Бұдан кейінгі уақытта (күзге дейін) күшейе түскен булану мен транспирация әсерінен су деңгейі төмендейді, тек ерекше мол жауын-шашын түскенде су деңгейі жоғарылай бастайды. Аталған аймақтарда жазғы жауын-шашын грунт суларының деңгейіне дейін барып жетпейді деуге болады. ....
Рефераттар
Толық

Физика | Жер тобының планеталары

Жер тобындағы планеталары-Меркурий, Шолпан,Жер және Марстың алып планеталардан айырмашылығы-олардың өлшемі кіші, массасы азырақ, тығыздығы үлкендірек, осінен айналысы баяулау, атмосферасы едәуір сиректеу, серіктері аз не мүлде жоқ.
Қазіргі кезде осы топқа жататын планеталарды (және Айды да)
зерттеу жан-жақты жүргізіледі, оған тек астрономдар ғана емес, басқа саланың мамандары да:геологтар,геофизиктер,топографтар, радиоинженерлер және т.б. назар аударуда, олар планеталарды зерттеуде жер жағдайында жақсы сыннан, өткен және планеталардың бетінің құрылысы мен атмосферасы жайлы сенімді мәліметтер бере алатын методтарды қолданады.....
Рефераттар
Толық

Физика | Дене сапасының дамуын бақылау

1. Жылдамдық сапасын бақылау

Спортшылардың жылдамдық сапасы қозғалыстарды минималды уақыт аралығында орындауда байқалады.
Жылдамдық сапасының байқалуының элементарлы және комплекстң түрлері бар (М.А. Годик, 1966).
Элементарлы түрлерге келесілер жатады:
а) реакция уақыты;
б) бірлік қозғалыстың уақыты;
в) локальді қозғалыстардың темпі.
Комплексті түрлері спорттық қозғалыстарды орындау жылдамдығымен сипатталады (спринтерлік жүгіру уақыты, футболшы немесе хоккеисттің оқыс алға ұмтылу, боксшы ұрулары және т.б.).

1.1. Реакция уақытын бақылау

Кез келген жаттығуды орындау уақыты әдетте 2 ауыспалы уақытпан тұрады: реакция уақыты (РУ) және қозғалыс уақыты (ҚУ). Мысалы, 10,5 секундқа сәйкес келетін 100 метрге жүгіру нәтижесі жүгірушінің мәрелік реакция уақыты (0,15 с) мен арақашықтықты жүгіріп өту уақыттарының (10,35 с) қосындысына тең болады.
Циклді характерлі спорт түрлерінің нәтижесінде реакция уақытының «салымы» жоғары емес. Мысалы, 100 м-ге жүгіруде 2-3%, 1000 м-ге жүгіруде – 0,02%.
Реакцияның жай және күрделі түрлері болады. Күрделі реакция түрлері таңдау реакциясы және жылжымалы объект реакциясы болып екіге бөлінеді.
Жай реакция уақытын сигнал түрі мен жауап әдісі алдын-ала белгілі болған кезде анықтауға болады (мысалы, лампа күйіп кеткенде кнопканы жібере салу, стартер атысында жүгіруді бастау). Жай реакцияның уақыты 0,3 секундтен аспайды.

Лабораториялық жағдайда реакция уақытын өлшеу реакциомерлер (хронорефлексометрлер) көмегімен жүргізіледі. Сигнал (дыбыстық, жарықтық және тактильдік) стандартты болуы керек. Өлшеу комплексінің кемшілігі миллисекунд бірлігінен аспауы керек.
Күрделі реакцияда сигнал түрі мен жауап әдісі белгісіз болады (бұл ойындар мен жекпе-жек күресте кездеседі, себебі мұнда спортшының жауабы қарсыластың іс-әрекетіне тәуелді болады). Жарыс кезінде осындай реакцияның уақытын анықтап тіркеу өте қиын.....
Рефераттар
Толық

Физика | Динисторлар

Динисторлар,немесе диодты тиристорлар,диодты ауыстырғыштар болып табылады.

Динистордың екі ғана электроды (анод пен катод) болғандықтан,оның кернеу түсірілетін кірісі мен шығысы бір болып,басқарылу мүмкіндіктерін шектеп, қолдану ауқымдарын тарылтады.
Тиристорлардан айырмашылығы: динисторларда басқарушы электродтар болмайды.
Олардың вольт-амперлік сипаттамасы (1-сурет) триотты тиристорларға ұқсас.Бір айырмашылығы:оларда аралық ауысу нүктелерінің болмауы.(Iy1,Uпр.1),(Iy2,Uпр.2)т.с.с

1-сурет.Динистордың вольт-амперлік сипаттамасы

Динистор құрылымындағы p-n ауысуларының өзара орналасуы мен ондағы заряд тасушыларының ағындары 2-суретте көрсетілген.
Динистор құрылымы үш p-n ауысуынан(А1,А2,А3)тұрады.Сыртқы ток көзінің оң полюсі анодқа қосылғанда А1 және А3 ауысулары тура ығысады да,ал А2 ауысуы кері ығысады.А1 мен А3-те инжекция басталып,А1-де кемтіктер ағыны(тогы) Ip,А3-те электрондар ағыны In (ток бағыты кері бағытталған)пайда болып,олар көрші аймақтарға (n1 және p2) еніп,тіпті өз екпіндерімен одан арғы аймақтарға (p2 және n1) да өте бастайды.Осының салдарынан p2 аймағында кемтіктер пайда болып,ал n1 аймағына электрондар келіп қосылып,ондағы негізгі заряд тасушылар санын көбейтеді.Олай болса, p2-де кемтіктердің оң зарядтарының көбеюі, n1-де электрондардың теріс зарядтарының көбеюі қандай өзгерістерге әкеп соқтыруы мүмкін?Әрине,осы зарядтарды бейтараптандыру үшін көрші қабаттардан қарама-қарсы заряд тасушылар ағыны пайда болпр еді: n2 аймағынан қосымша электрондар,ал p1 аймағынан қосымша кемтіктер қозғалысы.Егер осы қосымша тартылған заряд тасушылар саны бастапқы заряд тасушылар санынан артық болса,онда бұл процесс үсті-үстіне үдей түсіп,p2 аймағында шектен тыс оң зарядтар,n1 аймағында электрондар жиналып,орталық А2-ге теріс бағытта түскеніне қарамастан) әкеп соғар еді.Сонымен,А1,А2,А3 ауысуларының бәрі бірдей тура қосылуға ығысып,динистор шексіз ток өткізе бастар еді.Токтың бұдан кейінгі кедергісі жартылай өткізгіш қабаттарының ( p1,n1,p2,n2) өзіндік кедергілерімен ғана анықталып,олардың өте аз шама болуына байланысты,динистор токты шексіз үлкен шамада өткізіп жатыр деп есептеуге болады. ....
Рефераттар
Толық

Физика | Диод

Жартылай өткізгіштер деп өзінің меншікті электрлік кедергісінің шамасы бойынша металлдар мен изоляторлардың ортасында орын алатын заттардың тобын айтады. Жартылай өткізгіштерге германий, кремний, селен элементтері жатады. Қазіргі заттың құрылысы туралы теория бойынша әрбір атом электрондар бұлтына оранған ядродан тұрады. Энергиялары белгілі қабаттарда, ядродан біршама қашықтықта электрондар айналып жүреді. Бұл көзге көрінбейтін атомды қатпар – қатпар қабаттардан тұратын пияздай құрылысы бар деп ойша көзге елестетуге болады. Әрбір энергиясының шамасы белгілі қабат энергетикалық деңгей немесе энергия деп аталады. Атомның барлық энергетикалық деңгейде екі электроннан артық басқа электрон орналасуы мүмкін емес. Электрон рұқсат етілген бір деңгейден алыстау орналасқан энергиясы үлкен басқа деңгейге ауысқан кезде энергияның жұтылу процесі жүреді де, ал егерде электрон энергиясы жоғары деңгейден энергиясы төмен деңгейге көшсе энергия сыртқа бөлініп шығады. Энергия тура анықталған кішкентай бөліктермен (порциялармен) – кванттармен жұтылып және бөлініп отырады. Энергетикалық деңгейлердің энергия шамасымен өлшенетін арақашықтықтары энергия шамасы өскен сайын кішірейеді. Энергетикалық спектрдің төбесі болып, электрон атомдық байланыстан босанып, атомды тастап кететіндей энергия мәнін қабылдаған кез, яғни позиция процесі жүретін энергия деңгейі есептелінеді.
Егерде әртүрлі элементтердің атомдарының құрылысын қарастыратын болсақ, электрондармен тегіс толықтырылған қабаттар(ішкі қабаттар) мен жете толтырылмаған қабаттарды(сыртқы қабаттар) айыруға болады. Соңғы айтылған қабаттар ядромен әлсіз байланысқан, сондықтан да олар басқа атомдармен жеңіл қарым – қатынасқа түсе алады. Осы себептен сыртқы толықпаған қабатта орналасқан электрондар валенттік электрондар деп аталады.
Заттардың молекулулардан, ал молекулалардың атомдардан құалатыны белгілі. Осындай молекулалар құрылған кезде оның жеке атомдарының арасында бірнеше байланыс түрі болады. Жартылай өткізгіштер үшін көп таралған байланыстың түрі көрші атомдардың валенттік электрондарының қосарлануынан туған коваленттік байланыс.
Кванттық теория бойынша, жақын орналасқан біртекті атомдар тобының энергетикалық диаграммасы жеке атомның диаграммасынан өзгеше болады.....
Рефераттар
Толық

Физика | А. С. Поповтың радионы ойлап табуы

Герц тәжірибелері 1888 ж. жарияланып шығысымен дүние жүзінің физиктерін қызықтырады. Ғылымдар электромагниттік толқындарды шығарушыны және қабылдағышты жетілдіру жолдарын іздей бастады.
Радиобайланыс принципі былай. Хабарлаушы антеннада жасалған жиілігі жоғары айнымалы электр тогы айналадағы кеңістікте тез өзгеретін электромагниттік өріс туғызады да, ол электромагниттік толқын түрінде тарайды. Қабылдауышы антеннаға жеткеннен кейін, электромагниттік толқын хабарлағыш қандай жиілікпен істейтін болса, жиілігі дәл сондай айнымалы ток туғызады.
Сендер модуляция мен детектирлеудің не екенің білесіңдер. Енді осы процестердің қалай іске асырылатындығын қарастырайық.
Ресейде ең алғашқылардың бірі болып электромагниттік толқындарды зерттеумен шұғылданған Кронштадтағы офицерлер курсының мұғалімі Александр Степанович Попов еді. Ол Герц тәжірибелерін жаңғыртып жасап көріп, содан кейін электромагтиттік толқындарды тіркеудің анағұрлым сенімді, әрі сезгіш тәсілін тапты.
Электромагниттік толқындарды тікелей «сезетін» тетік есебінде А.С.Попов когерерді қолданды. Бұл прибор - екі электроды бар шыны түтік. Түтік ішінде ұсақ металл үгінділері салынған. Бұл прибордың қызметі электр зарядтрының металл ұнтаққа тигізетін әсерінен негізделген. Кәдімгі жағдайда когерердің кедергісі үлкен болады, өйткені үгінділердің бір-біріне тиісі (контактісі) нашар. Келген электромагниттік толқын когерер ішінде жиілігі жоғары айнымалы ток туғызады. Үгінділер арасында ұсақ ұшқындар шығады да үгінділерді пісіріп тастайды. Нәтижесінде когерердің кедергісі күрт төмендейді (А.С.Поповтың тәжірибесінде 1000000Омнан 1000-500 Омға, яғни 100-200 есе төмендейді). Приборды сілкіп қалса, ол бұрынғы үлкен кедергісіне қайта ие болады. Сымсыз байланысты іске асыруда, автоматты қабылдауды іске асырып тұту үшін, А.С.Попов сигналды қабылданғаннан кейін когерерді сілкіп қалып тұратын қоңыраулы құрылғыны пайдаланды. Электромагнитті толқын келген кезде қоңырауының тізбегі когерер арқылы тұйықталады. Толқын қабылдау аяқталысымен, қоңырау жұмысы бірден тоқтатылады, өйткені қонңыраудың балғасы қоңыраудың табақшасын да, когерерді де соғады. Когерерді соңғы сілкінгенде аппарат жаңа толқынды қабылдауға дайын тұрады. А. С. Поповтың қабылдағышының схемасы келтірілген, ол оның «Орыстың физика-химия қоғамының журналындағы» мақаласынан алынған.....
Рефераттар
Толық

Физика | Балқытып дәнекерлеуді жіктеу және оның негізгі түрлері

Дәнекерлеу процесін энергия мен заттың қайтымсыз өзгерістерімен байланысты екі негізгі физикалық құбылыс: энергияны басқарып, енгізу мен заттар қозғалысын анықтайды.
Энергияны енгізу – дәнекерлеудің қажетті шарты болып, қосымша энергиясыз қосылысатын беттер активтелуі мүмкін емес. Енгізілетін энергияның түрі мен түзілім сипаты дәнекерлеудің процесінің түрін анықтайды. Затты енгізу тек балқытып дәнекерлеудің кейбір түрлері кезінде қажет болып, мұндағы энергияның бір бөлігін бұл жағдайда балқытылған материалға енгізілуі мүмкін.
Қазіргі кезде жіктемесі негізгі физикалық, техникалық және технологиялық белгілер бойынша жүретін дәнекерлеу процестерінің 150-ден астам түрі бар.
Жіктеудің негізгі белгілері болып дәнекерлік қосылысты алу үшін қолданылатын энергия түрі табылады. Осы белгілері бойынша барлық дәнекерлеу процестері мына үш кластық: терминалық, термомеханикалық немесе механикалық түрлердің біріне жатады.
1.1 Кесте
Металдардың физикалық қасиетіне қарай дәнекерлеу әдісінің түрлері.
Қысымсыз жалынды дәнекер (термиялық клас) Қысымды дәнекер
Термомеханикалық клас Механикалық клас
Доғалы
Электрлішлакты
Плазмалы
Электронды-сәулелік
Лазерлік
Термитті
Газды Контакталы
Диффузионды
Ұсталық
Газдыпре р
Жоғарғыжиілік
Пешті Салқын
Сырғымалы
Ультрадыбыстық
Жарылғышты
Магнитті-импульсті
1.1 кестеге сай термиялық класс жылулық энергияларды: доғалық, электрошлактық, плазмалық, электронды-сәулелік, лазерлік және газды энергияларды пайдаланумен жүзеге асатын балқытып дәнекерлеудің барлық түрлерін қамтиды. Термомеханикалық класқа жанулық энергия мен қысымды пайдаланудағы дәнекерлеудің барлық түрлері бірігеді: контактылық, диффузиялық, ұсталық, газдыпрестік түрлері және т.б. механикалық класқа механикалық энергияны қолданумен жүзеге асатын қысыммен дәнекерлеудің барлық түрлері жатады: суық, үйкелістік, ультрадыбыстық және жарылыстық дәнекерлеу. ....
Рефераттар
Толық