JI
S
S
S
е
I < *
L.
ЗИКА
J
I
S
3
Σ
03
о
S
,∙¾r
II
5;
о
И
' -⅜ ^'
Q.
¥
I
S
с;
3
-Ө-
)S
1^
¾i
1_
£П
. I'
i
≠WR^+hi÷H
nKBV1
iS⅛ ЬМ1
		JMttι⅛wi⅛bJL⅛t⅛⅝
iwwwBgjimrw’^?
IMM∣
-⅛<fi
'l_LJLi.athsaeaat!r ∙~ •*
~j□3r^5rcqP
∣∣S⅛⅝J⅛"i	J
⅛jLJħ∑jL.	....

fsτ"¾'—V-*-τ-if-'-rτ—ifiF
3E⅛E
lR4f
Γ∙≡∙'4r∙
f'√t -Л-
L∖
«МӘГАРИФ» НӘШРИЯТЫ
.ЬЛ

ЭЛЕКТРОМАГНИТИК НУРЛАНЫШЛАР ШКАЛАСЫ
∖ "	'"'	'■	'⅛	.-B7' 7- '? 'B'=	7'- ■	' ■■, , В7 '’''..В;/
■ -	•:■■’■'■	.	.	'	■ j-*'×^='..s' 7=^>-''	7 В--■ ''-'■ е'^7 - .в ^ ' ■'.. λ '	•	■' '.-В.	=-,/
’ •	:.			г. У ,>_L-k	«в.лвв—чь I ι∙⅜ >i-⅛'7≡-4∣ 7ж. l-'ι^i \ ≈-'i I 1и» > ж. r∙"‰ I ≡7t>'	~Ч\
'7'в
ЭЛЕКТРИК BVl^MpP¾∖P НУРда1-1Ь1ШДАРЬ
⅛'S-⅛
⅞
£
⅛¾⅛∙-s⅛
Дулкын озынлыгы, м
10
5
,4
10
10
3
-λ2
10 I
10
1
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
Ешлык, Гц
‘Т
^sS
' '>7⅛4,
3-10
≡
2
М0ЛЕКУЛАЛ1
Дулкын
озынлыгы, м’
Ешлык, Гц
Фотоннар
энергиясе, Дж
1
⅛s
⅛⅛
1Q
10
5
Р
⅛-7
13
'⅜^∙l∖.÷⅜∙vr
21
6,6-10=
wi
4,1-10 -
⅜≡^.⅛'
’ ⅛sSS
√Λ-2
∣^^7X⅛⅛' -■
≡¾f∙*⅛⅛'⅛BV
≡'≡m!r'
^^^⅛⅛⅛⅛⅛5
^^^F⅛⅛⅞⅛⅛A-
^^^½⅛L⅛⅛⅛j
10
4
^rt5'-∙ "∙.
3∙10
10
■	'J⅞⅛≈''
1 в
8
⅛i≡
1-НЧ
3-10
+-
10
10
нч
3-10
+-
11
10
+++
13
S
Вй
⅛B0rf
6
10
1мкм ⅛
14^;:
з-ю
№
' '⅛≡
⅛'"∙⅛
j. ⅛'^.7⅛
⅛⅛⅛'
'⅛⅛!⅞
⅛
W
√⅝^j
⅛⅛⅛tf⅞W^^'
j⅜⅜g
к
^A1≡
∙'⅛
V
я.
■^0
⅛⅛lw
ж:я1
≡.
'Я
'∙⅞⅛bB
■"'"’ 'C∙.∙⅛''
⅞⅜∙⅛.
1
'.bl¾BBw
ss≡
<⅛ι¾B≡
≡s
⅛⅛
i^∙
'¾,^∙
Рэс. 104
к*
!■<
V
⅛*'
Ж!
⅛
ss
≡≡
■В
10
1
⅛β⅛
1о;..,

V; .∙√ ∖√∖B'- ■■ ■ '■ ∙⅛'-'	'⅛B∙
#ж
8
V5-
-9
⅜⅛1. '⅜ - Т: ⅜⅛⅛ ■' \
10
16
^⅛⅛>'∙i⅛'∙
⅛⅛⅛B∙
^⅛⅛i
⅛.Γ<¾'.∙'
^⅛⅛
6,6-10
18
I I ⅝
4,1-10
, ∙r.fl<^c∙Λ χ<⅞
■Ш?в
ws⅛s⅛.
⅛'⅛ =⅛''
⅞⅝g⅜⅛⅛^
⅜⅛⅛44
■ . Jfet⅛'.⅞⅛%⅜'
'■ -3^⅛B>s¾⅛
∙⅜⅜-⅛∙.-τ ⅜⅛⅞sB⅛.
⅛S7⅞∙⅛⅛⅛
∙⅛B⅛
⅛⅛⅞'
⅛
10
1
1нм
- -«17
Illi ■ i i i ⅜
3-10
I
⅛Γ√⅛''i∙∙
L^γ^⅛
i⅛7⅛⅛
⅛⅛'.
⅛⅜ ■
10
-10
10
-11
10
-12
10
-13
10
-15
6,6-10
I—1→
4,1 -Ю"^
¾⅝Bα⅛s⅛⅛ww
	W
19
|Ц i i ⅝
3-10
I
I i
ж?
^≡⅛
sw≡
ki⅛ J.-T*'.>∙jr.⅛,,
'■ ■ '
⅛'^⅛∙⅛⅛(
-⅛⅛⅛⅛i⅛fc⅛⅛' в;
⅛fk⅛
⅛'
∙7⅛.
∙⅛
1... 4
ш
⅛⅞⅛ ⅛r⅛-
¾ ⅛	⅛ W
В
≡⅛
1∏M
20
fej⅛¾∣
.-Ж
≡s
W∣
⅛l
te≡
⅛
W
∙⅛J"'*
⅛7⅛∙
<;
I
¾E^
Я1
Рэс. 105 ?
I
/<
3^ fii4 i .	\

в. г. Гайфуллин
Р. Ә. Исламшин
ФИЗИКА
Татар телендә урта гомуми белем бирү мәктәбенең
11 нче сыйныфы өчен дәреслек
Татарстан Республикасы Мәгариф һәм фән министрлыгы
тарафыннан рөхсәт ителгән
КАЗАН • «МӘГАРИФ» НӘШРИЯТЫ ∙ 2010

УДК 373.167.1: 53*11
ББК 22.3 я721
Г17
«Магнит кыры», «Электромагнетизм», «Электромагнитик тирбәнешләр һәм
дулкыннар», «Дулкынча һәм геометрик оптика» бүлекләрен —В.Г. Гайфуллин-,
«Махсус чагыштырмалылык теориясе нигезләре», «Квант физикасы», «Атом фи¬
зикасы», «Атом төше физикасы» бүлекләрен Р.Ә. Исламшин язды.
Рецензентлары:
Татарстан Республикасының атказанган укытучысы.
Казан шәһәре 1 нче номерлы татар гимназиясенең
физика укытучысы Н. Г. Гыймадиев;
Татарстан Республикасының атказанган укытучысы.
Казан педагогик колледжы укытучысы Р. X. Калимуллин-,
Казан шәһәре Г. Ибраһимов исемендәге 17 нче номерлы татар гимназиясенең
беренче категорияле физика укытучысы 3. К. Сабирова
Охраняется действующим законодательством об авторских и смежных
правах (Гражданский кодекс РФ, ч. 4, гл. 70). Воспроизведение всей книги или
её части на любых видах носителей запрещается без письменного разрешения
издательства.
Шартлы тамгалар:
9
• — сораулар
Δ — күнегүләр
□ -
эксперименталь
мәсьәләләр
Γ17
Гайфуллин В.Г.
Физика : Татар телендә урта гомуми белем бирү мәкт. 11 нче
с-фы өчен д-лек / В. Г. Гайфуллин, Р. Ә. Исламшин.— Казан : Мәгариф,
2010.— 207 б.: рәс. б-н.
ISBN 978-5-7761-2085-5
ISBN 978-5-7761-2085-5
© «Мәгариф» нәшрияты, 2010
© Бизәү. «Мәгариф» нәшрияты, 2010

КЕРЕШ
Гомуми белем бирү мәктәбенең 11 нче сыйныфы өчен язылган бу
дәреслек физиканы профильле укыту шартларында өйрәнү өчен тәкъдим
ителә.
Дәреслек 9 бүлектән тора. Магнит кыры, электромагнетизм, электро-
магнитик тирбәнешләр һәм дулкыннар, дулкынча һәм геометрик оптика,
махсус чагыштырмалылык теориясе нигезләре, квант физикасы, атом һәм
атом төше физикасы бүлекләренә караган барлык физик күренешләр физика
фәненең бүгенге көндәге югарылыгыннан чыгып аңлатыла. Бу бүлекләрдә
тасвирланган физик күренешләргә фәнни анализ ясала, алар тәҗрибәләрдә
раслана, формулалар ярдәмендә математик язылышы күрсәтелә; фәннең
үсеш проңессында барлыкка килгән фаразлар, гипотезалар, законнар, прин¬
циплар, теорияләр һәм әлегә хәл ителеп бетмәгән проблемалар турында
мәгълүмат бирелә.
Дәреслек материалын игътибар белән уку гына җитми. Андагы схема¬
ларга, математик формулаларга анализ ясап, мөстәкыйль фикер йөртү,
нәтиҗәләр ясый белү мөһим. Ьәр параграф соңында бирелгән сорауларга
җавап биреп һәм мөстәкыйль эшләү өчен бирелгән мәсьәләләрне чишеп,
укучы үзенең уңышлы эшләвен тикшерә ала.
Ьәр бүлектә тәкъдим ителгән эксперименталь биремнәрне үтәү укучы¬
ларда кирәкле практик күнекмәләр булдыруда ярдәм итәчәк.
«Электромагнитик тирбәнешләр һәм дулкыннар» бүлегенең практик
әһәмияте гаять зур булуына игътибар ителә. Алмаш токның теориясе дә
мәҗбүри электромагнитик тирбәнешләр теориясенә нигезләнә. Механик
һәм электромагнитик тирбәнешләр, физик табигатьләре төрле булуга кара¬
мастан, бер үк математик законнар белән тасвирлана.
Дәреслектә, гомумстандарт фундаменталь законнар һәм төшенчәләр
белән беррәттән, физика курсының җирле (региональ) компоненты да
исәпкә алынган. «Электромагнитик дулкыннар» бүлегендә бирелгән «Та¬
тарстан Республикасы энергетикасы», «Татарстанда радиотелефон элемтәсе»
һ.б. темалар шундыйлар.
Дәреслек 7—11 нче сыйныфларда физика курсы өчен эшләнгән дәүләт
стандартлары таләпләренә тулысынча туры килә, биредә элекке елларда
өйрәнгән белемнәр гомумиләштерелә, аларга таянып, яңа белемнәр бирелә,
дөньяның физик картинасын тулысынча күзаллау өчен мөмкинлекләр
ачыла.
Авторлар
3

МАГНИТ КЫРЫ
Тикторыш хәлендәге электр корылмалары — үзләре тирәсендә электр
кыры, ә хәрәкәт итүче корылмалар электр һәм магнит кыры тудыралар.
Әлеге бүлектә без магнит кырын өйрәнербез.
Вакыт узу белән үзгәрми торган магнит кырлары һәм вакыт узу
белән үзгәрә торган магнит һәм электр кырларының үзлекләре белән таны¬
шырбыз.
1.	Электр тогының магнит кыры. Электр
токларының магнитик тәэсирләшүе
2.	Лоренң көче
3.	Ампер законы һәм аны техникада
куллану
4.	МГД-генератор
5.	Электр тогының магнит кыры энер¬
гиясе
1. ЭЛЕКТР
ТОГЫНЫҢ
МАГНИТ КЫРЫ.
ЭЛЕКТР
ТОКЛАРЫНЫҢ
МАГНИТИК
ТӘЭСИР ЛӘШҮЕ
Рәс. 2
Корылмалы кисәкчекләр тирәсендә электр кыры
булуын сез беләсез инде. Төрле исемдәге корылмалар
бер-берсенә тартылалар, бер исемдәге корылмалар бер-
берсеннән этеләләр. Бу тәэсир итешүләрне электр кыр¬
лары башкара. Электр кырларының тәэсирләшү көче
Кулон законы белән исәпләнә.
+—
Рәс. 1
Бу күренеш магнит полюсларының тәэсир итешүенә
охшаш: бер исемдәге магнит полюслары бер-берсеннән
этеләләр, капма-каршы исемдәгеләре бер-берсенә тарты¬
лалар. Әмма электр һәм магнит күренешләренең бер-
берсенә бәйле икәнлеген ул чорда әле белмәгәннәр.
Кешеләр электр тогы булдырырга өйрәнгәч кенә, бу
бәйлелекнең барлыгы ачыла. 1820 елда Даниядә Копен¬
гаген университеты профессоры Хане Эрстед токлы
үткәргеч кырына урнашкан магнит угының авышуын
күргән (рәс. 1).
Шул ук елны француз физигы Андре Ампер
бер-берсенә параллель урнашкан токлы үткәргечләрнең
үзара тәэсир итешүен күзәткән. Үткәргечләрдә ток бер
юнәлештә булса, алар бер-берсенә тартылганнар (рәс. 2),
4

+
Н га тигез булса, үткәргечләрдәге ток
I
үткәргечләрдәге токлар капма-каршы юнәлештә булса,
алар бер-берсеннән этелгәннәр (рәс. 3).
Бу тәҗрибәләрдә тәэсир итешүләр чылбырдан ток
узганда гына барлыкка килгән. Димәк, бу тәэсирләшүләр
тикторыштагы корылмалар тәэсире түгел. Токлы үткәр¬
гечләрнең тәэсирләшүен магнитик тәэсирләшү диләр.
Хәрәкәт итүче корылмаларның тәэсирләшү көчләрен
магнит көчләре диләр. Магнит көчләрен токлы үткәргеч
тирәсендә барлыкка килгән магнит кыры тудыра.
Ток зурлыгы берәмлеге ампер токлы үткәргечләрнең
магнитик тәэсиреннән чыгып билгеләнә. Вакуумда бер-
берсеннән 1 м ераклыкта урнашкан үткәргечләрдән ток
узганда тәэсирләшү көче үткәргеч озынлыгының һәр
метрына 2 •
зурлыгы 1 А (ампер) була.
Токлы үткәргеч үзе тирәсендә магнит кыры туды¬
ра. Бу кыр,— электр һәм гравитаңия кырлары кебек,
материянең бер төре. Хәрәкәт итүче корылган кисәкчек¬
ләрнең тәэсирләшүе материя ярдәмендә барлыкка килә.
Тәҗрибәләр ярдәмендә магнит кырының ике үзлеге
ачыла:
1.	Магнит кырын электр тогы тудыра.
2.	Магнит кыры электр тогына тәэсир итүе белән
беленә.
Токлы үткәр тирәсендә магнит кырының барлыгын
берничә төрле юл белән күрсәтеп була. Шуларның бер¬
се — тимер вагы ярдәмендә. Моны тәҗрибәдә карыйк.
Катыргының уртасын тишеп, тишек аша туры үткәргеч
уздырыйк. Катыргыга тигез катлам итеп тимер вагы
сибеп, үткәргечтән ток уздырсак, тимер вагы кисәк¬
чекләре токлы үткәргеч тирәсендә конңентрик әйлә¬
нәләр булып урнашырлар (рәс. 4). Тимер вагының ае¬
рым кисәкчекләрен кечкенә магнит уклары дип карый
алабыз. Тимер вагы кисәкчекләренең болай урнашуы
магнит спектры дип атала. Спектрны барлыкка китерүче
сызыкларны магнит кырының көч сызыклары диләр.
Токлы үткәргечнең магнит кырының
көч сызыклары үткәргечне әйләндереп алган
йомык сызык тәшкил итәләр. 5 нче рәсемдә
магнит кырының көч сызыклары юнәлеше
күрсәтелгән. Үткәргечтәге ток һәм токлы үт¬
кәргеч тудырган магнит кырының көч сызык¬
лары юнәлешен билгеләү өчен, инглиз физи¬
гы Максвелл тәкъдим иткән кагыйдәдән
Рәс. 3
Рәс. 4
I
Рәс. 5
5

≡
''Γ∙'
Рэс. 6
А
в
файдаланалар: борауның турысызыклы хәрәкәте үткәр¬
гечтәге ток юнәлеше белән туры килсә, борау тоткасының
әйләнү хәрәкәте юнәлеше магнит көч сызыклары юнәле¬
шен күрсәтә. Бу кагыйдәне борау кагыйдәсе дип тә йөр¬
тәләр.
Токлы ике үткәргечнең бер-берсенә тәэсир итешүен
тәҗрибәдә күрдек. Әгәр дә токлы үткәргечне даими
магнитның магнит кырына урнаштырсак, нәрсә күзә¬
тәбез? Моның өчен тәҗрибә ясыйк.
Эленеп торган АВ үткәргеченә ток тоташтырып, аны
даими магнитның полюслары арасына урнаштырыйк
(рәс. 6). Магнит полюслары арасында үткәргеч хәрәкәткә
килә. Магнитны алып куйсак, хәрәкәт туктала. Димәк,
токлы үткәргечкә даими магнитның магнит кыры F көче
белән тәэсир итә. Ток юнәлешен яки магнит полюсларын
алыштырсак, токлы үткәргечнең хәрәкәт юнәлеше дә
үзгәрә.
Магнит кырында үткәргечкә тәэсир итүче көчнең
юнәлешен сул кул кагыйдәсе ярдәмендә белеп була. Сул
кулны магнит кырының көч сызыклары уч төбенә керер¬
лек итеп, ә дүрт бармакны үткәргечтәге ток юнәлешенә
каратып куйсак, аларга 90° лы почмак ясап торган баш
бармак үткәргечкә тәэсир итүче көч юнәлешен күрсәтер
(рәс. 7).
Магнит кыры индукциясе. Токлы үткәргечкә тәэсир
итүче көч нәрсәгә бәйле соң? Бу сорауга җавап табу өчен,
тәҗрибәгә мөрәҗәгать итик. Үлчәүнең сул рычагына
АВ үткәргечен элеп куеп, аны электромагнитның N һәм
S полюслары арасына магнит көч сызыкларына перпен¬
дикуляр итеп урнаштырыйк (рәс. 8).
В
Ө
А
I Γ*∙
S
в
А
Рэс. 7
Рэс. 8
6

Үткәргеч чылбырына, бер-бер артлы тоташты¬
рып, амперметр һәм реостат ялгыйбыз (рәсемдә бола¬
ры күренми). Үлчәүнең уң як тәлинкәсенә үлчәүлекләр
(герләр) куеп, рычагны тигезләнеш хәленә китерик.
Үткәргечтә токны В дан А га таба юнәлтеп, чыл¬
бырны ялгыйк. Үлчәүнең тигезләнеш хәле бозылыр,
АВ үткәргече магнит кыры тәэсирендә аска тартылыр.
Үлчәүнең рычагын тигезләнеш торышына китерү өчен,
уң як тәлинкәгә герләр өстибез. Өстәгән гернең авыр¬
лыгы үткәргечкә тәэсир итүче көчкә тигез. Реостат ярдә¬
мендә чылбырдагы токны арттырсак, үткәргечкә тәэсир
итүче көч тә арта. Магнит кырының тәэсир итү көче
үткәргечтәге ток зурлыгына туры пропорциональ була.
Бу көч үткәргеч озынлыгына бәйле түгелме? Мо¬
ны тикшерү өчен, төрле озынлыктагы үткәргечләр алып
карыйбыз. Магнит кырының тәэсир итү көче магнит
кырында урнашкан үткәргеч озынлыгына туры про¬
порциональ икәне раслана. В көченең үткәргеч озын¬
лыгы һәм андагы ток зурлыгы тапкырчыгышы чагыш¬
тырмасы даими зурлык була. Ул зурлык үткәргечнең
озынлыгына да, андагы ток зурлыгына да бәйле түгел.
Бу чагыштырманы магнит кырының индукциясе
дип атыйлар. Аны В хәрефе белән билгеләсәк, ул
В ≈-^ була.
Магнит кыры индукциясе — вектор зурлык. Билгеле
бер ноктада магнитик индукция векторы бу ноктадагы
магнит көче сызыклары юнәлеше белән туры килә.
СИ системасында магнитик индукция берәмлеге
итеп, 1 м озынлыктагы үткәргечтән 1 A ток узганда,
үткәргечкә 1 Н көч белән тәэсир итүче магнит кыры
индукциясе алына. Бу берәмлекне тесла дип атыйлар:
1Н
физика
1
Н
А • м
1 Тесла =
1A∙1m
= 1 Тл;
Ампер Андре Мари
(1775—1836) — кү¬
ренекле француз
физигы һәм мате¬
матигы,
фәненең электроди¬
намика бүлегенә
нигез салучыларның
берсе. Физика фәне¬
нә «электр тогы»
төшенчәсен беренче
булып Ампер кертә.
Молекуляр токлар
гипотезасына тая¬
нып, ул магнетизм
теориясен төзи. Ток¬
лы үткәргечләрнең
бер-берсенә тәэсир
итешүләрен күрсәтә,
бу тәэсирнең санча
кыйммәтен исәпләү
өчен, формула тәкъ¬
дим итә. Инглиз
галиме Максвелл
Амперны «электр
күренешләренең
Ньютоны »
атый. Ампер шулай
ук механика, ихти¬
маллык теориясе,
математик анализ,
химия һ. б. фән¬
нәр өлкәсендә дә
уңышлы эшләгән.
дип
Н • м
A •
Дж
А ■ M^
в-А-с
A∙M≡
В-с
г2
М'
= 1 Тл;
1 В • с = 1 Вб; 1 Тл =
ж
M≡∙
Магнитик индукция билгеле булса, токлы үткәргечкә
магнит кырының тәэсир итү көчен таба алабыз:
F = ВП.
(1.1)
7

Гомуми очракта, ток юнәлеше белән магнитик ин¬
дукция векторы юнәлеше арасындагы почмак α булганда,
магнит кырының тәэсир итү көче түбәндәгечә:
F = BII sinα.
(1.2)
1. Электростатик кыр һәм магнит кыры
арасында охшашлык бармы? 2. Үт¬
кәргечтә магнит көчләрен нәрсә туды¬
ра? 3. Ток зурлыгы берәмлеге 1 А ни¬
чек билгеләнгән? 4. Токлы үткәргечтә
магнит спектры ничек урнаша? Борау
кагыйдәсен аңлатыгыз. 5. Сул кул
кагыйдәсен аңлатыгыз. 6. Магнит
кыры индукциясе нинди зурлыкларга
бәйле?
Д1 нче күнегү
1.	40 см озынлыктагы үткәргечтә ток
зурлыгы 3 А булганда, магнит кыры
0,1 Н көч белән тәэсир итә. Магнитик
индукцияне табарга.
2.	Индукциясе 2 Тл булган бериш маг¬
нит кырында 0,1 м озынлыгындагы
туры үткәргечкә 0,8 Н көч тәэсир итә.
Үткәргечтә ток 4 А булса, ток юнәлеше
һәм магнитик индукция векторы ара¬
сындагы почмакны табарга.
3.	Магнитик индукция 4 Тл булган
бериш магнит кырына 0,5 м озын-
лыктагы үткәргеч урнаштырганнар.
Үткәргечтә ток зурлыгы 2 A булганда,
аңа нинди зурлыктагы көч тәэсир итә?
4.	9 нчы рәсемдәге даими магнитның
полюсларын билгеләгез.
Рас. 9
А
+
Ё
2. ЛОРЕНЦ
КӨЧЕ
Без токлы үткәргечкә магнит кырының тәэсирен
беренче параграфта билгеләдек. Ә электр тогы — ко¬
рылган кисәкчекләрнең юнәлешле хәрәкәте ул. Шулай
булгач, магнит кырының токлы үткәргечкә тәэсирен
хәрәкәтләнүче корылмаларга магнит кырының тәэсире
дип аңлыйбыз.
Индукциясе В булган бериш магнит кырында хәрәкәт
итүче q корылмасына тәэсир итүче көчне табыйк. 10 нчы
сыйныфта без үткәргечтәге ток зурлыгының нәрсәләргә
бәйле икәнен караган идек. Үткәргечтәге ток зурлыгы
ирекле корылган кисәкчекләрнең концентрациясенә (п),
ул кисәкчекләрнең тәртипле хәрәкәтенең тизлегенә (υ)
һәм үткәргечнең аркылы кисем мәйданына (S) туры про¬
порциональ:
I = q^nSv,
биредә gθ — бер корылган кисәкчек корылмасы.
(2.1)
8

Токлы үткәргечкә магнит кырының тәэсир итү көче
модуле безгә билгеле (1.2):
F = ∣∕∣β∕sinα.
2.1 тигезләмәсендәге ток зурлыгының кыйммәтен
1.2 формуласына куйсак,
F = I gθ I nυSlB sinα була.
nSl тапкырчыгышы I озынлыгындагы үткәргечтәге
корылмалы кисәкчекләр санына (^) тигез: N = nSl,
моннан F = 15θ I	sinα икәне килеп чыга.
Димәк, үткәргечтә булган N корылмага магнит кы¬
ры F көче белән тәэсир итә. Ә һәрбер корылмага магнит
кырының тәэсир итү көче Лөренц көче дип атала:
_ р _ q(,vNB sin а,
N
= qgVB sinα.
(2.2)
F = —
■^л АГ
α — тизлек векторы белән магнитик индукция век¬
торы арасындагы почмак. Лоренң көче В һәм υ вектор¬
ларына перпендикуляр була. Аның юнәлеше дә сул кул
кагыйдәсе белән билгеләнә (рәс. 10):
Сул кулны магнитик индукция көч сызыклары уч
төбенә керерлек итеп, сузып куелган ∂γpm бармакны
уткаргечтэге төк юнәлешенә каратып куйсак, 90° лы
пөчмак ясап бөгелгән баш бармак Лөренц көче (Fjj)
юнәлешен курсәтер.
Qq корылмасына электр кыры	көче белән
тәэсир итә. Пространствода электр һәм магнит кырлары
булганда, корылмага бу кырларның икесе дә тәэсир итә:
F = Кя + ⅛∙
Лоренң көченең юнәлеше корылманың
хәрәкәт тизлеге юнәлешенә перпендикуляр
икәнен белдек. Мондый очракта көч эш баш¬
кармый. Димәк, Лоренң көче хәрәкәтләнүче
корылманың тизлеген, кинетик энергиясен
үзгәртми. Ул көч корылманың хәрәкәт юнәле¬
шен генә үзгәртә.
Рәс. 10
*? 1. Үткәргечтәге ток зурлыгы нәрсәләргә
бәйле? 2. Лоренц көченең юнәлешен ни-
чек билгелиләр? 3. Лоренц көченең эш
башкармавын ничек аңлатырга?
9

3. АМПЕР
ГИПОТЕЗАСЫ
ЬӘМ АНЫ
ТЕХНИКАДА
КУЛЛАНУ
Магнитик үтешлелек. Үткәргечтән ток узган¬
да барлыкка килгән магнит кыры үткәргеч урнашкан
тирәлеккә бәйле. Ниндидер тирәлектәге магнитик ин¬
дукция векторы В пространствоның шул ук ноктасында
вакуумдагы магнитик индукция Bθ дән аерыла.
Тирәлекнең һәм вакуумның магнитик индукция-
D
ләрен чагыштырсак, -5- = μ була, биредә μ — тирәлекнең
А)
магнитик үтешлелеге дип атала. Димәк, бериш тирә¬
лекнең магнитик индукциясе түбәндәгегә тигез:
В = μBθ.
Ампер гипотезасы. Магнит күренешләре барлыкка
килүнең төп сәбәбе электр күренешләрендә булырга тиеш
дигән фикерне беренче булып француз физигы Ампер
әйткән. Токлы үткәргеч тирәсендә магнит угының авы¬
шуы билгеле булгач, ул Җирнең магнит кыры булуын,
аңа Җир эчендәге электр токлары сәбәпче булырга тиеш
дип фараз итә. Бераздан ул кыю фикер әйтә: теләсә нин¬
ди җисемнең магнит үзлеге ул җисемдәге электр тогы
аркасында барлыкка килә. Җисемнәрнең магнитик
тәэсирләшүе ул — электр токларының тәэсирләшүе
дигән кыю нәтиҗәне дә Ампер ясый.
Атом төзелеше турында төгәл мәгълүматлар булма¬
ган заман өчен ул 1820 елда фаразын язып чыга: атом¬
нар һәм молекулалар эчендә элементар электр токлары
бар. Мондый электр токларының барлыгы чыннан да
расланды. Болар — атомнардагы төш тирәсендә әйләнеп
йөрүче электроннар. Бу электр токларының орбита яссы¬
лыклары молекулаларының җылылык хәрәкәте нәтиҗә¬
сендә бер-берсенә карата хаотик рәвештә урнаша (рәс. 11, а).
Бу вакытта орбиталь токларның магнит көчләре бер-
берсен компенсациялиләр һәм җисемнең магнит үзлеге
Ж
та
а
Рәс. 11
б
10

беленми. Магнитланган халәттә элементар токларның
орбита яссылыклары билгеле бер тәртиптә урнаша һәм
магнит көчләре бер-берсен көчәйтә (рәс. 11, б).
Магнитик үтешлелеге зур булган җисемнәрне (μ »
1) ферромагнитлар дип атыйлар. Аларга тимер, кобальт,
никель һәм күп кенә эретмәләр керә. Бу — җисемнәрдә
магнит кыры электроннарының үз күчәре тирәсендә
әйләнү хәрәкәтеннән һәм орбиталь хәрәкәтеннән бар¬
лыкка килә. Электроннарның үз күчәре тирәсендә
бөтерелүеннән (әйләнмә хәрәкәтеннән) барлыкка килгән
импульс моментын спин дип атыйлар.
Тимер кристалларында аерым электроннарның маг¬
нит кырлары юнәлешләре туры килгән өлкәләр була.
Мондый магнитланган өлкәләрне доменнар диләр. Алар-
ның үлчәме 10 —10^^ см (рәс. 12, а). Аерым доменнарда
магнит кырлары юнәлешләре төрлечә. Ферромагнитны
магнит кырына урнаштырсак, аерым доменнарның магнит
кырлары билгеле бер тәртиптә урнашалар (рәс. 12, б).
а
б
Рэс. 12
Даими магнитлар. Ферромагнитны магнит кырын¬
нан чыгарсак, доменнарның күбесе ориентлашкан килеш
кала. Мондый җисем даими магнит дип атала. Даими
магнитлар корыч, тимер һәм алюминий эретмәләре, ти¬
мер, никель эретмәләре, тимер һәм башка металл арның
оксидларыннан эшләнә.
Кюри температурасы. Ферромагнит кристалларын-
да доменнарның билгеле бер тәртиптә ориентлашып урна¬
шуы атомнарның җылылык хәрәкәте вакытында бозыла.
Температура югарырак булган саен, доменнарның ориент¬
лашуы тизрәк үзгәрә һәм кристаллның магнитлылыгы
бозыла. Билгеле бер температурада җисем ферромагнит
булудан туктый. Бу температура Кюри температурасы
11

дип атала. Тимер өчен бу температура 770 °C, кобальтны¬
кы 1130 °C, никельнеке 856 °C. Тимернең ферромагнитик
үзлеге юкка чыгуын тәҗрибәдә күрергә була: магнитка
ябышкан кадакны спиртовка ялкынында тотсак, кадак
магниттан аерылып төшә.
Ферромагнитларны практикада куллану. Ферромаг¬
нитлар магнит кырын меңнәрчә тапкыр арттырырга
сәләтле. Токлы кәтүк эченә тимер яки корыч кертсәк,
кәтүктәге токны арттырмыйча да, аның магнит кыры
күп тапкырга арта. Шуңа күрә дә трансформаторларның,
генераторлар һәм электродвигательләрнең кендекләрен
ферромагниттан ясыйлар.
Ферромагнитның магнитик үтешлелеге даими түгел.
Ул магнит кырының индукциясенә бәйле.
Электр үлчәү приборларында, телефоннарда һәм
тавыш яздыру җайланмаларында даими магнитлар киң
кулланыла. Практикада кулланыла торган магнитлы
тимерташны феррит p,w,τι атыйлар.
Магнитофон тасмаларын һәм магнитлы тасмалар¬
ны ферромагниттан ясыйлар. Моның өчен полихлорви¬
нил тасмалар өстен юка гына ферромагнит тузаны белән
каплыйлар. Бу тузан катламы 0,03—10 мкм дан арт¬
мый.
Парамагнитлар һәм диамагнитлар. Ферромагнитик
үзлеге булмаган матдәләр парамагнит һәм диамагнит-
ларга бүленәләр.
Парамагнитларның магнитик үзлеген бик сизгер
приборлар ярдәмендә генә ачыклап була. Тышкы магнит
кырын алар бик аз үзгәртәләр. Парамагнит саналган
платинаның магнитик үтешлелеге, мәсәлән 1,0036, сыек
кислородныкы — 1,0034. Димәк, тышкы магнит кырын
бу җисемнәр шул микъдарда гына көчәйтәләр.
Диамагнитлар, киресенчә, тышкы магнит кырына
каршы юнәлгән магнит кыры тудыралар. Көмеш, кур¬
гаш, кварц диамагнит була. Диамагнитларның магнитик
үтешлелеге 1 дән бик аз аерыла. Көчле диамагнит санал¬
ган висмутның да магнитик үтешлелеге 0,99824 кенә.
*? 1. Тирәлекнең магнитик үзлеген нин¬
ди зурлык характерлый? 2. Ампер
гипотезасын ничек аңларга? 3. Нинди
матдәләрне ферромагнит диләр? 4. Фер¬
ромагнитта доменнар нинди роль уй¬
ный? 5. Ферромагнитта Кюри ноктасы
нәрсәне аңлата?
12

Мәсьәлә чишү үрнәкләре
1 нче мәсьәлә. Хәрәкәт итүче үткәргечнең озын¬
лыгы I, каршылыгы R. Магнитик индукция Б үткәргеч
яссылыгына перпендикуляр юнәлгән. Үткәргеч даими
υ тизлеге белән хәрәкәт итсен өчен, аңа нинди көч куярга
кирәк?
Чишү.
Үткәргеч магнитик индукциягә
перпендикуляр юнәлештә хәрәкәт
иткәндә, контурда ЭЙК барлыкка
килә. Аны ξ =	= Blv форму-
ласы буенча таба алабыз. Контурда
барлыкка килгән токны Ом законы ярдәмендә табып
“S'”'	. _ i stv
R R '
Магнит кырында токлы үткәргечкә тәэсир итүче көч
F = BII була.
Бу формулага I нең кыйммәтен куйсак,
р = вл = вВр.1. - ВЧ^у
R
Бирелгән:
В, I, R, V
F-7
F = BIl =	-=
2 нче мәсьәлә. Электрон бериш магнит кырында
магнитик индукция көч сызыкларына перпендикуляр
юнәлештә 0,1 м радиуслы әйләнә буенча хәрәкәт итә.
Магнитик индукция 2 • 10“^
һәм әйләнү периодын табарга.
Тл. Электронның тизлеген
Бирелгән:
α = 90°
R = 0,1 м
Б = 2 • 10“^ Тл
Чишү.
Әйләнә буенча хәрәкәт итүче элек¬
тронның үзәккә омтылу көче Лоренң
көченә тигез:
Моннан:
9
qvB=^.
qRB
У =	= 3^5 . iq6
I = ⅛
R '
4
υ = ? Т = 7
т
у S	= 18.10-7 (д)
V
V
13

3 нче мәсьәлә. Яшен уздыргыч металл торба яр¬
дәмендә җиргә тоташтырылган. Яшен суккач, торба тоташ
цилиндрга (таякка) әйләнә. Моны ничек аңлатырга?
Җавап: яшен сукканда, торбадан бик зур ток уза.
Торба стеналарыннан бик күп сандагы бер юнәлештәге
токлар узганда, алар Ампер законы буенча бер-берсенә
тартылалар һәм торба таякка әйләнә.
Д 2 нче күнегү
1.	Индукциясе 0,4 Тл булган магнит
кырына перпендикуляр урнашкан
0,15 м озынлыктагы үткәргечтә ток зур¬
лыгы 8 А. Үткәргечне көч юнәлешендә
0,025 м га күчергәндә, күпме эш баш¬
карыла?
2.	Магнит кырына перпендикуляр
юнәлештә урнашкан үткәргечтәге ток
зурлыгы 40 А. Үткәргечкә 8 Н көч
тәэсир итсә, магнитик индукция күп¬
мегә тигез?
3.	Даими ток узучы ике үткәргеч бер-
берсеннән 2 м ераклыкта урнашкан.
Үткәргечләрдәге ток 100 А булса, алар-
ның үзара тәэсир итешү көче күпме?
μ = μθ дип алырга.
4.	Электрон бериш магнит кырында
әйләнә буенча хәрәкәт итә. Магнитик
индукция 4 Тл булса, электронның
әйләнү тизлеген табарга.
5.	Индукциясе 1,5 Тл булган магнит
кырына перпендикуляр юнәлештә
30 см озынлыктагы үткәргечтән 2А
ток уза. Үткәргечкә нинди көч тәэсир
итә?
4. МАГНИТО-
ГИДРОДИНАМИК
ГЕНЕРАТОР
Магнит кырында хәрәкәт итүче үткәргечнең очла¬
рында потенциаллар аермасы барлыкка килү күренешен
электр тогы булдыру өчен файдаланалар. Җылылык һәм
гидроэлектростанцияләрдә электр тогы шушы принцип¬
ка нигезләнеп җитештерелә. Генераторда корылмаларны
уңай һәм тискәрегә аерып, ЭЙК тудыра торган энергия
кайдан барлыкка килә? Хәрәкәтләнүче корылмаларга
тәэсир итүче магнит кыры эш башкармый. Лоренц көче
Fjγ корылманың тизлек векторына перпендикуляр була.
Шуңа күрә аның башкарган эше нульгә тигез. Җылылык
электростанцияләренең электромагнит генераторында
үткәргечләрдә корылмаларны аеру парның механик энер¬
гиясе исәбенә башкарыла. Гидроэлектростанцияләрдә
генератор валына урнаштырылып, гидротурбина кала¬
кларына басым ясаучы су энергиясе ЭЙК булдыра.
Җылылык электростанцияләрендә электр энергиясен
алу — гаять катлаулы эш. Башта ягулык яндырып, пар
казанында пар ясала. Пар турбина калакларына юнәлә
һәм ал арны хәрәкәткә китерә. Электромеханик генера-
14

Тг-Т,
Тг
тор турбинаның механик энергиясен электр энергиясенә
әйләндерә. Энергия әверелешләренең һәр этабында, энер¬
гия бер төрдән икенче төргә әверелгәндә, югалтулар була.
Нәтиҗәдә җылылык электростанцияләренең ФЭК 35—
40% тан артмый. Ташкүмернең, нефтьнең яки газның
60—65% ы бушка ягыла дигән сүз.
Теләсә нинди җылылык машинасының ФЭК
Т - т
η = формуласы белән исәпләнә. Монда — җы-
лыткыч температурасы, Тд — суыткычныкы. Формула¬
дан күренгәнчә, җылыткычның яки эшче матдәнең
температурасын күтәреп, ФЭКн арттырып була.
Магнитогазодинамик генераторларда эшче матдә¬
нең температурасын шактый күтәрергә мөмкин. Бу
җайланманы МГД-генератор дип атыйлар. МГД-гене-
раторның төзелеше 13 нче рәсемдә күрсәтелгән. Яну
камерасында ягулык (нефть, керосин, газ) яндырыла.
Югары температуралы (2000—3000 К) электрон-ион
плазмасы барлыкка килә. Плазманың электр үткә-
рүчәнлеген арттыру өчен, ягулык камерасына кальций,
натрий, цезий кебек җиңел ионлаша торган матдәләр
кертәләр. Кызган плазма зур тизлек белән яну камера¬
сының киңәя барган каналына юнәлә. Каналның озын¬
лыгы берничә метрга, плазма ионнарының тизлеге
2000 м/с ка җитә. Көчле магнит кырына җиткәч, ионнар
һәм электроннар бүленә башлый. Электроннар, түбәндәге
электродка җиткәч, тышкы чылбырның электроды
аша өстәрәк урнашкан икенче электродка киләләр һәм
уңай ионнарны нейтральләштерәләр. Тышкы чылбырдан
агучы электр тогының энергиясен практик максатларда
файдаланырга мөмкин.
Ягулык
Яну камерасы
о
β-∙^*β-∙S
j
β-∙=-,
Кислород
Плазма
F,
F,
ТА
I
υ I
υ
1А
л
Рэе.
Лв

∞
Тышкы чылбыр өзек (яки = ∞ — чиксез зур)
булганда, электродлар арасында потенциаллар аермасы
максимум яки ЭЙКнә тигез була. ЭЙК берничә мең
вольтка җитәргә мөмкин.
МГД-генераторда кызган плазма гына бар, турбина
калаклары кебек зур массалы хәрәкәтләнүче детальләр
юк. Ягулык камераларын утка чыдам материаллар белән
каплап, плазманың температурасын югары температурага
җиткерергә, генераторның ФЭКн арттырырга мөмкин.
= 2500 К һәм Γg = 300 К булганда, ФЭК 70 % ка җитә.
Әмма реаль шартларда файдаланылган газның торбадан
чыкканда температурасы зуррак була. Ләкин, бу газны
башка максатларда файдаланып (су пары булдырып яки
гадәти электр двигателенең турбинасын әйләндертеп),
МГД-генераторның ФЭКн 50—60 % ка җиткереп була.
Бу күрсәткеч җылылык электростанцияләренең ФЭКнан
ике тапкырга артыграк.
МГД-генераторларның тагын бер өстенлеге: алар,
эшли башлап берничә секунд үтүгә, миллионнарча ватт
егәрлек бирергә сәләтле. Шуңа күрә бу генераторларны,
электр энергиясенә ихтыяҗ кинәт үсеп киткән очракта,
резерв электростанция итеп тә файдаланып була.
Конструкциясенең гадилеге, габаритларының зур
булмавы, ФЭКның югары булуы — МГД-генераторның
уңай сыйфатлары. Даими югары температурада яну
камерасының, плазма уза торган торбаларның тиз эштән
чыгуы — бу генераторларның төп кимчелеге.
Безнең илдә 25000000 Вт куәтле беренче МГД-ге-
нератор 1971 елда эшләнде.
1.	Җылылык электростанцияләрендә
ФЭК ни өчен түбән була?
2.	МГД-генераторның төзелешен һәм
эшләү принцибын аңлатыгыз.
3. МГД-генераторның уңай һәм кимче¬
лекле якларын атагыз.
5. ТОКНЫҢ
МАГНИТ КЫРЫ
ЭНЕРГИЯСЕ
Үткәргечтән узучы ток әйләнә-тирә пространствода
магнит кыры тудыра. Бу кырның энергиясе бар. Моны
исбатлау өчен, тәҗрибә ясыйбыз.
Түгәрәк уралма рәвешенә китереп бөгелгән сы¬
гылмалы үткәргечтән ток уздырганда, үткәргеч турая
(рәс. 14). Моның сәбәбе безгә билгеле: түгәрәк диамет¬
рының очларында токлар юнәлеше капма-каршы. Мон¬
дый токларның магнит кырлары бер-берсеннән этелә.
16

Рәс. 14
I
I
3
Үткәргеч 1 нче халәттән 2 нче халәт аша 3 нче халәткә
күчә. 1 нче халәттә токлы үткәргечнең энергиясе соңгы
халәттәгедән күбрәк. Токлы үткәргечнең магнит кыры
энергиясен бәяләү өчен, магнит кыры көчләренең
үткәргечне баштагы халәттән соңгы халәткә күчергәндә
башкарган эшен исәпләргә кирәк.
Индукциясе В булган магнит кырында ΔZ
озынлыгындагы үткәргечтә ток зурлыгын I дип
алыйк. Магнит көч сызыклары сызым яссылы¬
гына перпендикуляр юнәлгән. Үткәргечкә тәэсир
итүче Ампер көче сул кул кагыйдәсе буенча
уңга таба юнәлгән (рәс. 15). Бу көч тәэсирендә
токлы үткәргеч тикторыш хәленнән уңга таба
X ераклыгына күчә. Башкарылган эш ΔA =	• х =
= IB∖lx була. Үткәргечнең магнитик индукция
сызыкларын кисеп чыккан мәйданы ΔS = ΔZx.
Моннан ΔA = ∕ΔΦ килеп чыга. ΔΦ = BAS. Биредә
ΔΦ — магнитик агыш.
Билгеле бер мәйдан аша узучы магнитик индук¬
ция векторы модуленең шул мәйдан зурлыгына тапкыр¬
чыгышы магнитик агыш дин атала.
Ф = BS.
■ ×
×
F.
A
I
⅛
×
×x ×
×
×
×
×
×
Рәс. 15
Магнитик агышны S мәйданы аша узучы магнитик
индукция сызыклары санына пропорциональ зурлык дип
атарга мөмкин.
Магнитик агыш зурлыгын вебер бәрәмлеге белән
үлчиләр. 1 мәйданга перпендикуляр юнәлгән 1 Тл
зурлыгындагы бериш магнит кыры индукциясе тудырган
магнитик агыш 1 вебер (1 Вб) була.
Магнит кыры энергиясе. Токлы уралманы кисеп
чыгучы магнитик агыш магнитик индукциягә туры
пропорциональ, дидек. Шул ук вакытта токлы үткәргеч
тудырган магнитик индукция дә ток зурлыгына туры
× ∙
×
><
B×
×
■
Х
М
×
×
×
17

I яки, пропорциональлек коэффи-
пропорциональ: В
циенты куйсак, Ф = LI була.
Биредә L — уралманың индуктивлыгы (яки үзин¬
дукция коэффициенты), уралма аша узучы магнитик
агыш һәм уралмадагы ток зурлыгы арасындагы про¬
порциональлек коэффициентына тигез физик зурлык.
Электр сыешлыгы кебек үк, индуктивлык та
үткәргечнең формасына һәм үлчәмнәренә бәйле, ләкин
үткәргечтәге ток зурлыгына бәйле түгел. Индуктивлык
шулай ук үткәргеч урнашкан тирәлекнең магнитик
үзлекләренә бәйле.
Индуктивлык берәмлеге итеп генри (1 Гн) алын-
ган.
Ток зурлыгы 1 А булганда, контур аша узып чыгучы
магнитик агыш 1 Вб булса, контурның индуктивлыгы
1 Гн га тигез.
Токлы контурның формасы даими булып, ток
зурлыгы гына үзгәрсә, магнитик агыш ток зурлыгы
үзгәрүенә генә бәйле була: ΔΦ = LΔJ.
Бу очракта башкарылган эш түбәндәгечә:
ΔA = ∕ΔΦ = ЫМ ,
яки
A = ⅛
л
^	2 •
Чылбырда ток зурлыгы I, контурның индуктивлыгы
L булганда, контурдагы магнит кыры энергиясе дә түбән¬
дәгечә исәпләнә:
Е
т
LΓ
2 •
1.	Магнит кыры энергиясенең формула¬
сын кинетик яки потенциаль энергия
формулалары белән чагыштырыгыз.
2.	Токлы контурдагы магнитик агыш
нәрсәләргә бәйле? 3. Токлы уралманың
индуктивлыгы дип нәрсәгә әйтәләр?
Δ 3 нче күнегү
1.	Озынлыгы 0,5 м булган үткәргечтә
ток зурлыгы 6 А. Үткәргеч бериш маг¬
нит кыры көч сызыкларына перпен¬
дикуляр юнәлештә 20 см га күчкәндә
60 мДж эш башкарылса, магнит кыры¬
ның индукциясе күпме булган?
2.	Кәтүктә ток зурлыгы 1,5 A булган¬
да, анда магнитик агыш 5 мВб була.
18
Кәтүктәге магнит кыры энергиясен та¬
барга.
3.	Кәтүкнең индуктивлыгы 0,5 Гн, ток
зурлыгы 6 A булганда, кәтүктә туплан¬
ган магнит кыры энергиясе күпме бу¬
лыр?

«Магнит кыры» бүлегендәге белемнәрнең
иң мөһимнәре
Токлы үткәргечләр бер-берсе белән магнит кырлары аша тәэсир
итешәләр. Магнит кырының иң мөһим характеристикасы — магнитик ин¬
дукция векторы В. Магнитик индукция берәмлеге итеп 1 м озынлыгындагы
үткәргечтән 1 А ток узганда үткәргечкә 1 Н көч белән тәэсир итүче магнит
кыры индукциясе алына.
Ампер законы буенча, Δ∕ озынлыгындагы токлы үткәргечкә магнит
кырының тәэсир итү көче түбәндәгегә тигез:
F = BII sinα,
биредә α — токлы үткәргеч һәм магнитик индукция векторы В арасындагы
почмак. Көч юнәлеше сул кул кагыйдәсе белән билгеләнә.
Хәрәкәтләнүче корылмага Лоренц көче тәэсир итә. Ул көчнең
модуле
Fjι = ko∣y-B sinα
формуласы белән үлчәнә, биредә α — корылган кисәкчекнең хәрәкәт тизлеге
һәм магнитик индукция векторы арасындагы почмак. Лоренц көче корылма
тизлегенә перпендикуляр юнәлгән, шуңа күрә ул эш башкармый.
Барлык җисемнәр дә магнит кырында магнитланалар һәм үзләре
магнит кыры тудыралар. Тирәлекнең бериш магнит кырындагы магнитик
индукциянең вакуумдагы магнитик индукциягә чагыштырмасы магнитик
үтешлелек дип атала. Бу зурлык матдәнең магнитик үзлекләрен харак¬
терлый:
В'
Күп кенә матдәләрнең магнитик үзлекләре сизелерлек булмый.
Ферромагнитик җисемнәрнең магнитик үтешлелеге бик зур (μ
ул тирәлекнең магнитик үтешлелегенә бәйле. Ферромагнитлар практик
әһәмияткә ия. Алар өстәмә энергия чыганагыннан башка да магнит кыры
индукциясен йөзләрчә тапкыр арттырырга сәләтле.
1), һәм
Магнитогидродинамик генератор (МГД-генератор) — җылылык энер¬
гиясен турыдан-туры электр энергиясенә әверелдерә торган энергетик җай¬
ланма, электростанциянең яңа тибы. Аның конструкциясе гади, файдалы
эш коэффициенты югары.
Үткәргечтәге ток әйләнә-тирәдә магнит кыры тудыра. Ул кырның
энергиясе бар:
Е
m 2 ’
биредә L — токлы үткәргеч уралмаларының индуктивлыгы.
19

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Вакыт узу белән үзгәрми торган электр һәм магнит кырларын өйрәнү
безгә тикторыш халәтендәге корылган кисәкчекләрнең электростатик кыр
тудыруын, ә хәрәкәт итүче корылган кисәкчекләрнең — электр тогының
магнит кыры тудыруын ачыклады.
Вакыт узу белән үзгәрә торган электр һәм магнит кырларын өйрәнү
электромагнетизм бүлеген ачыкларга ярдәм итә.
Электр һәм магнит кырларының тыгыз бәйләнештә булуы аркасында
үзгәрүчән магнит кыры электр кырын тудыра һәм, киресенчә, үзгәрүчән
электр кыры магнит кырын тудыра. Кырлар арасында бу бәйләнеш булмаса,
электромагнитик көчләрнең төрлелеге бик киң була алмый, радиодулкын¬
нар да, яктылык та булмас иде.
6.
7.
8.
Фарадейның электромагнитик ин¬
дукция законы. Ленц кагыйдәсе
Хәрәкәт итүче үткәргечләрдә индук¬
ция ЭЙК
Үзиндукция. Индуктивлык
9.	Электроннарның, атомнар һәм мо¬
лекулаларның магнитик үзлекләре
10.	Мәгълүматны магнит ярдәмендә яз¬
дыру
6. ФАРАДЕЙ-
НЫҢ ЭЛЕКТРО-
МАГНИТИК
ИНДУКЦИЯ
ЗАКОНЫ. ЛЕНЦ
КАГЫЙДӘСЕ
1820 елда Эрстед электр тогының магнит угына
тәэсирен ачканнан соң, электр һәм магнит күренешләрен
өйрәнүнең яңа этабы башлана. Электр һәм магнит
кырларының бер-берсенә бәйлелеген белү галимнәрнең
эзләнүләрен активлаштырып җибәрә.
Эрстед электр тогы ярдәмендә магнит кыры булды¬
рып күрсәткәч, инглиз физигы м. Фарадей мәсьәләне
икенче төрле куя: электр кыры магнит кыры тудыргач,
магнит кыры да электр тогы тудырмыймы? 1821 елдан
1831 елга кадәр ул туктаусыз эзләнә, йөзләгән тәҗри¬
бәләр ясый һәм, ниһаять, максатына ирешә.
б
а
Рэс. 16
20

Даими магнитны гальванометр¬
га тоташтырылган кәтүк эчендә хәрә¬
кәтләндергәндә, чылбырда индукцион
ток барлыкка килә (рәс. 16, а). Магнит¬
ны икенче юнәлештә хәрәкәтләндерсәк,
гальванометр да икенче юнәлештәге
токны күрсәтер (рәс. 16, б}. Магнит
урынына кәтүкне хәрәкәтләндергәндә
дә, индукцион ток барлыкка килә
(рәс. 17). Ток барлыкка килсен өчен,
кәтүк һәм магнитның бер-берсенә кара¬
та торышы үзгәрү кирәк.
Ләкин магнит һәм кәтүкнең теләсә
нинди хәрәкәтендә ток барлыкка кил¬
ми. Магнитны вертикаль күчәр ти¬
рәсендә әйләндереп карасак, без моңа
ышанырбыз (рәс. 18). Ни өчен соң ток
бер очракта барлыкка килә, ә икенче
очракта булмый? Тәҗрибәләргә игъти¬
бар белән карасак, беренче һәм икен¬
че тәҗрибәләрдә магнитик агышның
үзгәреп торуын, ә соңгы тәҗрибәдә маг¬
нитик агышның үзгәрмәвен күрербез.
Моннан кәтүк уралмалары аша узучы
магнитик агыш үзгәреп торганда гына
индукцион ток барлыкка килә дигән
нәтиҗә ясый алабыз.
Бу нәтиҗәнең дөреслеген раслау
өчен, тагын бер тәҗрибә ясыйк. 19 нчы
рәсемдә A кәтүге ачкыч аша ток чы¬
ганагына тоташтырылган. Кәтүк галь¬
ванометрга тоташкан В кәтүге эчендә
N
1
s
A
11
I
I 5 О с
Rc∖A'H∣I'iυj, ic
I	'V
≡
1л "fe⅜⅛
Рәс. 17
Рәс. 18
„ S β
S
4
'i пя
'7 Щ
∣1
ι∣ιi
I
P и
⅛
в
Рәс. 19
21

урнашкан. А кәтүге чылбырын өзгәндә яки ялгаганда,
В кәтүгендә индукцион токлар барлыкка килә.
Күп төрле тәҗрибәләрдән соң Фарадей кагыйдә чы¬
гара: йомык үткаргеч контуры аша магнитик агыш
үзгарганда, үткаргечта индукцион ток барлыкка кила.
Магнитик агыш үзгарүе туктаса, контурда ток та
бета.
Бу кагыйдәне табигатьнең иң мөһим законы — элек-
тромагнитик индукция законы атыйлар. Йомык үткәр¬
гечтә ток тудыручы электр йөртү көчен индукция электр
йөртү көче (ЭЙК) дип атыйлар. ЭЙК төшенчәсен файда¬
лансак, электромагнитик индукция законы түбәндәгечә
әйтелә: йомык контурда магнитик агышның һәр үзгәреше
вакытында контурда индукция ЭЙК барлыкка килә.
Индукция ЭЙК барлыкка килү электрон теориясе
ярдәмендә җиңел аңлашыла. Магнит көч сызыклары
өстән аска юнәлгән бериш магнит кырында АВ үткәргече
сулдан уңга υ тизлеге белән хәрәкәт итә, ди (рәс. 20).
Үткәргеч белән бергә сулдан уңга аның электроннары
да, уңай корылмалы кисәкчекләре дә хәрәкәт итәләр.
Электрон теориясе нигезендә корылган кисәкчекләр
хәрәкәте электр тогы дип атала. Электр тогына магнит
кыры тәэсир итүен без беләбез. Бу тәэсирнең юнәлешен
сул кул кагыйдәсе билгели. Ток юнәлеше итеп үткәргеч
хәрәкәтенең юнәлешен алабыз. Сул кул кагыйдәсенә
таянып әйтә алабыз: уңай корылмаларны магнит кыры
көчләре үткәргечнең В очына, тискәре корылмаларны,
ягъни ирекле электроннарны, үткәргечләрнең A очы¬
на юнәлтә. Металлның кристаллик рәшәткәсен тәшкил
итүче уңай ионнар күчә алмый. Ирекле электроннар маг¬
нит көчләре тәэсирендә үткәргечнең A очында җыела.
Нәтиҗәдә үткәргечнең бу башында артык электроннар
в
А
в
Рэс. 21
Рәс. 20
22

туплана, үткәргечнең В башында электроннар җитми.
Шулай итеп, үткәргечнең ике башында көчәнеш барлык¬
ка килә. Ул индукция ЭЙК зурлыгын күрсәтә.
Индукцион токның юнәлеше. Ленц законы. Тәҗри¬
бәләр күрсәткәнчә, индукцион токның юнәлеше контур
аша узучы магнитик агышның артуы яки кимүенә һәм
магнит кыры индукциясе векторының контурга ничек
юнәлүенә бәйле. Моның гомуми кагыйдәсен 1833 елда
Петербург университеты профессоры Э. X. Ленц таба.
Кагыйдәне әйткәнче, тәҗрибәгә мөрәҗәгать итик.
Җиңел борылып йөри торган көянтәнең ике башына
ике алюминий боҗра беркетелгән (рәс. 21). Боҗраның
берсе тоташ (А), икенчесе өзек (В). В боҗрасына маг¬
нитны якынайтып һәм ерагайтып карасак, боҗра белән
магнитның тәэсир итешмәвен күрербез. Боҗрада индук¬
цион ток барлыкка килми. А боҗрасына магнитны якы¬
найтканда, боҗра этелә, магнитны ерагайтканда, боҗра
магнитка тартыла.
Боҗраның этелүе һәм тартылуы магнитик агыш
үзгәрүе вакытында анда индукцион ток барлыкка килү
һәм индукцион ток белән магнит кырының тәэсир итешүе
белән аңлатыла. Магнитны боҗрага якын китергәндә,
анда барлыкка килгән индукцион токның магнит кыры
тышкы магнит кырына каршы юнәлгән була. Магнитны
боҗрадан ерагайтканда, индукцион ток тудырган маг¬
нит кыры индукциясе тышкы магнит кыры индукция¬
се юнәлеше белән туры килә. Төгәлрәк итеп әйткәндә,
боҗрага магнитны якынайтканда, боҗраны кисеп чы¬
гучы магнитик агыш үсә бара, индукцион токның маг¬
нит кыры тышкы магнит кырының үсүен тоткарларга
тырыша. Боҗрадан магнит ерагайганда, боҗра мәйданын
кисеп чыгучы магнитик агыш кимүгә бара, ә индукцион
токның магнитик агышы тышкы магнит кырын көчәй¬
тергә тырыша.
Тәҗрибәләрдән чыгып, Ленц кагыйдә чыгара: индук¬
цион токның магнит кыры узен тудырган тышкы маг¬
нит кырының узгзруена каршы юнәлгән була.
Башка токлар кебек үк, индукцион токның да энер¬
гиясе була. Бу энергия нәрсә хисабына булдырыла соң?
Магнитны уралмага якынайтканда, уралмада туган
индукцион токның магнит кыры даими магнитны этә.
Магнитны якынайтуны дәвам итеп яки магнит кырының
этү көчен җиңеп, эш башкарабыз. Механик энергия ин¬
дукцион ток энергиясенә әверелә.
23

Магнитны уралмадан ерагайтканда, индукцион
токның магнит кыры тышкы магнит кырын үзенә тарта.
Магнитны ерагайтканда, бу тарту көчен җиңеп, механик
эш башкарыла. Механик энергия бу очракта да индук¬
цион токның электр энергиясенә әверелә.
Шулай итеп, Ленц законы энергия саклану һәм
әверелү законына тулысынча туры килә.
Q 1. Индукцион ток барлыкка килү өчен,
* нинди шарт үтәлергә тиеш? 2. Фара¬
дей кагыйдәсен әйтегез. 3. Индукция
ЭЙК барлыкка килү ничек аңлаты¬
ла? 4. Ленц кагыйдәсен аңлатып бире¬
гез.
7. ХӘРӘКӘТ
ИТҮЧЕ ҮТКӘР¬
ГЕЧЛӘРДӘ
ИНДУКЦИЯ ӘЙК
Үткәргечтә нинди шартларда индукция ЭЙК бар¬
лыкка килүен без беләбез. Индукция ЭЙКның нәрсәләргә
бәйле икәнен тикшерик.
Үткәргеч хәрәкәт иткәндә, аның белән бергә ирекле
корылмалар да хәрәкәтләнә. Бу корылмаларга магнит
кыры Лоренц көче белән тәэсир итә. Шулай итеп, Лоренц
көче корылмаларның күчешен тәэмин итә. Магнит кыры
индукция ЭЙКн тудыра.
Дөньяның бик күп электростанцияләрендә Ло¬
ренц көче хәрәкәтләнүче үткәргечләрдә электроннарны
күчерә.
Бериш магнит кырына урнаштырылган туры
почмаклы контурда барлыкка килгән ЭЙКн исәплик
(рәс. 22). Контурның MN = I өлеше v тизлеге белән MD
һәм NC яклары буйлап хәрәкәт итә, ди.
Бериш кырның магнитик индукция векторы В
контурның MN үткәргеченә перпендикуляр. Үткәргеч
хәрәкәт итеп, ∆i вакыты эчендә контурның мәйданы
ΔS = -lv∕^t га, ә контур мәйданы аша узучы магни¬
тик агыш ΔΦ = -Blvt га үзгәрә. Контурдагы индукция
ЭЙК:
ΔΦ
¾=--=υBZ
була.
Үткәргечтәге корылмаларны q дип алсак, ал арга
тәэсир итүче Лоренц көче Fjj = qvB була.
Бу көчнең туры почмаклы контурда башкарган
эшен исәплик: A =	• I = qvBl.
Биредә I — хәрәкәтләнүче үткәргечнең озынлыгы.
Контурның хәрәкәтләнми торган өлешләрендә эш
башкарылмый, чөнки тикторыштагы корылмаларга
Лоренц көче тәэсир итми: Fjj = 0 була.
(2.1)
24

м
м
Г?
≠9 =
I !
D
I
I
'л
с
Рәс. 23
Рәс. 22
Үткәргечтәге индукцион токның юнәлешен билгеләү
өчен, уң кул кагыйдәсен файдаланалар (рәс. 23). Уң
кулны уч төбенә магнит көч сызыклары керерлек итеп
куйганда, 90° почмак ясап куелган баш бармак — үткәр¬
гечнең хәрәкәт юнәлешен, сузып куелган дүрт бармак
үткәргечтәге индукцион ток юнәлешен күрсәтә.
1. Нинди шартларда үткәргечтә индук-
* ция ЭЙК барлыкка килә? 2. Индукция
ЭЙК нәрсәләргә бәйле? 3. Үткәргечтә
барлыкка килгән индукцион токның
юнәлешен ничек билгелиләр?
L
Электромагнитик индукция күренешенең аерым
очрагын карыйк.
24 нче рәсемдәгечә электр чылбыры төзик. Чыл¬
бырда ике лампа параллель тоташтырылган. Беренче
лампага бер-бер артлы итеп реостат {R), икенчесенә ти¬
мер кендекле кәтүк (L) тоташкан. Реостат ярдәмендә ике
бүлемтекнең дә каршылыкларын тигезли алабыз.
Ачкычны ялгасак, кәтүк аша ялга¬
ган лампочканың соңарып янып китүен
күрербез. Ә 1 нче лампочка шунда ук
тулы көченә янып китә.
Димәк, L кәтүгендә ток зурлыгы
үзенең тиешле кыйммәтенә акрынлап
җитешә. Кәтүк чылбырында токның үзгәрү
графигы 25 нче рәсемдә күрсәтелгән.
Бу тәҗрибәне электромагнитик ин¬
дукция күренеше аңлата.
8. ҮЗИНДУКЦИЯ.
ИНДУКТИВЛЫК
2
£
R
1
Рәс. 24
25

I
о
L
Рәс. 25
Рәс. 26
R
I
к
Кәтүктә ток белән бер үк вакытта магнит агышы да
барлыкка килә. Ток арту белән, магнитик агыш та арта.
Магнит агышы үзгәргәндә, аның үзгәрү тизлегенә про¬
порциональ рәвештә кәтүктә индукция ЭЙК туа.
ЭЙК үткәргечнең үзендә үк барлыкка килгәнлектән,
бу күренешне үзиндукция дип атыйлар.
Кәтүкнең үз магнитик агышы үзгәргәндә табыл¬
ган ЭЙКн үзиндукция электр йөртү көче дип атый¬
лар.
Чылбырны өзгәндә үзиндукция ЭЙК барлыкка
килүен тәҗрибәдә раслыйк (рәс. 26). Ачкычны өзгәч,
L кәтүгендә үзиндукция ЭЙК туа. Нәтиҗәдә гальва¬
нометр аша узган ток (рәсемдә өзек-өзек сызык) өзгеч
ялганган вакыттагы токка (1) каршы юнәлештә була
һәм ул чылбырдагы токка караганда зуррак булырга
мөмкин.
Үзиндукция күренеше механикадагы инерция
күренешенә охшаш. Инерция аркасында көч тәэсирендәге
җисем билгеле бер тизлеккә берникадәр вакыт узган¬
нан соң гына ирешә. Хәрәкәттәге җисемне тормозлап
та кинәт кенә туктатып булмый. Шуның кебек үк,
үзиндукция нәтиҗәсендә чылбырда ток зурлыгы бил¬
геле бер кыйммәтенә акрынлап кына ирешә. Чылбыр¬
ны өзеп, андагы токны кинәт туктатабыз. Чылбырның
каршылыгы булуга карамастан, үзиндукция анда токны
дәвам иттерә.
Механика законнары буенча, җисемнең тизле¬
ген арттыру өчен, эш башкарырга кирәк. Хәрәкәттәге
җисемне тормозлаганда, җисем үзе эш башкара. Шуның
кебек үк ток булдыру өчен, өермәле электр кырына кар¬
шы эш башкарырга кирәк, ә ток өзелгәндә, электр кыры
уңай эш башкара.
26

Индуктивлык. Токның магнит кыры индукциясе
векторының (В) модуле ток зурлыгына туры пропорцио¬
наль. Магнитик агыш Ф да магнитик индукциягә туры
пропорциональ. Шулай булгач, Ф ~ В ~ I, яки:
Ф = L/,
(2.2)
биредә L — контурдагы ток зурлыгы белән контур аша
узучы магнитик агыш арасындагы пропорциональлек
коэффициенты.
L зурлыгын контурның индуктивлыгы яки үзин¬
дукция коэффициенты дип атыйлар.
Электромагнитик индукция законын (2.1) файдала¬
нып язабыз:
АФ ΔJ
М ~ ∖t
Формуладагы «-» тамгасы контур аша узучы маг-
АФ
нит агышы зурайганда (——
at
тискәре булуын аңлата. Ул магнит кыры магнит агышы¬
на каршы юнәлгән индукцион ток тудыра.
(2.3) формуласыннан чыгып әйтәбез: индуктивлык —
контурда ток зурлыгы секундка 1 A үзгәргәндә барлыкка
килгән физик зурлык.
Индуктивлык, электр сыешлыгы кебек, үткәргечнең
үлчәмнәренә һәм формасына бәйле, ә үткәргечтәге ток
зурлыгына турыдан-туры бәйле түгел. Индуктивлык шу¬
лай ук үткәргеч урнашкан тирәлекнең магнитик үзлек¬
ләренә бәйле.
Индуктивлык Генри (Гн) белән үлчәнә. Үткәргечтә
ток зурлыгы 1 с та 1 А га үзгәргәндә 1 В үзиндукция
ЭЙК барлыкка килсә, аның индуктивлыгы 1 Гн була’.
1Γh = ⅛ = ⅛.
ιA A
с
Электротехникада һәм радиотехникада үзиндукция
күренеше зур әһәмияткә ия. Алмаш ток чылбырындагы
ток зурлыгына индуктивлыкның тәэсирен исәпкә алырга
туры килә. Бу турыда алдагы темаларда өйрәнербез.
14
= -L —.
(2.3)
О булганда), индукция ЭЙК
А •
Q 1. Нинди күренешне үзиндукция дип
атыйлар? 2. Үзиндукция ЭЙК барлыкка
килүне тасвирлагыз. 3. Кәтүкнең ин-
дуктивлыгы нәрсә ул? 4. Үзиндукция
һәм инерция күренешләренең охшаш¬
лыгы нәрсәдә?
27

9. ЭЛЕКТРОН¬
НАРНЫҢ,
АТОМНАР
ЬӘМ МОЛЕКУ¬
ЛАЛАРНЫҢ
МАГНИТИК
ҮЗЛЕКЛӘРЕ
Магнитик үзлекләре буенча табигатьтә матдәләр биш
төргә бүленә: диамагнитик, парамагнитик, ферромагнитик,
антиферромагнитик һәм ферримагнитиклар (ферритлар).
Ь-әрбер матдәнең дә магнитик активлыгы сизелә.
Шуңа күрә матдәнең магнитик үзлекләре аның атомна¬
рын тәшкил итүче элементар кисәкчекләр белән билгеләнә
дип әйтә алабыз. Барлык атомнар өчен дә уртак булган
мондый кисәкчекләр булып электроннар, протоннар һәм
нейтроннар тора. Тикшеренүләрдән күренгәнчә, протон
һәм нейтронның магнит моментлары электронның маг¬
нит моментына караганда өч тәртипкә (ягъни 1 мең тап¬
кыр) кимрәк. Шуңа күрә протоннардан һәм нейтроннардан
торган атом төшенең магнит моментын исәпкә алмаска
мөмкин. Атомның магнит моментын электроннар гына
билгели. Бу мәгълүмат — магнитизм тәгълиматының төп
положениеләренең берсе.
Һәрбер атом төш һәм электрон болытын эченә алган
динамик системадан тора, һәрбер электронның спин маг¬
нит моменты бар. Электронның үз күчәре тирәсендә
бөтерелүеннән барлыкка килгән импульс моменты спин }Sfxa
атала. Моннан тыш, атом эчендә йомык орбитада әйләнүче
электронның орбиталь магнит моменты pθpg була. Атом¬
ның тулы моменты электроннарның орбиталь һәм спин
магнит моментлары суммасыннан тора:
2	2
= ∑ ^’орб ÷ ∑ Рсп’
1	1
биредә 2 — атомдагы электроннар саны.
Парамагнитларның магнитик үзлеген бик сизгер
приборлар ярдәмендә генә ачыклап була. Тышкы магнит
кырын алар бик аз үзгәртәләр, парамагнит саналган
платинаның магнитик үтешлелеге, мәсәлән, μ ≈ 1,00035,
сыек кислородныкы: μ ≈ 1,0034. Димәк, тышкы магнит
кырын бу ж;исемнәр шулкадәр генә көчәйтәләр. Мондый
ж,исемнәр магнит кырына эләккәч, үз магнитизмы
ярдәмендә магнит кырын бераз арттыралар. Парамагнитның
магнитлануы диэлектрик ларның полярлашуына охшаш.
Тышкы магнит кыры булмаганда, аерым атомнарның
магнит моментларының тәртибе булмый. Магнит кырында
атомнарның магнит моментлары өлешчә тәртипкә килә.
Диамагнитлар, киресенчә, тышкы магнит кырына
каршы юнәлгән магнит кыры тудыралар. Көмеш, кур¬
гаш, кварң диамагнит була. Диамагнитларның магнит
/’ат
28

үтешлелеге 1 дән бик аз аерыла. Көчле диамагнит
саналган висмутның да магнит үтешлелеге μ ≈ 0,999824
кенә.
Диамагнитларның магнит кырлары юнәлеше
тышкы магнит кырына каршы юнәлгән. Диамагнит
шуңа күрә тышкы магнит кырын көчәйтми, ә киресенчә,
зәгыйфьләнд ерә.
Диамагнитик эффект тышкы магнит кырының
электроннарның орбиталь хәрәкәтенә тәэсир итүеннән
барлыкка килә. Мондый тәэсир барлык атомнарга һәм
молекулаларга да хас.
Q 1. Ферромагнит, диамагнит һәм пара-
* магнитның магнитик үзлекләрен ча¬
гыштырыгыз. 2. Атомнарның магнит
моментын нинди кисәкчекләр билгели?
3.	Парамагнитларның магнитлануы
белән диэлектрикның полярлашуы ара¬
сында нинди охшашлык бар?
Микрофон һәм репродуктор (тавыш көчәйткеч). 10. МӘГЪЛҮМАТ-
Кешеләр, гадәттә, бер-берсе белән мәгълүматны сөйләшү НЫ МАГНИТ
ярдәмендә алмашалар. Сөйләшүче кеше тавыш җепселлә- ЯРДӘМЕНДӘ
ре ярдәмендә һавада тавыш тирбәнешләре булдыра, тың-	ЯЗДЫРУ
лаучы аларны ишетү органнары ярдәмендә кабул итә.
Хәзерге заманча һәм камил тавыш яздыру җайлан¬
малары булдыру микрофон һәм репродукторлардан баш¬
ланды. Тавыш тирбәнешләрен электр тирбәнешләренә
әверелдерүче приборны микрофон дип атыйлар.
Электродинамик микрофонда тавыш дулкынна¬
рының һавадагы басымны үзгәртү үзлеге файдаланыла.
Микрофонның төзелеше 27 нче рәсемдә күрсәтелгән: юка
һәм сыгылмалы мембрана {1) җиңел хәрәкәтләнә торган
кәтүккә (2) ябыштырылган. Кәтүк даими магнитның
(3) полюслары арасында урнашкан. Тавыш дулкыннары
тудырган һава басымы үзгәрешләре мембрананы
һәм аңа ябыштырылган кәтүкне тирбәнергә мәҗ¬
бүр итәләр. Даими магнитның магнит кырында
тирбәнүче кәтүктә үзгәрешле индукция ЭЙК бар¬
лыкка килә. Шулай итеп, электродинамик микро¬
фонда тавыш тирбәнешләре электр тирбәнешләренә
әверелә.
Электр тирбәнешләрен тавыш тирбәнешләренә
әверелдерү өчен, репродуктор кулланыла. Репро¬
дукторда (рәс. 28) бакыр үткәргечтән эшләнгән
җиңел хәрәкәтләнә ала торган кәтүк (1) мембрана
2
1
3
Рәс. 27
29

1
2
3
I
⅛¾⅞⅞!
Рәс. 28
4
(2) һәм диффузорга тоташкан. Кәтүк даими
магнит {4) полюслары арасында тора. Кәтүктән
алмаш ток узганда, ампер көче кәтүкне
ток үзгәрү ешлыгында тирбәнергә мәҗбүр
итә. Кәтүк шул ук ешлыкта мембрана һәм
диффузорны тирбәтә. Болар үз чиратында
һавада тавыш тирбәнешләре тудыралар.
Тавышны магнит ярдәмендә яздыру.
Тавышны һәм музыканы яздыру һәм аны
кабат укуның иң киң таралган ысулы маг¬
нит ярдәмендә башкарыла. Бу алым ферро¬
магнитларның магнитик үзлекләрен тышкы
магнит кырыннан чыгарылгач та озак вакыт¬
лар саклап тора алу үзлегенә нигезләнә.
Магнитофоннарда тавыш ферромагнитик җисем поро¬
шогы белән капланган юка пластмасс тасмага яздырыла.
Тавыш дулкыннары тудырган һава тирбәнешләре
микрофондагы (М) электр чылбырында ток зурлыгы
тирбәнешләренә (ТЗ) әверелә (рәс. 29). Тавыш ешлыгында
үзгәртелгән ток түгәрәк магнитның тавыш яздыру
уралмаларына (ТЯ) китә. Магнит полюслары арасындагы
ярыктан үткәндә, магнитлы тасманың төрле урыннары
[
м
о
тз
тк
cd
Р
г
ООО
⅛!(
г
]
I
I
Л
<⅛¾d⅞ι
Рәс. 29
ч.
тс
V nββ^^
≡=.''¾Λ
r⅛. V
тз
ТУ
В
g⅛>	<⅞⅝ <g¾
Ф®	® ®
30

тавыш магнитлы тасмага яздырыла.
кәтүктәге токның үзгәрешләре тәэсирендә төрлечә
магнитлана
Тасмадагы язулы полосаны магнитлы юл дип атыйлар.
Магнитлы тасмадагы тавышны ишеттерү өчен, аны
тавыш уку җайланмасы булган электромагнитның (ТУ)
полюслары арасындагы ярык аша яздыру вакытындагы
тизлеге белән уздыралар. Магнитлы тасма үткәндә,
электромагнитның уралмаларында алмаш ток барлыкка
килә. Бу ток, тавыш көчәйткечтә (ТК) көчәйтелеп,
репродукторга (Р) җибәрелә. Репродуктор кәтүгендә
алмаш ток даими магнит кәтүген тирбәндерә, кәтүккә
тоташкан диффузор тавыш дулкыннарын тарата.
Кирәксез язмаларны тасмадан сөрттерү өчен, махсус
җайланма (ТС) бар. Бу җайланманың уралмаларына
ультратавыш ешлыгы генераторыннан (УТЕГ) алмаш
көчәнеш ялгана. Шуның ярдәмендә кирәксез язмалар
юкка чыгарыла.
Q 1. Микрофонда тавыш тирбәнешләре
ничек итеп электромагнитик тирбәнеш¬
ләргә әверелә? 2. Репродуктор әлектро-
магнитик тирбәнешләрен ни рәвешле
тавыш тирбәнешләренә әверелдерә?
3. Тавыш яздыруда магнитлы тасманың
роле нинди?
Мәсьәлә чишү үрнәкләре
1	нче мәсьәлә. R = 200 Ом, L = 0,01 Гн, = 10 В
һәм г = 0 булса, 30 нчы рәсемдә схемасы күрсәтелгән
чылбырдагы ачкычны ялгаганда, ток нинди тизлек белән
арта башлар?
Бирелгән:
7? = 20 Ом
L = 0,01 Гн
10 В
Чишү.
Ачкычны ялгагач, ток әкренләп үсә
башлар һәм L кәтүгендә үзиндукция
AI
ЭИК барлыкка килер: ^ = -L—.
At
^ = ?
At
ЭЙК барлыкка килер: β = -L-.
AI
Димәк, р = L — = IR.
At
Ачкычны ялгаган вакытта
7 = 0; шулай булгач.
L
_ _ " _ 10 В
At ~ L “ 0,01Γh
AL = £ =
= 1000^.
с
г
fS
Рәс. 30
31

2	нче мәсьәлә. 0,1 с та ток зурлыгы 1 А дан 6 А
га кадәр үзгәргәндә, кәтүктә барлыкка килгән индукция
ЭЙК 50 В була. Кәтүкнең индуктивлыгы күпме?
Бирелгән:
1^ = 1 А
/д = 6 А
∆i = 1 с
= 50 Б
Чишү.
Мәсьәләне чишү өчен, индуктивлык
кәтүгендә үзиндукция ЭЙК формула¬
сын файдаланабыз:
= L —.
≈ л +
АГ
Моннан
_ 50 0,1
ΔZ “	5
At
Гн = 1 Гн.
L = 2
L =
3	нче мәсьәлә. Индукциясе В = 0,6 Тл булган
бериш магнит кырында магнит көч сызыкларына пер¬
пендикуляр юнәлештә 20 см озынлыгындагы үткәргеч
20 м/с тизлек белән хәрәкәт итә. Үткәргечтә ток зурлы¬
гы 4 А булса, 10 с та үткәргечне күчерү өчен күпме эш
башкарыла?
Бирелгән:
В = 0,6 Тл
Z = 20 см
υ = 20 м/с
t = 10 с
А = ?
Чишү.
Үткәргечкә тәэсир итүче көч:
F = Blυ.
Эш А = Г • S формуласы ярдәмендә
табыла, ә узган юл: S = υ • t.
Дт1мәк, А = IBlυt = 4 • 0,6 • 0,2 • 0,2 • 10 =
= 0,96 (Дж).
Δ 4 нче күнегү
1.	Самолет горизонталь юнәлештә
900 км/сәг тизлек белән оча. Җирнең
магнит кыры индукциясе 5 • 10“® Тл, са-
молётның канат очлары арасы 12 м бул¬
са, канат очларында барлыкка килгән
потенциаллар аермасын табарга.
2.	Кәтүкнең индуктивлыгы 20 Гн, ток
зурлыгы 10 А. Чылбырны өзгәч, ток
0,1 с эчендә нульгә әйләнсә, кәтүктә
барлыкка килгән ЭЙКн табарга.
3.	Индукциясе 2 Гн булган электромагнит¬
та үзиндукция ЭЙК 20 В булса, кәтүктәге
токның үзгәрү тизлеге күпме булган?
4.	Үзиндукциясе 0,4 Тл булган маг¬
нит кырында 50 см озынлыгындагы
үткәргечне, көч сызыкларына 60° лы
почмак ясап, нинди тизлектә хәрә¬
кәтләндергәндә 1 В ЭЙК барлыкка ки¬
лер?
5.	40 см озынлыгындагы үткәргеч ин¬
дукциясе 0,8 Тл булган бериш магнит
кырына көч сызыкларына перпен¬
дикуляр юнәлештә урнаштырылган.
Үткәргечкә 5 А зурлыгындагы ток ял¬
гагач, ул 20 см га күчә. Магнит кыры
башкарган эшне табарга.
32

«Электромагнетизм» бүлегендәге белемнәрнең
иң мөһимнәре
Электромагнитик индукция күренеше магнит һәм электр кырларының
бер-берсенә бәйлелеген исбатлый: магнит кыры үзгәргән саен, индукцион
электр кыры барлыкка килә.
Йндукцион электр кырының электр корылмаларын йомык траектория
буенча күчергәндә башкарылган эш нульгә тигез түгел.
Индукцион электр кыры индукция ЭЙК тудыра. Индукция ЭЙК ко¬
рылманы йомык контур буенча күчерү эшенең корылма зурлыгына чагыш¬
тырмасына тигез:
A
Индукция электр йөртү көче магнитик агыш үзгәрү тизлегенә пропор¬
циональ була:
ΔΦ
∆t ’
Электр чылбырында ток зурлыгы үзгәрү белән, магнит кыры да үзгәрә,
индукцион электр кыры барлыкка килә. Ул чылбырда электр тогы үзгәрүгә
каршы килә. Бу күренешне үзиндукция дип атыйлар. Барлыкка килгән
ЭЙКн үзиндукция ЭЙК дип атыйлар. Бу зурлык чылбырда ток зурлыгының
үзгәрү тизлегенә туры пропорциональ була:
&I
-L—.
At
биредә L — чылбырның индуктивлыгы.
Индуктивлык үзиндукция ЭЙКның үткәргечтәге ток зурлыгы үзгәрү
тизлегенә чагыштырмасына тигез:
L =
Магнит кырының энергиясе бар. Бу энергия үткәргечнең индуктивлы¬
гына һәм үткәргечтәге ток зурлыгы квадратына туры пропорциональ:
м
LP
2 •
33

Ьәрбер матдәнең дә магнитик үзлекләре сизелә. Атом һәм молеку¬
лаларның магнитик үзлекләрен, нигездә, электроннар гына билгели. Атом¬
ның тулы магнит моменты электроннарның орбиталь һәм спин магнит
моментлары суммасына тигез:
г	2
∙f*aτ Σ -Рорб Σ -РсП»
1	1
биредә г — атомдагы электроннар саны.
Җисемнәрнең магнитик үзлекләре һәм индукңия ЭЙК барлыкка килү
күренеше тавыш яздыру һәм яздырылганны ишеттерү җайланмаларында
файдаланыла.

ЭЛЕКТРОМАГНИТИК ТИРБӘНЕШЛӘР
ЬӘМ ДУЛКЫННАР
Электормагнитик тирбәнешләрне өйрәнгәндә,
табигатьләре төрлечә булган тирбәнүче процессларның
бер үк законнарга буйсынуына игътибар итәбез.
Электр энергиясенең башка төр энергияләргә ка¬
раганда өстенлеге бәхәссез. Төп уңайлыгы — электр
энергиясен гади техник җиһазлар ярдәмендә механик,
эчке (җылыту), яктылык һ. б. энергияләргә әверелдереп
булуда.
Алмаш токның даими ток белән чагыштырганда
өстенлеге — энергияне, югалтмыйча диярлек, төрлечә
әверелдереп, ерак араларга җибәреп булуда.
Механик дулкыннар бары тик сыгылмалы, бөге-
лүчән матди тирәлектә генә таралалар, мәсәлән газлар¬
да, сыеклыкларда яки каты җисемнәрдә. Таралу өчен
нинди дә булса җирлек кирәк булмаган дулкыннар да
була. Алар — электромагнитик дулкыннар. Аларга, атап
әйткәндә, радиодулкыннар һәм яктылык керә.
Электромагнитик кыр вакуумда, ягъни атомнар
булмаган пространствода да бар.
Электромагнитик дулкыннар, механик дулкыннар¬
дан җитди аерылсалар да, таралган вакытта механик
дулкыннарга охшыйлар.
11.	Электромагнитик тирбәнешләр
12.	Алмаш ток. Электр энергиясен җи¬
тештерү, тапшыру һәм куллану
13.	Татарстан Республикасы энергети¬
касы
14.	Максвелл теориясенең идеяләре
15.	Электромагнитик дулкыннарның
үзлекләре. Радиотапшырулар прин¬
цибы
16.	Радиоэлемтә принциплары
17.	Татарстанда радио һәм телефон
элемтәсе
9 нчы сыйныфта, механик тирбәнешләр темасын
өйрәнгәндә, ирекле тирбәнешләр белән танышкан идек.
Тышкы көчләр тәэсир итмәгәндә, тотрыклы тикторыш
халәтеннән чыгарылган системаның тирбәнешләрен
ирекле тирбәнешләр дип атадык. Мәсәлән, җепкә элеп
куелган шарны тикторыш халәтеннән тайпылдырсак, ул
ирекле тирбәнешләр ясый башлый (рәс. 31).
Ирекле тирбәнешләр электр чылбырында да була.
Әмма чылбырда электромагнитик тирбәнешләр тудыру
11. ЭЛЕКТРО-
МАГНИТИК
ТИРБӘНЕШЛӘР
35

I
Рас. 31
катлаулы булмаеа да, бу тирбәнешләрне күзәтү
җиңел эш түгел.
Чылбырдагы процесслар күзгә күренми.
Электромагнитик тирбәнешләрне күзәтү өчен,
электронлы осциллограф кулланыла.
Электромагнитик тирбәнешләр булдыручы
гади система бер-бер артлы тоташтырылган кон¬
денсатор һәм кәтүктән тора (рәс. 32).
Мондый системаны тирбану контуры дип
атыйлар.
Бу системада электромагнитик тирбәнеш¬
ләрнең ничек барлыкка килүен карыйк. Электр
һәм магнит күренешләрен математик маятник¬
тагы энергия әверелешләре белән чагыштырып
барырбыз (рәс. 33).
Рәс. 32
К
Wp = max
W = 0
max
Wp = о
W„ = max
I≈0
max
77/77777/
Wp = max
W = 0
Рас. 33
1.
max
Si
Wp = 0
= max
I = 0
+
а
б
в
г
t = 0
t =
t =
л
Г
4
2
I
1
1
I
I
К
К
: и; I i
+
к
t = ут!
3
4
к
1 = 0
36

Р өзгечен a контактына ялгап, конденса¬
торны корабыз, анда электр энергиясе барлык¬
ка килә:
Е =
2С’
в
Рәс. 34
Ачкычны аккумулятордан аерсак, 34 нче
рәсемдәге күренешне күзәтербез. Ачкычны Ч_
в контактына ялгасак, конденсаторның тискәре
корылмалы йөзлегеннән электроннар уңай
корылмалы йөзлеккә күчәләр. Индуктивлык кәтүге
аша үткәндә, электр тогы кәтүк тирәсендә магнит
кыры тудыра. Шулай итеп, конденсатор бушанганда,
аның электр кыры энергиясе кәтүкнең магнит кыры
энергиясенә әверелә. Тирбәнү контурының бу халәте
математик маятникның 33 нче б рәсемдәге халәтенә
охшаш. Маятник бу торышында туктап кала алмый,
инерция буенча хәрәкәтен дәвам иттерә. Аның кине¬
тик энергиясе маятникның потенциаль энергиясенә
әверелә бара. Конденсатор тулысынча бушанганда, кон¬
денсаторның электр кыры энергиясе кәтүкнең магнит
кыры энергиясенә әверелә:
Е
магн
= LIL
2 •
Алга таба конденсатор яңадан корыла башлый.
Бу урында үзиндукция күренешен искә төшерик.
Чылбырда ток кимегәндә дә, артканда да анда барлыкка
килгән магнит кыры чылбырдагы токка каршы юнәлгән
индукция ЭЙКн тудыра. Чылбырда ток максимумына да,
минимумына да кинәт кенә җитешә алмый. (Маятник
шарының инерциясен исегезгә төшерегез.)
33 нче в рәсемдә конденсаторның кире юнәлештә
корылганын күрәбез. Конденсаторның электр кыры
энергиясе тәэсирендә ЭЙК корылмаларны кире юнәлештә
хәрәкәткә китерә. Электр кыры энергиясе магнит кыры
энергиясенә әверелә башлый (рәс. 33, г).
Шулай итеп, конденсатор һәм индуктивлык кәтүге
чылбырында алмаш ток барлыкка килә. Кәтүктәге
көчәнеш тә, ток та юнәлеше һәм зурлыгы буенча үзгәреп
тора. Конденсаторның электр кыры көчәнешлелеге һәм
кәтүкнең магнит кыры индукциясе дә периодик рәвештә
үзгәрә.
37

Магнит кыры индукциясенең һәм электр кыры
көчэнешлелегенең периодик узгарешләрен электро-
магнитик тирбәнешләр дип атыйлар.
Тирбәнү контурындагы электромагнитик тирбәнеш¬
ләрне механик тирбәнешләр белән чагыштырыйк. Бу
процесслардагы физик зурлыкларның охшашлыгына
игътибар итик.
Механик зурлыклар
Координата х
Әлектромагнитик зурлыклар
Корылма q
Тизлек V =
∆x
Δ⅛
Ток зурлыгы / =
At
Пружинаның катылыгы k
Сыешлыкка кире зурлык
1
С
Масса 7П
Индуктивлык L
Ышкылу коэффициенты β.
'1
Тизләнеш a =
∆υ
Δ⅛
Каршылык
Ток зурлыгының үзгәрү тиз-
Δ∕
леге —
At
Потенциаль энергия
2
Конденсатор энергиясе
,2
п
2
Кинетик энергия E∣^ =
Магнит кыры энергиясе
- =ili
Ь 2
Ирекле тирбәнешләрнең периоды. Электромагнитик
тирбәнешләр вакытында бу процессны тасвирлаучы
зурлыклар: корылма, ток зурлыгы, конденсатордагы
көчәнеш һ. б. үзгәреп тора, шуңа күрә аларның момен¬
таль кыйммәтләрен юл хәрефләре белән билгеләргә ки¬
лешкәннәр: q, i, и һ. б.
Гармоник тирбәнешләрне тасвирлау өчен, үзгәрешле
зурлыкларның максималь кыйммәтләрен күрсәтергә
кирәк. Ал арны амплитуда дип атыйлар һәм баш хәреф
белән билгелиләр:	1^; һ. б.
Гармоник тирбәнешләрне тасвирлый торган зурлык¬
лар тигез вакыт аралыгында (Г) кабатланып тора. Бу
зурлыкны тирбәнешләр периоды дип атыйлар, t вакыты
38

эчендә N тулы тирбәнеш ясалса, тирбәнешнең периоды
Г = формуласы белән табыла.
Бер тулы тирбәнеш ясау өчен сарыф ителгән вакыт¬
ны гармоник тирбәнешләр периоды дип атыйлар.
1 с та ясалган тирбәнешләр санын тирбәну ешлыгы
дип атыйлар, t вакыты эчендә N тулы тирбәнеш ясалса,
тирбәнү ешлыгы V = була.
Тирбәнү ешлыгы берәмлеге итеп 1 с та 1 тирбәнеш
ясала торган ешлыкны алалар. Бу ешлыкны немең гали¬
ме Г. Гер ң хөрмәтенә герц (Гц) дип атыйлар. Практикада
ешлыкны кабатлы зурлыклар: килогерц (кГң), мегагерц
(мГң) һәм гигагерц (ГГң) белән үлчиләр.
Тирбәнешләр ешлыгының һәм периодының формула¬
ларын чагыштырып карасак, ал арның кире пропорциядә
икәнен күрербез:
τ = k V = ⅜.
V 1
Тирбәнешләр периодының тирбәнү контуры сыеш¬
лыгы һәм индуктивлыгы белән бәйләнеше У.Томсон
(Кельвин) формуласы белән билгеләнә: Т = 2τι∙∖jLC.
Монда кәтүкнең индуктивлыгын генри (Гн), конден¬
саторның сыешлыгы фарада (Ф), тирбәнү периодын (Т)
секунд белән үлчиләр.
V = ∙Z7,
*? 1. Нинди тирбәнешләрне ирекле
! тир¬
бәнешләр дип атыйлар? 2. Тирбәнү
контурындагы энергия әверелешләрен
аңлатыгыз. 3. Электромагнитик тирбә¬
нешләрне механик тирбәнешләр белән
чагыштырыгыз. 4. Тирбәнү контурын¬
дагы тулы энергиянең формуласын
языгыз. 5. Тирбәнешләр периоды һәм
ешлыгы нинди берәмлекләрдә үлчәнә?
t
Фатирлардагы, урамдагы электр лампочкалары,
суыткыч, тузан суыргыч, телевизор, магнитофон, радио,
телефон һ. б. электромагнитик тирбәнешләр энергиясен
кулланып эшлиләр.
Завод-фабрикаларда станокларны, электр поезд¬
ларын хәрәкәтләндерүче электр моторлары да электро-
магнитик тирбәнешләр исәбенә эшли.
Бу мисалларның барысында да алмаш электр то¬
гын куллану турында сүз бара. Алмаш электр тогы
электр чылбырында мәҗбүри электромагнитик тирбә¬
нешләр булдыру нәтиҗәсендә барлыкка килә. Мәҗбүри
12. АЛМАШ
ТОК. ЭЛЕКТР
ЭНЕРГИЯСЕН
ҖИТЕШТЕРҮ,
ТАПШЫРУ НӘМ
КУЛЛАНУ
39

b
о
''0
с
υ
-г
о
а)
б)
в)
0j
Ь
Рэс. 35
а
с
d
а
о
о
d
с
о
Ь
d
а
Ъ
а
о
тирбәнешләрне электростанцияләрдәге алмаш ток
генераторлары тудыра.
Алмаш электр тогы барлыкка китерүнең конкрет
мисалына тукталыйк.
Даими магнит кырына abed үткәргеч уралмасы
урнаштырыйк (рәс. 35). Уралманы ОО күчәре тирәсендә
тигез тизлек белән әйләндерсәк, уралма мәйданын үтеп
чыгучы магнитик агыш зурлыгы белән дә, юнәлеше белән
дә үзгәреп торыр. Шуның нәтиҗәсендә, электромагнитик
индукция законы буенча, уралмада зурлыгы һәм юнә¬
леше үзгәреп торган ЭЙК барлыкка килә.
Бу күренешне җентекләп карыйк әле. Уралманың
мәйданы магнитик көч сызыкларына перпендикуляр юнә¬
лештә булганда (рәс. 35, а), уралма мәйданын кисеп чы¬
гучы магнитик агыш максималь кыйммәткә ия (Ф = Ф^),
магнитик агышның үзгәрү тизлеге нульгә тигез = θj.
Уралма бу моментны үткәндә, аның аЪ һәм cd яклары
көч сызыкларын кисеп чыкмыйлар, алардан шуып кына
үтәләр. Шулай булгач, магнитик агыш үзгәрү тизлегенә
пропорциональ булган индукция ЭЙК бу моментта нульгә
тигез була (⅛' = 0).
ΔΦ _
, Ы
40

AΦ
= max
= ⅛)∙
Уралма мәйданы магнитик агышка параллель
булганда (рәс. 35, б), магнитик агыш нульгә тигез (Ф = 0),
ә уралма бу моментны узганда, магнитик агышның үзгәрү
тизлеге иң зур кыйммәткә ия = maxj. Бу моментны
узганда, уралманың аЬ һәм cd яклары көч сызыкларына
перпендикуляр юнәлештә хәрәкәт итәләр.
Бу очракта уралмада барлыкка килгән электр йөртү
көче иң зур кыйммәткә ия (^ =	= ⅛).
Уралманың αb өлешендә ЭЙК сызым яссылыгыннан
күзәтүчегә таба, ә cd өлешендә, киресенчә, күзәтүчедән
сызым яссылыгына таба юнәлгән (уң кул кагыйдәсен
исегезгә төшерегез). Уралма алга таба әйләнү хәрәкәтен
дәвам иттергәндә, ЭЙКның юнәлеше саклана, ләкин
аның зурлыгы нульгә кадәр кими (^ = 0); (рәс. 35, е).
Бу очракта уралма аша узучы магнитик агыш зурлыгы
иң зур кыйммәткә ия булса да, аның үзгәрү тизлеге бик
кечкенә була.
Уралманы алга таба әйләндерүне дәвам иткәндә,
уралма мәйданын кисеп чыгучы магнитик агышның үз¬
гәрү тизлеге үсә бара, ЭЙК та 0 дән га кадәр зурая
(рәс. 35, г).
Магнитик көч сызыкларын хәзер уралманың
икенче ягы кисеп чыга. Шуңа күрә уралмада барлыкка
килгән ЭЙК та капма-каршы юнәлештә була: уралманың
аЬ өлешендә ЭЙК күзәтүчедән сызым яссылыгына таба,
cd өлешендә, киресенчә, сызымнан күзәтүчегә таба
юнәлгән. Уралма әйләнү хәрәкәтен дәвам иткәндә,
ЭЙКның юнәлеше үзгәрми, ләкин аның зурлыгы нульгә
кадәр кими (рәс. 35, а).
Уралма яңа әйләнешләр ясаганда, бу күре¬
нешләр тагын кабатлана.
Шулай итеп, уралма бер әйләнеш ясаганда
барлыкка килгән индукңия ЭЙК β нан
га кадәр үзгәрә.
abed уралмасының очларын, аерып, осцил¬
лографка тоташтырсак, алмаш электр тогының
графигын — синусоиданы күрербез (рәс. 36).
Уралманы бериш магнит кырында тигез
тизлек белән әйләндергәндә барлыкка килгән
токны алмаш синусоидалъ ток дип атыйлар.
ЭЙКның бер тулы тирбәнеше өчен сарыф
ителгән вакытны алмаш токның периоды дип
атыйлар.
db*Ml *>.
>,∖
'81
Я!
Рәс. 36
41

Тирбәнешләр периоды Т хәрефе белән билгеләнә.
Ниндидер бер моментта ЭЙКның моменталь кыйм¬
мәтен хәрефе белән, максималь (амплитуда) кыйммәтен
белән билгеләсәк, зурлыгының вакытка бәйлелеген
формуласы ярдәмендә күрсәтәбез.
Электр энергиясен җитештерү, тапшыру һәм кул¬
лану. Сәнәгатьтә, авыл хуҗалыгында, транспортта, көн¬
күрештә һ. б. максатларда электр энергиясен куллану
кешелек дөньясының үсешендә бәяләп бетерә алмаслык
мөһим роль уйнады.
Хәзерге вакытта җитештерү көчләренең үсеш дәрә¬
җәсен илдә энергия куллану күләменә карап билгелиләр.
Кулланырга уңай универсаль энергия булып электр энер¬
гиясе санала. Дөньяда энергия куллану күләме 25 ел
саен ике тапкыр артса, электр энергиясен куллану һәр
ун ел саен ике тапкыр арта.
Безнең илдә электр энергиясен иң күп кулланучы
тармак — сәнәгать. Ул барлык җитештерелгән электр
энергиясенең 70% ын файдалана. Сәнәгатьтәге станоклар,
барлык механизмнар электр двигательләре ярдәмендә
хәрәкәткә китерелә. Бик күп күләмдәге энергия электр
белән эретеп ябыштыру, металларны эретү, электролиз
һ. б. максатлардагы эшләргә китә. Транспорт өчен дә
электр энергиясе кирәк. Тимер юл линияләренең күбесе
электровозлар ярдәмендә эшли. Авыл хуҗалыгы һәм
көнкүреш максатларында электр энергиясе көннән-көн
күбрәк кулланыла.
Электр энергиясе җитештерү электростанцияләрдә
башкарыла. Электростанцияләрнең ике төре бар: җылы¬
лык һәм гидроэлектростанцияләр. Электростанцияләр
бер-берсеннән генератор роторларын әйләндерүче двига¬
тельләрнең эшләү принциплары белән аерылалар. Генера¬
торларда индукция ЭЙК барлыкка килә. Җылылык
электростанцияләрендә энергия чыганагы булып ягулык:
күмер, торф, нефть, мазут, газ, радиоактив матдәләр
файдаланыла. Электр генераторларының роторлары пар
яки газ турбиналары, яки эчке янулы двигательләр белән
хәрәкәткә китерелә. Җылылык электростанцияләренең
пар казанында ягулык энергиясенең 90% ка якыны
пар ясау өчен китә. Җылылык двигателенең файдалы
эш коэффициентын арттыру өчен, турбинага барып эш
башкаручы парның температурасын 600° С ка, басымын
300 атм га кадәр җиткерәләр.
42

Турбинада пар агымының кинетик энергиясе роторга
бирелә. Роторның валы генератор валына тоташкан. Пар
турбогенераторында әйләнү хәрәкәтенең тизлеге минутка
берничә мең әйләнешкә кадәр җитә.
Җылылык электростанңияләренең (ҖЭС) ФЭК
40% ка кадәр була. Ләкин энергиясенең күп өлеше
турбинаны әйләндергәннән соң чыгып киткән пар белән
читкә китә. Җылылык электр үзәкләрендә (ҖЭҮ) бу
кимчелек төзәтелә; турбинада файдаланылган пар
сәнәгать предприятиеләренә һәм көнкүреш максатларына
(биналарны җылыту, кайнар су белән тәэмин итү)
җибәрелә. ҖЭҮнең ФЭК 60—70 % ка кадәр җитә.
Гидроэлектростанңияләрдә (ГЭС) гидравлик
турбиналарны плотинада күтәрелгән суның потенңиаль
энергиясе әйләндерә. Турбина электр генераторының
роторын әйләндерә. Станңиянең куәте плотинасының
нинди биеклектә булуына һәм турбинага секунд саен
нинди массадагы су төшүгә бәйле (рәс. 37).
j⅛p<wv⅜ }
г rTTι I
Рас. 37
43

Дөньядагы иң зур гидроэлектростанцияләр
ГЭС исеме
Елга исеме
Егәрлеге
Саяно-Шушенск
Енисей, Россия
6,4 млн кВт
Красноярск
Енисей, Россия
6 млн кВт
Братск
Ангара, Россия
4,1 млн кВт
Джон-Дей
Колумбия, АКШ
2,7 млн кВт
Самара
Идел, Россия
2,53 млн кВт
Гренд Кули
Колумбия, АКШ
1,97 млн кВт
Роберт Мозес
Изге Лаврентий, АКШ
1,74 млн кВт
Түбән Кама
Кама, Татарстан
1,6 млн кВт
Электр энергиясен тапшыру. Электростанцияләр
ягулык чыганаклары һәм гидроресурслар янында төзелә,
ә аны кулланучылар ил буенча таралган. Шуңа күрә
электр энергиясен ерак араларга тарату мәсьәләсе бар.
Электр линиясе озынайган саен, аның электр каршы¬
лыгы да арта. Тапшырылган егәрлекнең шактый өлеше
үткәргечләрнең каршылыгында (R) югала. Ток узганда,
электр чыбыклары җылына. Джоуль — Ленц законы бу¬
енча электр чыбыкларын җылыту өчен киткән җылылык
микъдары түбәндәгегә тигез:
ΔQ = I^Rt,
биредә R — электр линиясенең каршылыгы. Линия
бик озын булганда, энергия тапшыру зыянлы булырга
мөмкин. Югалтуларны азайту өчен, үткәргечләрнең
аркылы кисемен зурайтып, аларның каршылыгын ки¬
метергә мөмкин. Ләкин каршылыкны 100 тапкыр ки¬
метү өчен, үткәргечләрнең массасын 100 тапкыр артты¬
рырга кирәк. Ә моның өчен күп кыйммәтле төсле металл
кирәк булачак, шуның өстенә ул авыр үткәргечләрне
биек мачталарга беркетеп куярга кирәк. Шуңа күрә
үткәргечләрдәге югалтулардан икенче юл белән
котылалар: линиядәге ток зурлыгын киметәләр. Форму¬
лага игътибар итегез: ток зурлыгын 10 тапкыр киметеп,
үткәргечләрнең җылынуын 100 тапкыр киметеп була.
44

Токның егәрлеге ток зурлыгы һәм көчәнеш тап¬
кырчыгышына туры пропорциональ булгач, тапшырасы
егәрлекне саклап калу өчен, көчәнешне арттырырга
кирәк. Линия озын булган саен, моның файдасы зуррак
була. Менә ни өчен Самара ГЭСыннан Мәскәүгә электр
энергиясе 500 кВ көчәнеш белән җибәрелә.
Алмаш ток генераторларындагы көчәнешне, саклык
чараларыннан чыгып, 16—20 кВ тан арттырмыйлар.
Шуңа күрә зур электростанцияләрдә күтарүче транс¬
форматорлар төзиләр. Бу трансформаторлар, ток зурлы¬
гын киметеп, көчәнешне арттыралар. Егәрлек югалмый
кала диярлек.
Электр энергиясен куллану урыннарында көчәнешне
киметәләр, бу эшне төшерүче трансформатор башкара
(рәс. 38).
Россия Федерациясенең күп кенә электростанцияләре
югары көчәнешле линияләр белән гомуми электр чыл¬
бырына һәм кулланучыларга тоташтырылган. Бу бердәм
энергосистема дип атала.
1. Даими магнит кырында кузгалмас
күчәр тирәсендә әйләнүче уралмада
алмаш электр йөртү көче барлыкка
килүне аңлатып бирегез. 2. Уралма
мәйданы магнит кыры көч сызыкла¬
рына параллель төрганда, ни өчен урал-
мада барлыкка килгән индукция ЭЙК
максималь кыйммәткә ия? 3. Җылылык
электр станциясенең ФЭКн арттыру юл¬
ларын аңлатыгыз. 4. Электр энергиясен
ерак араларга тапшырганда, югалтулар¬
дан ничек котылалар?
20кВ
!∣,⅛
пп • Г
α
о
F∣
сй
S
ft
о
е
о
и
03
ft
Ей
500 кВ
a
Электростан¬
ция генера¬
торы
Югары
көчәнешле
электр линиясе
ft
о
θ
ей
S
ft
о
о
в
ей
ft
E÷
60 кВ
ft
о
ь
d
S
ft
о
е
К
«я
^4 кВ
220 В
Сәнәгать пред¬
приятиесе
Куллану¬
чылар
Рэс. 38
45

Мәсьәлә чишү үрнәкләре
1 нче мәсьәлә. Корылган конденсаторны индук¬
тивлык кәтүгенә тоташтыралар. Күпме вакыттан соң
конденсаторның энергиясе индуктивлык кәтүге энер¬
гиясенә тигез булыр?
Чишү.
Конденсатордагы көчәнеш и = sva,wt = uθ sin∙^ ⅛ за¬
коны буенча үзгәрә, биредә uθ — башлангыч көчәнеш.
Мәсьәләнең шарты буенча.
Си^ LP
2 •
(1)
2
Энергия саклану законы буенча, конденсаторның
башлангыч энергиясе конденсатор һәм кәтүкнең энер¬
гияләре суммасына тигез булырга тиеш:
≡ си^
2
LP
2 •
+ "4-.
2
2
Әлеге тигезләмәдән —не табып, аны (1) тигезлә-
мәсенең сул ягы белән тигезлибез:
си§
2
2
cu^∙ си^
2 ■
тт
Моннан Uq = 2C∕2 яки	Димәк, 17 = -βr∙,
и ның кыйммәтен көчәнеш тигезләмәсенә куйсак, =
. 2π - —
2π
и ның кыйммәтен көчәнеш тигезләмәсенә куйсак, ∙⅛ =
= f∕θsin-^⅛. Вакланманың санаучысын да, ваклаучысын
г~	^/2 2π
f∖aL∖∕2τ'a тапкырлыйбыз: = sin-^i килеп чыга. Моннан
Л	1
= 7. Димәк, t = ⅞∙ с була.
J ⅜	о
Т
2 нче мәсьәлә. Сыешлыгы 10 нФ булган кон¬
денсаторны 4,5 В көчәнешкә кадәр коралар һәм индук¬
тивлык кәтүгенә тоташтыралар. Тирбәнешләр тулысынча
сүнгәндә, күпме җылылык аерылып чыгар?
46

Бирелгән:
и = 4,5 В
С = 10 нФ =
= 10“8 Ф
Q = ‘f
Q = ^
CE∕2 10≡Φ∙(4,5B)
2	2
Чишү.
Корылган конденсаторны индук¬
тивлык кәтүгенә тоташтырганнан
соң, контурда электр тирбәнешләре
барлыкка килә.
Бу вакытта аерылып чыккан ж,ылы-
си^
лык микъдары Q = —була.
Димәк,
2
10-*Φ ∙ 20,25 B≡
2
= 0,1 мкДж.
Δ 5 нче күнегү
1.	Тирбәнү контурындагы кәтүкнең ин¬
дуктивлыгы L = 100 мкГн, конденса¬
тордагы корылма зурлыгы Q = 1 Кл,
циклик ешлык ωθ = 1 Контурның
тулы энергиясен табарга.
2.	10 пФ сыешлыклы конденсатор
100 В көчәнешле ток чыганагына ял¬
ганган һәм, корылгач, индуктивлыгы
100 мкГн булган кәтүккә тоташтыры¬
ла. Контурдагы тирбәнешләр ешлы¬
гын һәм максималь ток зурлыгын та¬
барга.
3.	Конденсаторның сыешлыгы 0,1 мкФ,
кәтүгенең индуктивлыгы 0,5 Гн булган
контурның тирбәнү ешлыгы 1000 Гц.
Контурның каршылыгын табарга.
4.	Конденсатор 50 Гц ешлыклы, 220 В
көчәнешле электр чылбырына тоташ¬
тырылган. Конденсатор чылбырындагы
ток зурлыгы 2,5 А. Конденсаторның
сыешлыгы күпме?
13. ТАТАРСТАН
ЭНЕРГЕТИКАСЫ
Безнең республикабыз территориясендә электр
энергиясен практик максатларда файдалану XIX гасыр РЕСПУБЛИКАСЫ
урталарыннан башлана.
1853 елның 30 мартында Казан университеты
профессоры Александр Степанович Савельев
университетның физика кабинеты түбәсенә яктырту
приборын урнаштыра. Бинаның ишегалды һәм якын-
тирә мәйдан беренче тапкыр электр ж,айланмасы белән
яктыртыла.
1887 елда Казанда «Газ һәм электр» ширкәте
оеша. Бу ширкәт тырышлыгы белән, Казан шәһәрен
электрлаштыру башлана: электр генераторлары дары
заводын. Проломная (хәзерге Бауман урамы) урамын
яктырта башлый, дугалы лампалар кулланыла.
47

1899 елда Кабан күле буенда (хәзерге Г. Камал
театры бинасы урынында) трамвайлар өчен даими
электр тогы эшләп чыгара торган махсус җылылык
электростанциясе төзелә. Ягулык итеп мазут файда¬
ланыла.
1902 елда, инженер Фёдор Стахеев тырышлыгы
белән, Алабуга шәһәрендә (ул елларда анда 11 мең халык
яши) электростанция төзелә, 1911 елда Чистай, 1914 ел¬
да Мамадыш, 1915 елда Чаллы, 1917 елда Буа шәһәрләре
электр белән яктыртыла башлый.
1920 елда, Октябрь революциясеннән соң, В. И. Ле¬
нин тәкъдиме белән, илне электрлаштыру планы
(ГОЭЛРО) төзелә. 21 декабрьдә Халык Коммиссарлары
Советы «РСФСРны электрлаштыру турында декрет»
кабул итә. Планда эшләп торган электростанцияләрен
торгызу, реконструкцияләү, яңа электростанцияләр
төзү, транспортны, сәнәгатьне, авыл хуҗалыгын
электрлаштыру карала. Бу планны тормышка ашыру
уңаеннан, 1921 елның 25 гыйнварында халык хуҗалыгы
хезмәткәрләренең I Бөтентатар съездында Татарстанны
электрлаштыру планы раслана, республикада эшләп
килгән 11 электростанция «Татэлектро» оешмасына
берләштерелә. «Татэлектро» республиканы электрлаш¬
тыру буенча актив эш җәелдерә. Шул елның февраль-
март айларында ук Нурлат, Бөгелмә, Тәтеш шәһәрләрендә
район электростанцияләре эшли башлый.
РСФСР Госпланы карары белән, илне электрлаш¬
тыру эшләре көннән-көн киң колач ала бара: даими
ток челтәрен өч фазалы алмаш токка күчерү, һавада
баганаларга беркетелгән электр линияләрен кабель
белән җир астына төшерү, алмаш ток өчен югары
көчәнешле трансформатор станцияләре төзү һ. б. эшләр
башкарыла, Татарстан Республикасының III еллыгы
исемендәге Казан икенче электростанциясенең егәрлеге
1928 елда 5000 кВт ка җиткерелә.
1930	елның 5 маенда Җылылык Электр Үзәге исе¬
мендәге Беренче Казан электростанциясе (ТЭЦ-1) тө¬
зелә башлый. Бу юнәлештә күп санда белгечләр кирәк
булганга, Казанда энергетика институты ачыла. 1930/31
уку елында анда «электромеханика» һәм «җылылык
электростанцияләренең электр җиһазлары» белгечлекләре
буенча 110 студент укый башлый.
1931	елның 25 июнендә дәүләт электростанцияләре
белән идарә итүче «Татэнерго» төзелә.
48

1933 елның 1 июлендә ТЭЦ-1 файдалануга тапшы¬
рыла. Аның куәте 20 000 кВт тан артып китә.
Казанда көчле авиация заводлары төзелү уңаеннан,
шул ук елларда ТЭЦ-2 дә төзелә башлый һәм ул 1938 ел¬
да төзелеп бетә.
Зур электростанцияләр белән беррәттән, зур булма¬
ган район электростанцияләре төзелә: Тәтеш районын¬
дагы Починки авылында (1934), Арча районы «Авангард»
колхозында (1937), Мөслим районы Тугаш авылында
(1949), Минзәлә районы Мәлкән авылында (1952) һ.б.
төзелгән гидроэлектростанцияләр якын-тирә авылларны
электр энергиясе белән тәэмин итеп тора.
1943	елда Шөгер авылы янында беренче булып
нефть табылып, күпләп чыгарыла башлый. Озак та үтми,
нефтьчеләр ярдәмендә Урыссу ГРЭСы төзелә.
1944	елның 6 ноябрендә сафка баскан куәтле
(5 МВт) ГРЭС Татарстан нефтьчеләрен бөтен Советлар
Союзында беренче урынга чыгара.
1951 елда Уңъяк Болак урамы башында «Тат-
энерго»ның административ бинасы файдалануга
тапшырыла. «Татэнерго» яңа бинага күчкәч, яңадан
торгызылган бу бина 2005 елда Татар дәүләт гуманитар-
педагогика университетына бирелә.
1962 елда Зәй ГРЭСын һәм. Түбән Кама шәһәре
нефть-химия комплексына хезмәт күрсәтү өчен. Түбән
Кама ГРЭСын төзү башлана. 1963 елның февралендә Зәй
ГРЭСы сафка да баса. Аның егәрлеге 400 МВт тан артып
китә. Шул елны Татарстан энергия системасы үзеннән
арткан энергияне СССРның Бердәм энергия системасына
бирә башлый.
Казанда, нефть-химия сәнәгате гиганты «Оргсинтез»
җитештерү берләшмәсе төзелү уңаеннан, яңа электростан¬
ция — ТЭЦ-3 төзү эшләре башлана, һәм ул 1968 елның
10 гыйнварында эксплуатациягә тапшырыла.
Чаллы шәһәрендә автомобиль заводы төзелү яңа
энергия чыганагы — КамАЗ ТЭЦы төзүгә китерә. Куәте
820 мең кВт ка исәпләнгән бу станция 1969 елның
7 октябреннән төзелә башлый. 1972 елда аның беренче
турбогенераторлары сафка баса.
1979 елның 30 апреле истәлекле көн була. Түбән
Кама ГЭСының беренче гидроагрегатлары эшли башлый.
Кама елгасының күтәрелгән суы шлюзлар системасы аша
беренче теплоходлар, йөк суднолары үтә, елга аша олы
юл күпере ачыла.
49

Алга таба республикада булдырылган станцияләр
камилләштерелә, җиһазлары яңартыла, куәтләре
арттырыла, Түбән Кама шәһәрендә ТЭЦ-2, төзелеп,
файдалануга тапшырыла, республикада җитештерелә
торган электр энергиясе күләме күп тапкырларга арта.
Зәй ГРЭСы үзе генә дә 1963 елдан башлап 1991 елга
кадәр 350 миллиард киловатт-сәгатьтән артык электр
энергиясе биргән.
2000 елның сентябрендә «Россия бердәм энергетика
системасы» акционерлык җәмгыятенең (РАО ЕЭС)
Чаллы шәһәрендә узган фәнни-техник советының һәм
Россия фәннәр академиясенең киңәйтелгән утырышында
гидроэнергетиканы 2015 елга кадәр үстерү һәм техник
яңарту программасы карала. Татарстан энергетиклары бу
программаны үзләре өчен конкретлаштыралар.
14. МАКСВЕЛЛ
ТЕОРИЯСЕНЕҢ
ИДЕЯЛӘРЕ
Әлектромагнитик тирбәнешләрне өйрәнгәндә,
безгә 10 нчы сыйныфтан билгеле булган электродинамика
законнарына таяндык. Әлектромагнитик кырның үзлек¬
ләре турында яңа мәгълүмат кирәк булмады. Электро-
магнитик дулкыннар таралу өчен, нинди шартлар кирәк
икәнлеге әлегә билгесез калды. Әлектромагнитик дулкын¬
нарның бу үзлеген инглиз галиме Максвелл ачкан.
Әлектромагнитик индукция күренеше вакытында
йомык үткәргечтә электр тогы барлыкка килүне без
күргән идек. Фарадей тәҗрибәләреннән Максвелл нәтиҗә
чыгара: үзгәреп торучы магнит кыры өермәле электр
кыры тудыра. Алга таба ул әлектромагнитик кырның
төп үзлекләрен ачуда мөһим роль уйнаган яңа проблема
куя: үзгәреп торучы магнит кыры электр кыры тудыргач
Е
в
Е
ЛВ
At
о
в
АЕ
∆t
о
7
Т
7
а
б
Рәс. 39
Рәс. 40
50

(рәс. 39, а), табигатьтә бу процессның киресе дә
булмыймы икән, ягъни үзгәреп торучы (алмаш) электр
кыры магнит кыры тудырмыймы?
Шулай итеп. Максвелл табигатьтә электр кыры
узгэргандә,магнит кыры барлыкка килергә тиеш дигән
фараз әйтә (рәс. 39, б). Моңа кадәр ясаган тәҗрибәләр
бу фараз файдасына булмаса да, алга таба гипотеза
тулысынча раслана, электромагнитик дулкыннар
барлыгы исбатлана.
Бушлыкта яки диэлектриктагы алмаш электр кы¬
рын Максвелл тайпылыш тогы дип атаган. Электр
кыры магнит кырын гадәти электр тогы тудырган кебек
тудырганга. Максвелл бу кырны ток дип атый, гадәти ток
түгеллеген күрсәтү өчен, аңа «тайпылыш» сүзен өсти.
«Тайпылыш тогы» төшенчәсе кабул ителгәч, теләсә
нинди электр тогын йомык дип карарга мөмкинлек
туа. Мәсәлән, тирбәнү контуры кәтүгендәге ток (элект¬
роннарның юнәлешле хәрәкәте) конденсатор йөзлекләре
арасында тайпылыш тогына алышына (вакытка карап
үзгәреп торучы электр кыры) (рәс. 40). Бу вакытта ал¬
маш электр кыры конденсатор йөзлекләре арасында
кәтүктән үтүче ток зурлыгы булдырган кадәрле магнит
кыры тудыра.
Максвелл үзенең ачышын физика фәненең иң мөһим
законнарының берсе дәрәҗәсенә җиткерә. Фарадейның
электромагнитик индукция законы, тайпылыш тогы тео¬
риясе һәм токларның тәэсир итешүе турында. Ампер
законнарына нигезләп, ул үзенең дифференциаль тигезлә¬
мәләрен яза.
Аның дүрт формуласында электр һәм магнит кыр¬
ларын тасвирлаучы зурлыкларны санча исәпләү юл¬
лары күрсәтелгән. Магнитик индукция зурлыгының һәм
тайпылыш тогының электр кыры көчәнешлелеге исбат-
ланган.
Электр һәм магнит кырларының бер-берсенә бәйле-
леге ачылганнан соң, аларның аерым-аерым яшәмәүләре
билгеле булды.
Алмаш магнит кырын бу пространствода электр
кыры булдырмыйча тудырып булмый. Ь.әм киресенчә,
алмаш электр кыры булганда, һәрвакыт магнит кыры
була.
Тикторыштагы корылма электр кыры гына
тудыра (рәс. 41, а). Ләкин корылма билгеле бер исәп
Максвелл Джеймс
Клерк
1879) — күренекле
инглиз галиме. Ул
электромагнитик кыр
теориясен тудыра.
Алмаш электр һәм
магнит кырларының
бер-берсенә тыгыз
бәйле булуын һәм
бердәм кыр барлык¬
ка китерүен, бу кыр¬
ның электромагни-
тик дулкын булып
яктылык тизлеге бе¬
лән таралуын исбат
итә. Электр, магнит
һәм яктылык кү¬
ренешләренең бәй¬
ләнешен нигезләп,
Максвелл яктылык¬
ның электромагни-
тик табигате теория¬
сен эшли, шуның бе¬
лән ул, аерым-аерым
яшәгән электр, маг¬
нит һәм яктылык
тәгълиматларын бер¬
ләштереп, бербөтен
теория булдыра.
Моннан тыш. Макс¬
велл физиканың
башка өлкәләрендә
дә күренекле ачыш¬
лар ясый; газларның
молекуляр-кинетик
теориясе буенча аның
хезмәтләре зур.
(1831
51

IT
5|
' / .
S
y∣
эд
-г
≡
а
Рэс. 41
z⅛
∕z
б
≡≡
системасына карата гына тикторышта була. Башка исәп
системаларына карата ул хәрәкәттә була, шулай булгач,
магнит кыры тудыра (рәс. 41, б).
Җирдә ятучы магнит та магнит кыры гына тудыра,
ә аңа карата хәрәкәттә булган күзәтүче әлектромагнитик
индукция күренешен — электр кырын да күрер.
Димәк, исәп системасына бәйләмичә генә, простран-
ствоның бер ноктасында электр яки магнит кыры булуы
турында сүз йөртүнең мәгънәсе юк. Тикторыштагы
магнитның исәп системасында электр кырының булмавы
электр кыры бөтенләй юк дигән сүз түгел.
Магнитка карата хәрәкәт итүче исәп системасында
бу кыр сизелергә мөмкин.
Электр һәм магнит кырлары тулы бер кыр тәшкил
итәләр. Ул кырны әлектромагнитик кыр дип атыйлар.
Әлектромагнитик процессларны нинди исәп систе¬
масында алганга карап, анда гомуми кырның теге яки
бу сыйфаты күренә.
1. Максвеллның электромагнитик дул-
• кыннар ачуга китергән фаразы нәрсәдән
гыйбарәт? 2. Максвелл нәрсәне тайпы¬
лыш тогы дип атый? 3. Нинди кырны
әлектромагнитик кыр дип атыйлар?
52

Максвелл теориясе радиодулкыннарны, инфракы¬
зыл, күренмә, ультрамиләүшә, рентген һәм гамма-нур-
ланышларны да электромагнитик дулкынга кертә. Алар
бер-берсеннән ешлыклары һәм дулкын озынлыклары
белән аерылалар.
Таблица
15. ЭЛЕКТРО-
МАГНИТИК
ДУЛКЫННАР¬
НЫҢ ҮЗЛЕК¬
ЛӘРЕ. РАДИО¬
ТАПШЫРУЛАР
ПРИНЦИБЫ
Ешлык, Гц
Дулкыннар диапазоны
Дулкын
озынлыгы, м
10® - 10^®
1012 - 1014
1014
101^
-1Q1^
1017 _ ιθ20
,20 _ Iθ23
10
Радиодулкыннар
Инфракызыл
Күренмә яктылык
Ультрамиләүшә
Рентген нурлары
γ - нурланыш
10® - 10 ®
10^8 - 10 '
10“^
10-"
- 10^≡
10“® - 1O^12
10“1® - 10’1®
Таблицадагы саннар якынча түгәрәкләп алын¬
ган. Күрше диапазондагы дулкыннар арасында кискен
чикләр юк. Диапазоннар бер-берсен каплыйлар, чөнки
дулкыннарның үзлекләре сикереш ясап түгел, ә салмак
кына үзгәрә.
Максвелл теориясенең физика фәнендә күп еллар
буена барган бәхәсләргә чик куюын да әйтеп китәргә
кирәк. Шуларның берсе — ерактан яки якыннан тәэсир
итү күренешләренә булган карашлар. Моннан чыгып,
электромагнитик дулкыннарның таралу тизлеге чикле
булуы турында нәтиҗә чыгарырга мөмкин.
Ерактан тәэсир итү теориясе буенча, корылма уры¬
ныннан күчсә, корылмага тәэсир итүче кулон көче кинәт
үзгәрә. Корылманың тәэсире шунда ук сизелә. Ерактан
тәэсир итү теориясендә бер корылма икенчесен бушлык
аша «сизеп» тора.
Максвелл теориясендә алай түгел. Корылманың
урыныннан күчүе аның әйләнә-тирәсендә электр кырын
үзгәртә. Алмаш электр кыры янәшәдәге пространствода
алмаш магнит кыры тудыра. Алмаш магнит кыры үз
чиратында алмаш электр кыры тудыра һ.б. Барлыкка
килгән магнит һәм электр кырлары өермәләре, үзләре
булган урында кырны сүндереп, пространствоның яңа
өлкәләренә күчә баралар.
53

Корылманың бер урыннан икенче урынга күчүе
электромагнитик кырны «чәчеп» җибәрә, ул яңадан-яңа
өлкәләргә күчә, шул урыннардагы кырны үзгәртеп кора.
Бу «чәчрәү», ниһаять, икенче корылмага барып җитә
һәм аңа тәэсир итүче көчне үзгәртә. Ләкин бу үзгәреш
беренче корылма күчеш ясый башлау белән түгел, ә ко¬
рылма күчеш ясап бетергәч башлана. Электромагнитик
тайпылышның күчү тизлеге бик зур, ләкин ул тизлекнең
чиге бар.
Математик исәпләүләр ярдәмендә Максвелл бу
тизлекнең яктылыкның бушлыктагы тизлегенә тигез
булуын, ягъни 300 000 км/с икәнен ачыклый.
Электромагнитик кырның мондый күчеше күрше
өлкәләрдә дә электромагнитик кыр тудыра. Димәк,
электромагнитик кыр тудыручы чыганак булганда, бу
кырның күчеше ниндидер җирлек ярдәмендә булмый.
Электромагнитик кырның күчүен дулкынсыман проңесс
дип атый алабыз.
Электромагнитик дулкын ул — электромагнитик
кырныц пространствода таралуы.
Электр корылмасы, пружинага эленгән йөк ке¬
бек, бер туры сызык буенча тирбәнә дип күз алдына
китерик. Корылма тирәсендәге электр кыры периодик
рәвештә үзгәреп тора. Үзгәрешләр периоды корылманың
тирбәнешләр периодына тигез. Электр кыры — периодик
үзгәреп торучы магнит кыры, ә ул үз чиратында корыл¬
мадан читтә алмаш электромагнитик кыр тудыра.
Корылмадан читтәге пространствода бер-берсенә
перпендикуляр урнашкан электр һәм магнит кырлары
периодик рәвештә алмашынып, яңадан-яңа өлкәләрне
каплап ала. Мондый кырлар системасының билгеле
бер моменттагы күренеше 42 нче рәсемдә
сурәтләнгән. Тирбәнүче корылмадан барлык
юнәлешләргә дә әлектромагнитик дулкын
тарала. Пространствоның һәр ноктасында
электр һәм магнит кырлары вакытка карап
периодик үзгәреп торалар. Пространствоның
ераграк ноктасына кыр тирбәнешләре соңрак
барып җитә.
Максвелл вафат булганнан соң 10 ел
үткәч, немец галиме Г. Герц әлектромагнитик
дулкыннарны тәҗрибәдә күрсәтә.
Тәҗрибәләрендә ул тирбәнү контурын
файдалана. Мондый тирбәнү контурын электро¬
Рәс. 42
54

1
'Zc
магнитик дулкыннар тарату өчен кулланып булмый.
Контурда алмаш электр кыры тулысынча диярлек
конденсаторның йөзлекләре арасындагы пространствода
тупланган.
Конденсатор йөзлекләрен аерып куйсак, алмаш
электр кыры булдырыла торган пространство киңәя.
Конденсаторның сыешлыгы кими. Сыешлыкның кимүе
тирбәнү контурының үзтирбәнү ешлыгының артуына
китерә: ωθ =
Тирбәнү ешлыгын тагын да арттыру өчен, индук¬
тивлыкны киметеп, кәтүк урынына уралмалары булма¬
ган туры үткәргеч алалар. Конденсаторның йөзлекләрен,
киметеп һәм аларны аеруны дәвам итеп, туры үткәргеч
формасына китерәләр. Ачык тирбәнү контуры барлыкка
килә (рәс. 43, а).
Тирбәнешләр булдыру өчен, үткәргечне урталай
кисәләр һәм очкын чыгарлык ара калдырып аерып куя¬
лар (рәс. 43, б). Үткәргечләрнең икесен дә потенциаллар
аермасы бик зур булырлык итеп коралар. Потенциаллар
аермасы чик зурлыкка җиткәч, үткәргечләр арасында
очкын чыга, ачык тирбәнү контурында тирбәнүләр баш¬
лана (рәс. 44). Контурның индуктивлыгы һәм сыешлы¬
гы бик аз булгач, тирбәнешләр ешлыгы бик зур була.
Бу җайланманы Герц вибраторы дип атыйлар. Вибра¬
тор электромагнитик дулкыннар тарата һәм энергиясен
югалта, тирбәнешләр туктала. Яңа тирбәнешләр булдыру
өчен, вибратор яңадан корыла.
Вибратор тараткан электромагнитик дулкыннарны
шундый ук вибратор белән кабул итәләр. Кабул итүче виб¬
раторда электромагнитик дулкынның алмаш электр кыры
тәэсирендә ток тирбәнешләре барлыкка килә (рәс. 45).
Кабул итү вибраторының үзьешлыгы электромагнитик
дулкын ешлыгы белән туры килә һәм кабул итү виб¬
раторында тирбәнешләр көчәя. Кабул итү вибраторында¬
гы үткәргечләр очларында очкын барлыкка килә.
а
с
I
С
а
с
б
^)
Рэс. 43
Рэс. 44
3
55

I
О
l∖j∖^∖∕∖A^ ^∖j∖j∖∕Vv×
t
Рәс. 45
Герц әлектромагнитик дулкыннар булдырып кына
калмый, ул дулкыннарның башка төр дулкыннар белән
охшашлыкларын да исбатлый. Ул әлектромагнитик
дулкыннарның металл өслектән кайтарылуын һәм ин¬
терференциясен күзәтә. Вибратордан килүче һәм металл
өслектән кайтарылучы дулкыннар кушылганда, торгын
дулкыннар барлыкка килә. Кабул иткеч вибраторны
күчереп йөртеп, торгын дулкынның күпермәсенең то¬
рышын һәм дулкын озынлыгын табарга була. Дулкын
озынлыгы янәшә торган күпермәләр арасын икегә тап¬
кырлаганга тигез. Герц тәҗрибәләрендә дулкын озын¬
лыгы 66 см га тигез булган. Вибратор ешлыгы билгеле
булса, V = λv формуласы ярдәмендә әлектромагнитик
дулкынның тизлеген табып була. Ул яктылык тизлегенә
тигез булып чыга: v = с = 300 000 км/с.
Әлектромагнитик дулкыннар ярдәмендә электр
корылмаларының тәэсир итешүе үзенчәлекле. Бу үзен¬
чәлек нәрсәдән гыйбарәт соң?
Әлектромагнитик дулкыннарны тирбәнүче корылма¬
лар нурландыра. Иң мөһиме шунда: бу корылмаларның
хәрәкәт тизлеге вакыт узу белән үзгәрә. Димәк, аларның
хәрәкәте — тизләнешле хәрәкәт. Тизләнеш булу — элек-
тромагнитик дулкыннар барлыкка килүнең төп шар¬
ты. Әлектромагнитик дулкыннар корылма тирбәнгәндә
генә түгел, корылманың теләсә нинди тизләнешле
хәрәкәте вакытында барлыкка килә. Тизләнеш арткан
саен, әлектромагнитик нурланыш та арта. Шуңа күрә
әлектромагнитик кыр ярдәмендә тәәсирләшү көчләре
корылган кисәкчекләр арасының ераклыгына һәм
тизлекләренә генә түгел, тизләнешләренә дә бәйле. Әмма
бу очракта Е һәм В векторлары зурлыгы гына тизләнешкә
56

бәйле. Әлектромагнитик дулкында электр
кырының корылмага тәэсир итү көче
кырның көчәнешлелегенә генә бәйле, ә маг¬
нит кырының корылмага тәэсир итү көче
корылманың хәрәкәт тизлегенә дә бәйле
(рәс. 46).
Корылманың тирбәнү ешлыгы зуррак
булган саен, аның тизләнеше дә зур була,
чөнки тизләнешнең амплитудасы тирбәнү
ешлыгы квадратына туры пропорциональ.
Тизләнеш үскән саен, дулкыннарның ин¬
тенсивлыгы арта бара. Е һәм В векторлары
тирбәнешләренең амплитудасы тирбәнешләр ешлыгының
квадратына, ә вакыт берәмлегендә нурланыш энергия¬
се амплитуданың квадратына бәйле. Шуңа күрә тирбә¬
нешләр амплитудасы ешлыкның дүртенче дәрәҗәсенә
бәйле. Тирбәнешләр ешлыгы ике генә тапкыр артса
да, нурланыш энергиясе 16 тапкыр арта! Шуңа күрә
радиостанцияләрнең антенналарында тирбәнешләр еш¬
лыгы йөзләрчә миллион герцка җитә.
Корылмаларның әлектромагнитик дулкын ярдә¬
мендә тәэсир итешүенең тагын бер үзенчәлеге шунда:
дулкынның электр кыры көчәнешлелеге Е һәм магни¬
тик индукция В дулкын чыганагыннан ерагайганда бик
акрын кимиләр. Электростатик көчләр һәм токларның
тәэсир итешү көчләре ара ераклыгы квадратына кире
пропорциональ. Әлектромагнитик дулкында Е һәм
В векторларының модульләре кимү ара ераклыгының
беренче дәрәҗәсенә генә кире пропорциональ. Бу —
бик аз кимү. Башка көчләр ара ераклыгы артканда
бик тиз кими. Менә шуңа күрә дә куәте зур булмаган
радиостанциянең дулкынын меңәр километр ераклыктан
тотып була, ә мондый ераклыкта электростатик кырның
барлыгын сизү — мөмкин булмаган хәл.
А. С. Поповның радио уйлап табуы. Г. Герц тәҗ¬
рибәләре белән дөньядагы барлык физиклар да, шул
исәптән Петербург электротехника институты профессоры
А.С. Попов та кызыксына. Ул Герц тәҗрибәләрен кабат-
кабат эшләп карый һәм әлектромагнитик дулкыннарны
теркәү өчен уңайлы һәм сизгер прибор уйлап таба.
Әлектромагнитик дулкыннарны «тоту» өчен, А. С. По¬
пов прибор уйлап таба һәм аны когерер дип атый. Ко¬
герер ул эченә металл вагы салынган ике электродлы
в
Рәс. 46
57

0,
I
1
о
Рәс. 47
Рәс. 48
пыяла көпшәдән гыйбарәт (рәс. 47). Когерерның эшләү
принцибы түбәндәгечә: пыяла көпшә эчендәге металл
вагы көпшәк булу сәбәпле, кечкенә металл кисәкчекләре
арасында контакт начар һәм аның электр каршылыгы
зур була. Когерерга килгән әлектромагнитик дулкын
анда югары ешлыклы алмаш ток булдыра, металл вакла¬
ры арасында очкыннар барлыкка килә. Очкыннар металл
кисәкчекләрен эретеп ябыштыра. Нәтиҗәдә когерерның
каршылыгы кинәт кимеп китә (А. С. Поповның тәҗ¬
рибәләрендә 100 000 Ом нан 500—1000 Ом га кадәр,
ягъни 100—200 тапкыр). Приборның каршылыгын
элекке хәленә кайтару өчен, аны селкергә кирәк. Дул¬
кыннарны автоматик рәвештә кабул итү өчен, ул, һәр
сигналны кабул иткәннән соң, когерерны селки тор¬
ган җайланма уйлап таба: когерерга әлектромагнитик
дулкын эләккәндә, аның аша электр звоногы чылбыры
ялгана. Дулкын кабул итү тукталгач, звонок та шалты¬
раудан туктый, чөнки аның чүкече когерерга да суга.
Моннан соң аппарат яңа сигналны кабул итәргә әзер була.
48 нче рәсемдә А. С. Попов уйлап тапкан алгычның
гадиләштерелгән схемасы күрсәтелгән.
*? 1. Әлектромагнитик дулкыннар
» шкала¬
сына характеристика бирегез. 2. Якын¬
нан тәэсир итү теориясенең ерактан
тәэсир итү теориясеннән аермасы нәр¬
сәдә? 3. Герц тәҗрибәсен сурәтләгез.
4. Әлектромагнитик дулкыннарда
электр корылмаларының тәэсир итешүе
нидән гыйбарәт?
58

Электромагнитик дулкыннар теориясе күзлеген¬
нән караганда, радиоэлемтә чылбыры түбәндәгечә: ра¬
диотапшырулар тудыручы антеннада югары ешлыклы
алмаш ток әйләнә-тирә пространствода тиз-тиз алмашып
торучы электр һәм магнит кырлары тудыра һәм алар
дулкын булып таралалар. Кабул итү антеннасына
җиткәч, электромагнитик дулкынның электр кыры
анда радиостанция тапшырган ешлыктагы алмаш ток
тудыра.
Радиоэлемтәнең иң нәтиҗәле этабы 1913 елда сүнми
торган электромагнитик тирбәнешләр тудыручы лампалы
генератор уйлап тапкач башлана. Лампалы генераторлар
Герң тәҗрибәләрендәге сүнә торган ирекле тирбәнешләр
урынына (рәс. 49) электромагнитик дулкыннарның
дәвамлы импульсларын тапшыру сәләтенә ия була
(рәс. 50). Шулар ярдәмендә сөйләмне, музыканы тап¬
шыру мөмкинлеге туа, радиотелефон элемтәсе барлыкка
килә.
Радиотелефон элемтәсендә тавыш тирбәнешләре
микрофонда электр тирбәнешләренә әверелә. Бу тирбә¬
нешләрне антенна аша ерак араларга таратып, кеше
сөйләмен һәм музыканы тыңларга мөмкин кебек, әмма
©
16. РАДИО¬
ЭЛЕМТӘ
ПРИНЦИПЛАРЫ
∖j
Попов Александр
Степанович (1859—
1906) Петербург
электротехника ин¬
ституты профессоры.
1888 елда Г. Герц
тәҗрибәләренең дө¬
реслеген тикшерә
һәм электромагнитик
дулкыннар булды¬
руны раслый. 1889
елда сигналларны
ерак араларга тап¬
шыру мөмкинлеген
күрсәтә. 1894 елда
электромагнитик
тирбәнешләр генера¬
торы һәм электро-
магнитик дулкын¬
нарны кабул итү
җайланмасы төзи.
1895 елның 7 маен¬
да ул үзенең ачы¬
шы турында Россия
физика-химия җәм¬
гыятендә доклад бе¬
лән чыга, 1896 ел¬
ның 24 мартында
сигналларны 250 м
ераклыкка тапшы¬
ра. Дөньяда берен¬
че радиограмма ике
сүздән тора: «Генрих
Герц».
Рәс. 49
ft
∖l
и
u
V
V
Рәс. 50
59

түбән ешлыктагы тавыш тирбәнешләренең энергиясе
түбән булу сәбәпле, алар дулкын булып таралмый.
Югары ешлыктагы дулкын яхшы тарала, ләкин кабул
итүче антеннада ул гармоник тирбәнешләр генә тудыра.
Бу каршылыктан чыгу юлы табыла. Радиостанция¬
ләрдә мәгълүматны тапшыру өчен, югары ешлыклы
тирбәнешләр генә файдаланыла. Антенна аларны яхшы
тарата. Түбән ешлыктагы тавыш тирбәнешләре юга¬
ры ешлыктагы тирбәнешләрне модуляциялиләр, юга¬
ры ешлыктагы тирбәнешләрнең амплитудасын түбән
ешлыкта үзгәртәләр. Бу процессны амплитудалы моду-
О
i
I
'1
о
L
■2
(∖
V
у
л
У
у
л
л
у
V
л
V
у
а
л
у
л
У
у
V
у
{\
у
V
у
у
у
б
f∖
л
f∖
f∖
л
Л
f∖
в
о
У
У
У
у
у
у
у
у
V
у
у
в
Рэс. 51
60

ляция дип атыйлар. Кабул итү станциясендә алгычта
модуляцияләнгән югары ешлыклы тирбәнешләрдән
түбән ешлыклы тавыш тирбәнешләрен аерып алалар.
Түбән ешлыктагы электр тирбәнешләре көчәйтелә һәм
репродукторга юнәлтелә. Бу процесс демодуляция, яки
детекторлау атала. 51 нче рәсемдә югары ешлык¬
лы тирбәнешләр графигы — аны йөртүче (алып бару¬
чы) ешлык дип атыйлар (а), түбән ешлыктагы (тавыш
тирбәнешләре) тирбәнешләр (б) һәм амплитудасы моду¬
ляцияләнгән тирбәнешләр (е) күрсәтелгән.
Демодуляцияләнгән һәм көчәйтелгән сигнал тапшы¬
ручы станциядәге микрофонга бирелгән тавыш сигналы
белән тәңгәл була.
Электромагнитик сигналларны ерак араларга, 17. ТАТАР-
гадәттә, үткәргечләр аша тапшыралар. Бу алым радио- СТАНДА РАДИО
тапшыруларда, телеграф, телефон элемтәсендә энергия	ТЕЛЕФОН
чыгымнары һәм югары сыйфаты ягыннан файдалы.	ЭЛЕМТӘСЕ
Ләкин элемтә линияләрен уздыру бигрәк тә су астында
һәм катлаулы рельефлы урыннарда кыйммәткә төшә.
Шуңа күрә тапшырулар чыбыксыз юл белән — электро-
магнитик дулкыннар ярдәмендә башкарыла.
Радиостанция
Радиоалгыч
Ретранслятор
Рәс. 52
61

Радиостанциядә булдырылган радиодулкыннар
атмосферага таратыла. Аларны ерак арага таратуда
Җирнең ясалма иярчененә урнаштырылган агрегатлар
(ретрансляторлар) булыша. Радиодулкыннар радиоалгыч¬
ларда, кабул итү станцияләрендә тотыла (рәс. 52).
Радиоэлемтәнең дүрт төре бар: радиотелеграф,
радиотелефон, радиотапшыру һәм телевидение.
Радиотелеграф элемтәсе морзе алфавиты ярдәмендә
булдырыла, ягъни алфавитның һәр хәрефе морзе
алфавитындагы нокта һәм сызыклар ярдәмендә тапшы¬
рыла.
Радиотапшыруларда сүзләр, музыка һәм төрле та¬
вышлар эфирга әлектромагнитик дулкыннар белән та¬
ратыла.
Радиотелефон элемтәсендә тапшырылган мәгълүмат
аерым абунәчегә генә барып җитә.
Радио уйлап табу фән һәм техниканың үсешенә яңа
юнәлешләр бирә. 1918 елда безнең илдә «Мәскәү тавы¬
шы» радиостанциясе эшли башлый. Мәгълүмат морзе
әлифбасы белән кабул ителә. Шул ук елны Саратовта
кабул итү радиостанциясе төзелә, 20 мартта Казанда
радио тыңлый башлыйлар.
1921 елның 1 маенда Казанның хәзерге Ирек мәй¬
данында, телефоннан сөйләшүне көчәйтү өчен, рупор куе¬
ла, һәм ул хөкүмәт сәясәтен халыкка җиткерүче мөһим
чарага әверелә. «Известия» газетасы бу хактагы хәбәрне
бөтен илгә тарата: «Казан шәһәрендә инженер Чистов-
ский уйлап тапкан телефон көчәйткече күрсәтелде. Газе¬
та рупор аша укылды. Әлеге ачыш меңләгән кешеләрдә
соклану тудырды». Менә шушы кечкенә генә хәбәр
Совнарком председателе В. И. Ленинның игътибарын
җәлеп итә, һәм ул Совнарком секретаре Н. П. Горбунов-
ка күрсәтмә юллый: «Иптәш Горбунов! Мин бүген Ка¬
занда телефон тавышын көчәйтүләре турында укыдым.
Сынап карау бик әйбәт нәтиҗәләр биргән. Тикшерегез!
Әгәр дә дөрес булса, Мәскәүдә һәм Питерда да куярга
кирәк!»
Н. П. Горбунов күрсәтмәсе белән, Казаннан аппа¬
ратлар сатып алына, 1921 елның май ахырында Мәскәү
Советы бинасына рупор урнаштырыла. Шуннан соң озак
та үтми, яшь Совет хөкүмәте бер-бер артлы илдә радио
челтәрен җәелдерүгә юнәлдерелгән тугыз мөһим декрет
кабул итә.
62

Күргәнебезчә, Россиядә радио Казаннан башлан¬
ган, чөнки анда әзерлекле белгечләр булган. 1920 елда
ук талантлы инженер Александр Углов һәм аның
хезмәттәшләре куәтле радиолампалар ярдәмендә электр
сигналларын көчәйтү ысулын үзләштерә. «Известия
ТатЦИКа» газетасы 1921 елның 30 гыйнварында: «Бу
лампалар ярдәмендә без инде Ташкент белән дә сөйләшә
алабыз. Европадан калышмыйбыз!» — дип яза.
1922 елны язучы һәм җәмәгать эшлеклесе Шамил
Усманов VI партия конференциясе делегатлары алдын¬
да Казанда радиотапшырулар станциясе төзү кирәклеге
турында чыгыш ясый. Әмма, ул чордагы икътисади, тех¬
ник, финанс мәсьәләләрен сылтау итеп, тәкъдим кире
кагыла. Әмма Ш. Усманов бирешми. Аның тырышлыгы
белән, 5 елдан соң Казанда — «Арча кырында» беренче
радиостанция «РВ-17» төзелә.
1927 елның 7 ноябрендәге беренче тәҗрибәләрдән
соң күп тә үтми, Казан үзенең тапшыруларын даими
рәвештә яңгырата башлый. Беренче көннәреннән үк
радио, сәясәт белән бергә, әдәбиятка һәм музыкага зур
әһәмият бирә. Татар радиосының беренче җитәкчесе Ша¬
мил Усманов була. Музыкаль бүлекне күренекле компо¬
зитор Салих Сәйдәшев җитәкли.
Шул елларда барган татарча һәм русча тапшы¬
руларга чуваш телендәге тапшырулар да өстәлә. Әгәр
бүгенге көндә милли республикалар арасындагы дуслык
җепләрен ныгытып торучы «Идел белән Урал арасында»
радиожурналы булуын, узган гасырның 90 нчы елла¬
рында радиода Татарстанда яшәүче бик күп халыклар¬
га үз телләрендә сөйләргә, үз мәдәниятләре белән
танышырга мөмкинлек бирелүен исәпкә алсак, димәк, бу
игелекле эш әнә шул чакларда ук башлангыч алган.
Радио акрынлап балалар дөньясын да яулый — Аб¬
дулла Алиш, Ибраһим Гази, Гариф Гобәй, Фатих Кәрим
кебек күренекле каләм ияләре балалар өчен берсеннән-
берсе кызыклы тапшырулар әзерли.
Татар радиокомитеты 1936 елда уздырылган I Бө¬
тенсоюз радиофестивалендә катнаша.
Соңгы елларда илнең сәяси, иҗтимагый һәм икъ¬
тисади тормышында барган үзгәрешләр Татарстан теле¬
видениесен һәм радиосын да читләтеп узмады. Россия
Федерациясенең үзәк телерадио каналына әверелгән
БДТРК әле таркау хәлдә яшәп килә иде. Барлык
63

төбәкләрдә, шул исәптән милли республикаларда эшләп
килүче дәүләт карамагындагы телевидение һәм радио
оешмаларын бер «Холдинг компаниясе»нә туплау баш¬
ланып китә. «Татарстан» дәүләт телерадиокомпаниясе дә
БДТРК филиалы итеп оештырыла һәм элеккечә «Россия»
каналына эшләвен дәвам иттерә. Узган гасырның 90 нчы
еллары — зур үзгәрешләр заманы — Татарстан радио¬
сы эшчәнлегенә яңа темалар алып килде. Болар: үткен
публиңистика, Татарстан Республикасының мөстә¬
кыйльлеге өчен көрәш, суверенлыкны гамәли ныгыту
темалары.
Узган гасыр ахырында һәм XXI гасырга кергәч,
Татарстанда күп санда кыска дулкыннардагы радиостан-
ңияләр эшли башлый, Татарстан радиосы белән Прага¬
да эшли торган «Европа Азатлык радиосы» арасында
хезмәттәшлек башлана, халкыбыз «Азатлык» радиосы
тапшыруларын тыңлау мөмкинлеге ала.
«Татарстан — Яңа гасыр» радио һәм телевидение
станцияләре тапшыруларын элеккеге СССР террито¬
риясендә генә түгел. Җирнең ясалма иярченнәре ярдә¬
мендә планетабызның башка төбәкләрендә яшәгән
милләттәшләребез дә даими ишетә һәм күрә башлый.
Беренче электромагнитик телеграф аппараты
Петербург фәннәр академиясе әгъза-корреспонденты
П. Л. Шиллинг тарафыннан 1832 елда уйлап табыла.
Дөнья практикасында 1844 елда уйлап табылган Морзе
телеграф аппараты киң кулланыш ала.
Беренче телеграф станциясе Казанда 1859 елның
28 декабрендә ачыла. Казан — Екатеринбург, Казан —
Оренбург, Казан — Самара телеграф линияләре төзелә.
Алга таба телеграф линияләре Чистай, Чаллы һәм Ала¬
буга шәһәрләрендә дә булдырыла.
1901 елда Казан телеграф-почта конторасында хи¬
мик ток чыганаклары ярдәмендә электр тогын куллана
башлыйлар.
Телефон. 1876 елда америкалы уйлап табучы
А. Белл беренче телефон аппаратын төзи, һәм 500 м ерак¬
лыкта, аннан соң тагын да ераграк урнашкан тыңлаучы
белән мәгълүмат алмашу мөмкинлеге туа.
Беренче телефоннар Казанда 1881 елда урнаш¬
тырыла. 1910 елда телефон аппараты белән файдала¬
нучылар саны Казанда 1000 нән артып китә. Әмма бу
өлкәдә безнең артка калу үзен сиздерә. XX гасыр ахы-
64

рына илдәге 10 000 кешегә туры килгән телефоннар саны
Швециядә 113, АКШта 107, Норвегиядә 97, Швейцариядә
93 булса. Россиядә 2 генә телефон туры килә.
1906—1908 елларда шәһәрара телефон станцияләре
һәм линияләре төзелә, һәм Арча, Мамадыш, Лаеш, Чис¬
тай, Тәтеш, Кукмара, Югары Ослан һ. б. төбәкләр белән
телефон ярдәмендә хәбәрләшү башлана.
1913—1914 елларда Казанның Н. Островский,
К. Нәҗми, Н. Чернышевский, М. Горький һәм М. Меж-
лаук урамнарында изоляция белән тышланган кабельләр
ярдәмендә җир асты телефон линияләре уздырыла. Бу
линияләр бүгенге көндә дә файдаланыла. 1935—1936
елларда Казан урамнарына беренче телефон-автоматлар
куела.
Бөек Ватан сугышы вакытында Мәскәүдән һәм
башка шәһәрләрдән Казанга һәм Татарстанның баш¬
ка шәһәрләренә заводлар һәм төрле оешмалар күче¬
релә. Шул уңайдан яңа телефон станцияләре төзелә,
булганнарының куәте арттырыла, сыйфаты яхшыр¬
тыла.
Сугыштан соңгы елларда да шәһәр телефон челтәре
зур темплар белән үсә. 1967 елда Казанда 21400 телефон
номеры файдаланылган булса, 70 нче еллар уртасына бу
сан 35800 гә җитә.
1980 елларда элемтәчеләр телефон станцияләренең
яңа буынын — координаталы станцияләрне төзи баш¬
лыйлар. 1988 елда беренче оптик кабельле линия сафка
баса.
1995 елдан Казан шәһәре телефон станциясе Фин¬
ляндиянең NokiA фирмасы белән хезмәттәшлек итә
башлый, станцияләрнең коммутатор залларында яңа
җиһазлар булдырыла, электрон станцияләре, цифрлы
элемтә системасы гамәлгә керә, Интернет мөмкинлекләре
файдаланыла. Телефон ярдәмендә күп төрле телеком-
муникацион ярдәм алу, мәгълүмат туплау мөмкинлеге:
телефон, Интернет, электрон һәм тавыш почтасы, цифр¬
лы телевидение, видеоконференцияләр туа.
1888 елда Казанда төзелгән беренче телефон ком¬
мутаторы нибары 100 номерлы булса, хәзерге көндә
70 тән артык телефон станциясе 360 меңнән артык но¬
мерга хезмәт күрсәтә.
Телефонлаштыру буенча Татарстан Россия өлкәләре
арасында алдынгылар рәтендә бара.
65

и Эксперименталь мәсьәләләр
Индукцион ток¬
ның магнитик
индукция үзгәрү
тизлегенә һәм
магнитик агыш
узучы контур¬
ның мәйданына
бәйлелеген
тикшерү
Максат: индукцион электр кырының йомык контур
aπιa узучы магнитик агыш үзгәргәндә барлыкка килүен
тәҗрибәләрдә күзәтү.
Җиһазлар: электромагнит, универсаль трансформа¬
тор, реостат, даими ток чыганагы, гальванометр, ампер¬
метр, үткәргечләр, штатив.
Эшкә күрсәтмәләр
1.	53 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, электр чылбыры
төзибез (даими магнит урынына электромагнит (универ¬
саль трансформатор) алына). Трансформатор чорнавы,
реостат, ток чыганагы, амперметр йомык чылбыр тәшкил
итәләр. Реостат ярдәмендә ток зурлыгын үзгәртеп, транс¬
форматорның икенчел чорнавында индукцион ток бар¬
лыкка килүне гальванометрдан күзәтәбез.
Нәтиҗә: беренчел чылбырдагы ток зурлыгы үзгә¬
реше контурдагы магнитик индукцияне үзгәртә, ә бу үз
чиратында индукцион электр кыры тудыра.
2.	Беренчел чылбырда ток зурлыгын үзгәрешсез
калдырып, трансформаторның магнит чылбырын якорь
ярдәмендә йомык кендеккә әйләндерәбез. Икенчел чыл¬
бырдагы индукцион электр тогына игътибар итәбез.
Якорьны кире алып, магнит чылбырын өзгәндә, индук¬
цион токны күзәтәбез, нәтиҗә ясыйбыз.
3.	Электромагнитның магнит кырына 20—30 урал¬
мадан торган чорнау урнаштырабыз, уралмаларның оч-
I
Рәс. 53
66

о
»
3∙∙-Λ->i
^∙
⅛∣flι
I
о
oj
о
j
Рэс. 54
ларын гальванометрга тоташтырабыз (рәс. 54). Чорнауны
боргалап, йомык контур аша узучы магнитик агышны
үзгәртәбез, индукцион ток үзгәрүенә игътибар итәбез.
4.	Трансформаторның 120 В лы кәтүге эченә кендек
куеп, кендекнең ирекле башына 6—8 уралмадан торган
20—30 см диаметрлы чорнау кидерәбез. Уралмаларның
очларын гальванометрга тоташтырабыз (рәс. 55). Берен¬
чел чылбырда токны ялгаганда, икенчел чылбырда ин¬
дукцион ток барлыкка килә.
5.	Чорнаудагы уралмаларны кинәт тартып, уралма¬
ларның диаметрын кыскартсак та, индукцион токның
үзгәрүен күрербез.
Нәтиҗә: йомык контур аша узып чыгучы маг¬
нитик агышның һәр үзгәреше индукцион электр кыры
тудыра һәм индукцион электр тогы барлыкка килә.
Рәс. 55
67

Ленц
кагыйдәсен
тәҗрибәдә
тикшерү
Максат: әлектромагнитик индукция күренеше
барлыкка килү шартлары белән танышу; Ленц кагый¬
дәсен тәҗрибәләрдә тикшерү; практик күнекмәләр бул¬
дыру.
Җиһазлар: аккумуляторлар батареясы, гальва¬
нометр (миллиамперметр), өзгеч, ике кәтүк һәм алар
өчен тимер кендекләр, дугасыман магнит, үткәргечләр
(рәс. 56).
Рәс. 56
•к
i
Рәс. 57
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Даими магнитның магнит кырында кәтүкне
хәрәкәтләндереп, индукцион ток барлыкка килүне
тәҗрибәдә күрсәтәбез.
Кәтүк уралмаларында индукцион ток барлыкка
килүне гальванометр яки миллиамперметр ярдәмендә
күзәтәбез. Үткәргечләр ярдәмендә кәтүк һәм гальвано¬
метр клеммаларын параллель тоташтырабыз. Магнитның
бер полюсына ябышкан тимер кендекне кәтүк эчендә
хәрәкәтләндерәбез (рәс. 57). Бу вакытта гальванометр
угының авышуы күренә.
Индукцион токның юнәлешен билгеләү өчен, галь¬
ванометрны ток чыганагына (аккумуляторга) тоташ¬
тырып карыйбыз: гальванометрның сул клеммасын
аккумуляторның минус клеммасына, ә уң клеммасын
аккумуляторның плюс клеммасына тоташтырганда, галь¬
ванометр угы уң якка авыша. Безнең тәҗрибәдә ток чы¬
ганагы ролен кәтүк үти.
Магнитны кәтүккә якынайтып, индукцион токның
юнәлеше буенча ул токның магнит кыры көч сызыклары
юнәлеше билгеләнә. Бу магнит кырының юнәлеше даими
магнитның магнит кыры үсешен тоткарлавы ачыклана.
Шулай итеп, Ленц кагыйдәсе тәҗрибәдә исбатлана.
68

Магнитны кәтүктән ерагайтканда хасил булган ин¬
дукцион токның юнәлешенә, аның магнит кырына ана¬
лиз ясыйбыз.
2.	Икенче тәҗрибәдә индукцион ток барлыкка
килүне даими ток чылбырындагы кәтүкне өзеп һәм ял¬
гап тикшерәбез. Моның өчен гальванометрга ялгаган
кәтүкне токлы кәтүккә терәп, күчәрләре туры килерлек
итеп куябыз (рәс. 56). Ике кәтүкне дә үткәреп, тимер
кендек уздырабыз. Икенче кәтүкне өзгеч аша аккуму¬
ляторга тоташтырабыз. Беренче чылбырдагы өзгечне
аерып һәм ялгап, икенче чылбырда индукцион ток бар¬
лыкка килүне күрәбез. Моны гальванометр күрсәтә. Ак¬
кумулятордан килүче токның һәм индукцион токның
юнәлешләрен билгелибез. Аккумулятор чылбырында¬
гы өзгечне аерганда һәм ялгаганда, Ленц кагыйдәсенең
үтәлүен тикшерәбез.
Максат: Ом законы формуласының дөреслеген
тикшерү.
Җиһазлар: 15—20 Ом каршылыклы резисторлар,
6 мкф сыешлыклы кәгазь конденсатор, универсаль
трансформатор кәтүге, 0,5 А алмаш токка исәпләнгән
амперметр, 10 В ка кадәр алмаш ток вольтметры, тавыш
генераторы.
Бер-бер артлы тоташтырылган резистор (JR) конден¬
сатор (С) һәм индуктивлык кәтүгеннән (L) торган
алмаш ток чылбырында токның эффектив зурлыгы I =
-=			 формуласы белән билгеләнә, биредә
+ (¾ - ПсУ
I — алмаш электр тогының эффектив кыйммәте, U —
көчәнешнең эффектив кыйммәте.
Алмаш ток
чылбырында
Ом законын
тикшерү
Эшкә күрсәтмәләр
1.	58 нче рәсемдәге схема буенча электр
чылбыры төзибез.
2.	Чылбырдагы элементларның дөрес
тоташтырылуын тикшерәбез.
3.	Чылбырга тавыш генераторы тоташ¬
тырабыз. Генератордан чыгучы тавыш тир¬
бәнешләренең көчәнеш тирбәнешләре еш¬
лыгы 1000 Гц ка куела. Чылбырга куелган
и,
0
и = UgCosωt
i

о'
Рэс. 58
С
Uc
R
L
R
69

көчәнешнең зурлыгын үзгәртеп, чылбырдагы ток зурлыгы
0,2 А итеп көйләнә. Аерым элементлардагы көчәнешләр
(?7д, и^, и^) һәм гомуми көчәнеш (U) үлчәнә.
4.	Индуктивлык кәтүгендәге көчәнеш (17^), резис¬
тордагы көчәнеш (Uj^) һәм чылбырдагы ток зурлыгы
(1) буенча кәтүкнең индуктив каршылыгын (¾) һәм
резистор каршылыгын (7?9 табабыз.
Конденсатор каршылыгын (/?(,) конденсатор сыеш¬
лыгы (С) һәм алмаш ток ешлыгы (ω) аша табабыз.
Гомуми көчәнеш (t∕) һәм R, һәм R(, каршылыклары
буенча чылбырдагы ток зурлыгын ) табабыз.
5.	Тавыш генераторында ешлыкны 2000 Гц ка куеп,
исәпләүләрне кабатлыйбыз.
6.	Үлчәү һәм исәпләүләрне таблицага язабыз.
V
1000
2000
⅞(A)
CZ(B)
R(0m)
С
(∙10^≡ Ф)
R-c
(Ом)
(В)
(В)
Rl
Z
(Ом)
∕√A)


I,
4
• ω
1.	Ни өчен R, L, С бер-бер артлы тоташ¬
тырылган алмаш ток чылбырында эф¬
фектив көчәнеш аерым элементларның
эффектив көчәнешләре суммасына ти-
гез түгел? 2. Алмаш ток чылбырында
бер-бер артлы тоташтырылган элемент¬
ларның моменталь көчәнешләре өчен
и = и Ji + Uc + Uj^ тигезлеге үтәләме?
О Эксперименталь мәсьәләләр
Трансформатор-
ның икенчел
чорнавындагы
көчәнешнең
уралмалар
санына бәйле-
леген тикшерү
Максат: трансформаторның төзелеше белән таны¬
шу, көчәнешнең уралмалар санына бәйлелеген тикшерү,
трансформация коэффициентын һәм трансформаторның
ФЭКн билгеләү.
Җиһазлар: универсаль мәктәп трансформаторы,
5 А га алмаш ток амперметры, 150 мА га алмаш ток
миллиамперметры, 150 В ка алмаш ток вольтметры, аво-
метр, 127 В ка һәм 75 Вт ка исәпләнгән кыздырма кыллы
лампалар, 10 кОм лы реостат, ике өзгеч, 6 В көчәнешле
ток чыганагы, үткәргечләр; 0,5 мм диаметрлы, 3—4 м
озынлыктагы изоляцияле бөгелүчән үткәргеч йомгагы
(рәс. 59).
70

Рэс. 59
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Трансформаторның төзелеше белән танышу:
уралмалар саны аз булган кәтүктә юан үткәргеч,
уралмалар саны күп булган кәтүктә нечкә үткәргеч
булуына игътибар ителә, ике кәтүк тә бер-бер арт¬
лы тоташтырылган икешәр секциядән тора. Берен¬
чел кәтүкнең клеммаларында «6 В» һәм «12 В»,
икенчел кәтүктә «127 В» һәм «220 В» билгеләре
куелган. Секцияләрнең тоташтырылуына (рәс. 60)
игътибар ителә.
2.	Трансформаторның кендеге юка корыч пластин¬
калардан җыелган. Бу, өермәле токлар кендекне җылыт¬
масын өчен, шулай эшләнә.
3.	6 В лы алмаш ток чыганагыннан трансформатор¬
ның беренчел чорнавы, 5 А лы амперметр, өзгечтән тор¬
ган чылбыр төзелә (рәс. 61). Беренчел чорнауның 6 В лы
бер секциясе генә тоташтырыла. Өзгечне ялгап берничә
секунд үткәч, ток зурлыгы 4 А га җитә. Аннары кәтүкне
тулысынча ялгыйбыз. Шул ук көчәнешне тоташтырып,
амперметрны күзәтәбез. Ток зурлыгы бераз кими —
3,6 А га кала.
0

12 В
6 В
0∙
Рэс. 60
	0
220 В
127 В
■0
Рэс. 61
71

Рәс. 62
Кәтүк эченә трансформаторның кендеген керткәндә,
ток зурлыгының кимүе күзәтелә. Кәтүкнең актив кар¬
шылыгы үзгәрмәсә дә, кәтүк эчендә кендек булганда,
аның индуктив каршылыгы арта.
4. 62 нче рәсемдәгечә чылбыр төзелә. Үткәргеч
йомгагыннан икенчел уралма кендегенә башта 10, анна¬
ры 20 һәм 30 уралма урыйбыз. Нәр очрак өчен аво-
метр ярдәмендә үткәргеч очларындагы көчәнешләрне
үлчибез. Көчәнешнең уралмалар санына бәйлелеге ту¬
рында нәтиҗә ясыйбыз.
5. 63 нче рәсемдәге схема буенча чылбыр
төзибез. Беренчел кәтүктәге «12 В» клеммала¬
рына алмаш ток чыганагыннан 6 В көчәнеш
ялгыйбыз. Югары көчәнешне икенчел кәтүкнең
«220 В» клеммаларыннан алабыз. Беренчел
кәтүкне өзгеч ярдәмендә алмаш ток чыганагы¬
на ялгап, икенчел кәтүкнең өзгече аерылган¬
да андагы көчәнешне үлчибез. Аннары ⅛ = ур
формуласы буенча трансформаңия коэффиңи-
ентын табабыз.
6. Икенчел кәтүк очларындагы реостат ярдәмендә
чылбырга 5—6 кОм каршылык өстибез. Беренчел чыл¬
бырдагы өзгечне, аннары икенчел чылбырдагы өзгечне
[mA,
Рәс. 63
R
и,
и,
ялгап, әкренләп реостатның каршылыгын киметәбез.
Икенчел чылбырдагы ток (/д) кими, ә беренчел чыл-
бырдагы ток (∕∣) арта бара. Нәтиҗә ясыйбыз: 1^
Каршылыкны үзгәртеп, һәр очрак өчен ике чылбырда да
ток зурлыгын һәм көчәнешне үлчибез. Ике чылбырда да
токның егәрлеген үлчибез һәм трансформаторның ФЭКн
Р
табабыз: η =	• 100 %. Күзәтүләрне һәм исәпләүләрне
таблиңага язабыз:
Р,
Рг
72

Үлчәүләр
исәбе
t∕j(B)
Беренчел чылбыр
Λ(Bτ)
л (А)
t∕2(B)
Икенчел чылбыр
P2(Bτ)
ФЭК, %
/2(A)
1
2
3

□ Эксперименталь мәсьәләләр
Җиһазлар: детекторлы радиоалгыч җыю өчен Ярымүткәргечле
детальләр комплекты, аккумуляторлар батареясы, ан- приборлар ярдә¬
мендә радио¬
алгыч җыю
тенна, җиргә тоташтыру өчен үткәргеч.
Максат: принципиаль схема ярдәмендә әзер
детальләрдән катлаулы булмаган радиоалгыч төзү һәм
аның эшләвен тикшерү — якындагы радиостанциянең
тапшыруларын кабул итү.
Эшкә күрсәтмәләр
1. индуктивлык кәтүгеннән һәм алмаш ешлыклы
Сд конденсаторыннан торган тирбәнү контуры (рәс. 64)
җыела. Нинди диапазонлы дулкыннарны тотуга карап,
индуктивлык кәтүген йә озын дулкыннар өчен (130 урал¬
ма), яки урта озынлыктагы дулкыннар өчен (72 уралма)
булганын сайлыйбыз. Контурга диодлы детектор Д1Ж
һәм аңа бер-бер артлы резисторы тоташтырабыз. Ре¬
зисторга параллель итеп, Сд конденсаторы тоташтырабыз.
Бу конденсатор детекторга килгән сигналларның югары
ешлыклыларын җиргә җибәрергә тиеш. Детектор югары
ешлыклы көчәнешне көчәйтүче булып та хезмәт итә.
Түбән ешлыклы көчәйткеч ролен транзистор үти.
Транзисторның базасы коллектор белән 50—100 кОм лы
R.
•2
Хс
X-
Д1Ж
⅜h-
С.
/Т 2
'1
Сд ■ ■
с.
П14
"•т ’’Q
4,5 в
1
L
R
1
т
I
+
Рас. 64
73

7?2 резисторы аша тоташа. Бу көчәйткеч детекторның
jRj резисторына электролитик конденсаторы аша то¬
таштырыла. Схемада күрсәтелгән полярлыкка игътибар
ителә. Бу — конденсаторның сыешлыгы кабул ителгән
сигналларның көчен һәм сыйфатын хәл итә.
Транзисторның коллектор чылбырына Сд блокиров¬
ка конденсаторы белән әлектромагнитик телефон ял¬
гана. Транзистор телефон уралмалары аша килүче ток
ярдәмендә эшли.
∏2 каршылыгы көчәйтелгән сигналларның бозыл¬
мавын тәэмин итә.
2.	Схемада күрсәтелгәнчә, контур антеннага һәм
җиргә тоташтырыла. Антенна контурга конденсато¬
ры аша тоташа. Бу конденсатор да сигналларны кабул
итүнең сыйфатын һәм диапазонын арттыра.
3.	Алгычка аккумулятор тоташтырыла, алмаш
сыешлыклы конденсаторның көйләү тоткасын борып,
радиостанңия сигналларын кабул итүгә керешергә
мөмкин.
«Әлектромагнитик тирбәнешләр һәм дулкыннар» бүлегендәге
белемнәрнең иң мөһимнәре
Әлектромагнитик тирбәнешләр булдыру җайланмасы тирбәнү контуры
дип атала. Ул бер-бер артлы тоташтырылган конденсатордан һәм индук¬
тивлык кәтүгеннән тора.
Г <7^
Конденсатордагы электр энергиясе Е =
'.2 1
кәтүк аша бушанганда,
LP
(	т т2 \
¾arH = "^2 ) θ≡θPθ∙'^θ∙
Магнит кыры индукңиясенең һәм электр кыры көчэнешлелегенең пе¬
риодик үзгәрешләрен әлектромагнитик тирбәнешләр дип атыйлар. Энергия
әверелешләре вакытында конденсатор һәм индуктивлык кәтүге чылбырын¬
да алмаш ток барлыкка килә.
Бер тулы әлектромагнитик тирбәнеш ясау өчен киткән вакытны гар¬
моник тирбәнешнең периоды (Г) дип, ә бер секундта ясалган тирбәнешләр
санын тирбәнү ешлыгы (v) дип атыйлар:
ут _ _t_.
V =
N’
= У.
t ’
= 1.
г'
V = ⅛
v’
74

Тирбәнү периодының контур сыешлыгы һәм ин¬
дуктивлыгы белән бәйләнешен У. Томсон формуласы
билгели;
т = 2π^jLC.
Электростанцияләр ягулык чыганаклары һәм
гидроресурслар янында төзелә. Электр энергиясен
ерак араларга тапшыру проблемасы бар. Ток узганда,
үткәргеч җылына. Ул җылылык микъдары түбәндәгечә
исәпләнә:
Q = I-RT.
Электр энергиясен ерак араларга тапшырганда,
үткәргечләрдәге ток зурлыгын киметеп, көчәнешне арт¬
тыралар һәм тиешле егәрлекне саклап калалар.
Электромагнитик индукция күренеше ачылгач, ин¬
глиз галиме Максвелл бу күренешнең киресе дә булырга
тиеш дигән фараз әйтә: үзгәреп торучы магнит кыры
электр кыры тудыргач, үзгәреп торучы электр кыры
магнит кыры тудырырга тиеш. Бу фараз тулысынча
раслана: электромагнитик дулкыннар булуы исбатла¬
на. Пространствода алар яктылык тизлеге белән тарала.
Бу дулкынның электр кыры көчәнешлелеге һәм магнит
кыры индукциясе векторлары бер-берсенә һәм дулкын
таралу юнәлешенә перпендикуляр була.
Дулкын озынлыгы λ = vT формуласы белән үл¬
чәнә.
Алмаш электр кырын Максвелл тайпылыш тогы
дип атый. Электр кыры магнит кырын гадәти электр
тогы кебек хасил иткәч. Максвелл бу кырны ток дип
атый, гадәти ток түгеллеген күрсәтү өчен, аңа «тайпы¬
лыш» сүзе өсти.
Фарадейның электромагнитик индукция зако¬
ны, тайпылыш тогы теориясе һәм токларның тәэсир
итешүләре турында Ампер законнарына таянып. Мак¬
свелл электр һәм магнит кырларын тасвирлаучы диффе¬
ренциаль тигезләмәләр тәкъдим итә.
Электр һәм магнит кырлары тулы бер кыр тәшкил
итәләр. Электромагнитик процессларны нинди исәп сис¬
темасында тикшерүгә карап, анда гомуми кырның теге
яки бу сыйфаты күренә.
75

Радиодулкыннар, инфракызыл, күренмә яктылык,
ультрамиләүшә, рентген һәм гамма-нурланышларын
әлектромагнитик дулкыннарга кертәләр.
Әлектромагнитик дулкыннар теориясе буенча
радиоэлемтә булдыру чылбыры түбәндәгечә: радиостан¬
ция антеннасында югары ешлыклы алмаш ток әйләнә-
тирә пространствода тиз-тиз алмашып торучы электр
һәм магнит кырлары тудыра һәм алар дулкын булып
таралалар. Кабул итү антеннасына җиткәч, әлектромаг¬
нитик дулкынның электр кыры анда радиостанциядә
тапшырылган ешлыктагы алмаш ток тудыра. Югары
ешлыклы гармоник тирбәнешләрдән модуляциялән¬
гән түбән ешлыктагы тавыш тирбәнешләре аерып
алына.

ДУЛКЫНЧА ЬӘМ ГЕОМЕТРИК ОПТИКА
Физика фәненең оптика бүлегендә оптик нурланыш (яктылык), аның
таралу процесслары һәм яктылык белән матдә тәэсир итешкәндә күзәтелә
торган күренешләр өйрәнелә.
Яктылык, әйләнә-тирәдәге дөнья һәм Җирдәге тормышның нигезе
турындагы информация чыганагы буларак, өйрәнү объекты булып тора.
Галимнәрнең эзләнүләре нәтиҗәсендә оптикада ике юнәлеш — ике бүлек
барлыкка килгән: геометрик оптика (яктылык нуры) һәм физик оптика
(дулкын һәм квантлар).
Геометрик оптиканың кайбер төшенчәләрен без «Физика-8» дәрес¬
легендә караган идек. «Физика-11»дә, шуларга өстәп, физик оптика сорау¬
ларына күбрәк игътибар итәрбез.
Яктылык чыганагы булган электр лампасыннан яктылык бөтен якка
да тарала, әйләнә-тирәдәге әйберләргә төшә һәм алар җылыналар. Якты¬
лык нуры безнең күзгә төшкәндә, без күрәбез. Димәк, яктылык таралган
вакытта тәэсир, йогынты бер җисемнән (чыганак) икенче җисемгә (кабул
итүче) бирелә.
Бер җисемнең икенче җисемгә тәэсире ике ысул белән башкарыла:
чыганактан кабул итүче җисемгә матдә күчерү яки җисемнәр аралыгының
халәтен үзгәртү юлы белән. Яктылык энергиясенең ике ысул белән таралу
күренеше яктылык табигате турында ике төрле теория барлыкка китергән:
Ньютон фикеренчә — яктылыкның корпускуляр теориясе: чыганактан
бөтен якка таралучы кисәкчекләр агымы һәм Гюйгенс күзаллавы буенча —
яктылыкның чыганактан таралучы дулкыннар булуы.
18.	Яктылык дисперсиясе. Спектраль
анализ
19.	Яктылык интерференциясе
20.	Яктылык дифракциясе
21.	Геометрик оптика законнары
22.	Инфракызыл нурлар
23.	Ультрамиләүшә нурлар
24.	Рентген нурлары
25.	Күк йөзенең төсе
26.	Электромагнитик дулкыннар шка¬
ласы
Яктылык нуры бер тирәлектән икенче тирәлеккә
үткәндә, нурның юнәлеше үзгәрүен, яки сынуын күзәт¬
кән идек (Физика-8, § 85). Әгәр яктылык бәйләмен
өчпочмаклы призма аша үткәрсәк, нурларның призма
нигезенә таба тайпылуын күрербез. Бу нурлар бәйләме
табигый ак яктылык булса, призма аша чыкканда, нур
төрле төсләргә таркала (рәс. 65).
18. ЯКТЫЛЫК
ДИСПЕРСИЯСЕ.
СПЕКТРАЛЬ
АНАЛИЗ
77

Рәс. 65
кызыл
әфлисун
сары
≡ яшел
күк
зәңгәр
миләүшә
Бу күренеш яктылык дисперсиясе дип атала.
1666 елда әлеге күренешне үзенең тәҗрибәләрендә берен¬
че мәртәбә Исаак Ньютон өйрәнгән.
Яктылык нурларының төсе тирбәнешләр ешлыгына
яки дулкын озынлыгына бәйле. Яктылык нурының матдә
эчендәге тизлеге дә дулкын озынлыгына бәйле. Диспер¬
сия күренеше шул сәбәпле килеп чыга да инде {диспер¬
сия — латин сүзе, таратып ташлау мәгънәсендә).
Монохроматик нурның тирәлектә тизлеге v бул¬
са, тирәлекнең (җисемнең) сыну күрсәткече п = була.
Барлык төстәге нурларның да һавадагы тизлеге бердәй,
ә тирәлектәге тизлекләре төрлечә, шуңа күрә алар
тирәлектә төрлечә сыналар. Тирәлектәге тизлеге кечерәк
булган нур һавадан тирәлеккә үткәндә ныграк сына.
Ньютон тәҗрибәсендә ак яктылык җиде төскә тар¬
калган: кызыл, әфлисун (кызгылт-сары), сары, яшел,
күк, зәңгәр һәм миләүшә (шәмәхә) төсләр. Экрандагы
төсле полосаны ул спектр дип атаган.
Ньютонның икенче тәҗрибәсе түбәндәгечә: яктылык
чыганагыннан (S) нур призмасына юнәлтелә, аннан
таркалган нур С экранына төшә, экрандагы тишек аша
төсле бер нур Pg призмасына юнәлтелә (рәс. 66). Төсле
нур призмада тагын бер тапкыр сына, ләкин төсе шул ук
кала, ул төрле нурларга таркалмый. Мондый нурларны
гади, яки монохроматик нурлар p,VLXι атыйлар.
р.
кызыл нур
миләүшә нур
Рәс. 66
S
с
78

Ру призмасы таркаткан төрле төстәге нурларны
линза ярдәмендә җыеп, Ньютон экранда ак нур хасил
иткән.
Тәҗрибәләрдән чыгып, ул нәтиҗә ясаган:
1.	Ак яктылык нуры — төрле төстәге нурлардан
торган катлаулы нур.
2.	Төрле төстәге нурларның сыну күрсәткечләре
төрлечә. Шуңа күрә, призма аша чыкканда, ак нур
спектрга таркала.
3.	Спектрдагы төрле төсләрне бергә җыйсаң, ак нур
барлыкка килә.
Дисперсия күренеше нурлар призма аша үткәндә
генә барлыкка килми. Яктылыкның сынуы булган бар¬
лык очракларда да әлеге күренеш күзәтелә. Су тамчыла¬
ры аша үткәндә, кояш нурларының салават күпере бар¬
лыкка китерүе — табигатьтәге дисперсия күренешенең
мисалы.
Ак яктылыкның катлаулы структурасын белгәч,
табигатьтә төсләрнең төрлелеген аңлату кыен түгел.
Ак кәгазь битенә яктылык нуры төшерсәк, ул барлык
төстәге нурларны да кайтарыр, һәм без кәгазьне ак итеп
күрәбез. Ә кәгазьне кызыл төскә буясак, кәгазь кызыл
төстәге нурларны кире кайтара, ә калган төсләр буяуда
йотылып кала. Без кәгазьне кызыл итеп күрәбез. Үлән¬
нәрне һәм агач яфракларын да без яшел итеп күрәбез,
чөнки алар башка төстәге нурларны йотып калалар,
ә яшел төстәге нурларны кире кайтаралар.
Үләнне кызыл пыяла аша карасак, ул яшел булып
күренмәячәк, кызыл пыяла кызыл нурларны гына уздыра.
Спектраль анализ. Фәндә һәм техникада матдәләрнең
составын билгеләү өчен, дисперсия күренешеннән файда¬
ланалар. Бу процессны спектраль анализ дип атыйлар.
Бу ысул нигезендә җисем тараткан йә йоткан нурларны
өйрәнү тора.
Спектраль анализ ясау схемасын карыйк (рәс. 67).
Башта составын белергә кирәк матдәне, югары темпе-
πrr∩
Рәс. 67
79

Рәс. 68
ратурага кадәр кыздырып, газ халәтенә китерәләр һәм
газ аша электр тогы уздыралар. Аннары кызган атом¬
нардан чыккан яктылыкны спектраль анализ ясый тор¬
ган приборга (спектроскоп яки спектрограф) юнәлтәләр.
Спектрны эталон белән чагыштырып, тикшерелгән җисем
матдәсен ачыклыйлар.
Спектроскопның төзелеше 68 нче рәсемдә күрсәтел¬
гән. Яктылык бәйләме кечкенә тишек аша JI∣ линзасына
юнәлә. Тишекне линзаның фокусына туры китерәләр.
JI^ линзасы аша үткән параллель нурлар, призма аша
Рәс. 69
80

чыкканда, берничә төскә таркала. Лз линзасы тишекнең
төсле сурәтен фокаль яссылыгында бирә. Спектроскөп
экранындагы (Э) сурәтне күзәтергә һәм фөтөаппарат
ярдәмендә төшереп алырга була.
Спектроскоп тишеге аша кыздырма кыллы электр
лампасы биргән яктылыкны уздырыйк. Лампада ток
зурлыгы аз булганда, лампа кылы кызыл нур тарата.
Бу нурның спектры да кызыл полоса булыр. Ток зурлы¬
гын арттыра барсак, спектрда кызыл, әфлисун, сары
яшел, күк, зәңгәр һәм миләүшә төсләр барлыкка килә
(рәс. 69, төсле рәсемне форзацтан карагыз).
Спектрны махсус объектив белән фототасмага
төшергәндә, аның кызгылт төсе алдында да, миләүшә
төсе артында да спектрның күренми торган өлкәләре
булуы ачыкланган. Беренчесен инфракызыл дип, икенче¬
сен ультрамиләүшә нурлар дип атаганнар (рәс. 70). Күзгә
күренә торган нурларның дулкын озынлыгы 380 нм дан
760 нм га кадәр, инфракызыл нурларның дулкын озын¬
лыгы 760 нм дан 1мм га кадәр, ультрамиләүшә нурлар¬
ныкы 380 нм дан 1 нм га кадәр булуы ачыкланган. Бо-
лардан чыгып, югары температурага кадәр кыздырылган
каты җисемнең спектры 1 нм дан 1 мм га кадәр озын¬
лыктагы яктылык дулкыннарын эченә ала дигән нәтиҗә
ясый алабыз. Бу спектрны тоташ спектр дип атыйлар.
Спектраль анализ ярдәмендә җисемнәрнең атом һәм мо¬
лекулалар составын тикшереп була. Мәсәлән, караңгы
бүлмәдә спектроскоп аша спиртовка ялкынын карасак.
L
Рэс. 70
81

Рәс. 71
сары
^■1 сары
п
яктыртылуы зур булмаган тоташ спектр күрербез. Бу
спектрны ялкында кызган каты кисәкчекләр бирә.
Спиртовка ялкынына аш тозы (NaCl) кисәкчеге кер¬
тик. Ялкында сары төсләр күбәеп китәр, ә спектрның
сары полосасында ике сары сызык күренер (рәс. 71).
Аш тозы урынына ялкынга башка тоз кисәкчекләре
(натрий иодиды NaJ, глаубер тозы Na^SOp натрий карбо¬
наты NagCOg) кертсәк тә, шул ук күренеш күзәтелә.
Спектрның сары өлешендә бер-берсенә якын урнашкан ике
сызык була. Димәк, натрий элементының кызган кисәк¬
чекләре спектрның сары өлешендә сары сызыклар бирә.
Әгәр дә пыяла көпшә эчендәге натрий парлары аша электр
тогы уздырсак, натрий пары сары төс белән яктыра.
1860 елда немец галимнәре Г. Кирхгоф һәм
Р. Бунзен, металл арның спектрларын өйрәнеп, газ хә¬
лендә һәр металлның үзенә генә хас сызыклы спектр ту¬
дыруын ачыклаганнар. Бер үк металлның төрле тозларын
ялкынга кертсәк тә, бер үк сызыклы спектр хасил итә.
Ялкынга төрле металл тозлары катнашмасын ур¬
наштырсак, спектрда ул металларга хас сызыклар бар¬
лыкка килер. Спектрдагы сызыкның яктылыгы катнаш¬
мада химик элементның концентрациясенә бәйле.
Шулай итеп, матдәләрнең химик составын билгеләү¬
нең яңа ысулы — спектраль анализ барлыкка килә.
Спектрда яңа сызыклар барлыкка килсә, катнашмада
билгеле булмаган элемент бар дигән сүз. Шушы ысул
белән башта рубидий һәм цезий, аннары таллий, индий,
галлий — барысы 24 яңа элемент ачыла.
82

1. Яктылык дисперсиясен ничек күзәтеп
була? 2. Ньютонның өчпочмаклы приз¬
ма белән тәҗрибәсе нәрсәне раслый?
3. Яктылык нуры вакуум аша узган-
да, дисперсия күренеше күзәтеләме?
4.	Спектрның схемасын сызыгыз.
5.	Спектраль анализның химик анализ¬
дан өстенлеге нәрсәдә?
Су өстендә ике дулкын кушылганда, тирбәнешләрнең
көчәюе дә, зәгыйфьләнүе дә мөмкин икәнлеген күргән
идек. Мондый күренеш билгеле шартларда гына үтәлә.
Кушылган дулкыннарның дулкын озынлыклары тигез
һәм тирбәнешләр бердәй фазада була, яки фазалар аер¬
масы даими сакланырга тиеш. Мондый дулкыннарны
когерент дулкыннар дип атыйлар.
Когерент дулкыннар бер-берсе белән кушылганда,
дулкыннар интерференңиясе барлыкка килә.
Интерференңия күренеше булдыручы дулкыннарның
бирелгән ноктада нинди фазада очрашуларын белү өчен,
ул дулкыннарның йөреш аермасын табарга кирәк.
19. ЯКТЫЛЫК
ИНТЕРФЕРЕН¬
ЦИЯСЕ
Әйтик, яктылык чыганагыннан r^,
яктылык чыганагыннан Гд ераклыктагы
дулкыннарның М ноктасында бер-берсенә
кушылуын тикшерик (рәс. 72). ара¬
сы дулкыннарның йөреш аермасы дип ата¬
ла. Дулкын чыганаклары бер үк фазада
тирбәнсәләр, йөреш аермасы тулы дулкын
озынлыгы санына, яки җөп сандагы ярым-
дулкыннар озынлыгы санына тигез булганда,
М ноктасына дулкыннар бер үк фазада килеп җитәләр,
һәм, алар кушылганда, дулкыннар бер-берсен көчәйтәләр.
Ә йөреш аермасы так сандагы ярымдулкыннар санына
тигез булса, һәм Sg чыганакларыннан килгән дулкын¬
нар М ноктасында капма-каршы фазада очрашалар һәм
тирбәнешләрнең зәгыйфьләнүе барлыкка килә.
Шулай итеп, ике яктылык дулкынының бер-берсе
белән кушылуы нәтиҗәсендә, яктылыкның көчәюе дә,
көчсезләнүе дә булырга мөмкин. Ягъни, ике якты¬
лык бәйләме кушылганда, караңгылык килеп чыгар¬
га мөмкин. Бу күренешне тәҗрибәдә тикшереп карарга
була. Моның өчен когерент дулкыннар системасы бул¬
дырырга кирәк. Әгәр дә, яктылык чыганагыннан килгән
яктылык бәйләмен икегә аерып, төрле юл узган бу нур¬
ларны яңадан очраштырсаң, алар кушылганда интерфе-
ренңия күренеше тудыралар.
s.
'2
s.
1
/
I
I
7
г.
«... J
^2 -
2
2
М
Рәс. 72
83

с,
А
2
S
s×
А
п
It
I I
f I
/ I
I \
I I
I
I
f
fl
f I
I I
I I
I -
I
I I
\ I
I ;
i I
\
⅞
)
I
*	» ТТ *
I / II I
I:
1
О
в
'1
'!1Λ
'2
S
к
к
с
1
B≡≡
Рэс. 73
N
I
I
I
J
I
I
В
[
Рэс. 74
француз физигы О. Френель яса¬
ган тәҗрибәне карыйк. Ноктадай якты¬
лык чыганагыннан килгән яктылыкны
ул ике көзге ярдәмендә ике яктылык
бәйләменә аера. 73 нче рәсемдә S чыгана¬
гыннан чыккан нурларның АА экранына
бару юлы күрсәтелгән. Нурлар экранга
турыдан-туры төшә алмый, экран як¬
тылык чыганагыннан КК киртәсе белән
капланган. Көзгеләрдә кайтарылган нур¬
лар экранга төшкәндә төрле юллар үтә. I
һәм II көзгеләреннән кайтарылган нур¬
лар экранга һәм Sg чыганакларыннан
килгән кебек, SB^OC^Cj^ һәм SOBgCgCg
ике когерент дулкыннар системасын
тәшкил итәләр. һәм Sg чыганаклары
S чыганагының көзгеләрдәге уйланма
сурәте була.
OCjCg пространствосында ике коге¬
рент дулкыннар системасы, бер-берсенә
салынып, яктылык интерференциясе
булдыра. Экранда чиратлашып килүче
якты һәм караңгы полосалар күзәтелә.
Френель тәҗрибәсе, гади булса да, мәктәп физика
кабинеты шартларында үткәрү уңайсыз. Тәҗрибәне са¬
бын куыгы ярдәмендә күрсәтергә була. Интерференция
күренешен табигый яктылыкта күзәткәндә, төрле төсләр
һәм караңгы полосалар чиратлашып килә, ә монохрама-
тик төсләр аша күзәткәндә, әйтик, сабын элпәсендә интер¬
ференция күренешен кызыл төс аша күзәткәндә, чират¬
лашып урнашкан кызыл һәм караңгы полосалар күренә.
74 нче рәсемдә сабын элпәсендә интерференция кү¬
ренеше җиңел аңлашыла. Штрихланган полосасы
сабын элпәсенең аркылы кисеме булсын. Элпәгә якты¬
лык чыганагыннан SS параллель монохраматик нурлар
Е Е'	төшә. А һәм В нокталарында эл¬
пәнең өске һәм аскы чикләрен¬
нән кайтарылган нурлар, йөреш
аермасы белән кушылып, АЕ һәм
АЕ' юнәлешләрендә интерферен¬
ция күренеше хасил итәләр. Алар¬
ны линза белән җыеп экранга
юнәлтсәк, интерференция карти¬
насы күзәтелә.
£'
1
84

2
Рэс. 75
Рәс. 76
Интерференция күренешен Ньютон бер ягы каба¬
рынкы линза ярдәмендә күзәтә. Линзаны кабарынкы ягы
белән пыяла пластинкага куеп, аның өстен күзәткәндә,
линзаның пыялага тиеп торган урынында кара түгәрәкләр
була, аны төрле төстәге боҗралар әйләндереп ала (рәс. 75,
төсле рәсемне форзацтан карагыз).
Интерференция күренешен (рәс. 76) инглиз галиме
Томас Юнг болай аңлата: яктылык нуры, ике тапкыр
кайтарылып, 1 һәм 2 когерент дулкыннарга әверелә.
Алар интерференция күренеше булдыра.
Тәҗрибәдә Ньютон кулланган приборны Ньютон
боҗралары дип атыйлар. Бу боҗралар практикада киң
кулланыла. Детальләрнең төгәл эшләгәнлеген, пыяла
линзаларның шомалык дәрәҗәсен тикшергәндә, интер¬
ференция күренеше ярдәмгә килә. Линзаларның сый¬
фатын интерференция боҗраларына карап билгелиләр.
Шомартылган линзаларда бик аз гына төгәлсезлекләр
(10 ® СМ га кадәр) булганда да, Ньютон боҗраларындагы
түгәрәкләр бозыла.
1. Нинди дулкыннар когерент дул¬
кыннар дип атала? 2. Интерференция
күренеше булсын өчен, нинди шартлар
кирәк? 3. Ньютон боҗраларының бар¬
лыкка килүен аңлатыгыз.
85

А
20. ЯКТЫЛЫК	Яктылык дулкынча процесс булгач, анда дифрак-
ДИФРАКЦИЯСЕ ция күренеше дә күзәтелергә тиеш. Дифракция булган¬
да, дулкыннар киртәләрне әйләнеп үтәләр. Су өстендәге
яки теләсә нинди механик дулкыннарның дифракция
күренеше тудыруын җиңел күзәтеп була. Ләкин, якты¬
лык дифракциясен тәҗрибәдә карау өчен, махсус шарт¬
лар үтәлергә тиеш. Яктылык юлында очраган киртәнең
үлчәме яктылык дулкынының озынлыгы белән бер чама
булганда гына, яктылык нуры киртәне әйләнеп үтә.
Яктылык дифракциясен беренче мәртәбә италия¬
ле галим Ф. Гримальди XVII гасыр урталарында кү¬
зәтә.
Гримальди тар гына яктылык бәйләме юлына нечкә
җеп урнаштыра. Экранда җепнең күләгәсе геометрик
оптика законнары буенча булырга тиеш зурлыктан киңрәк
була. Күләгәнең ике ягында да төсле полосалар китә.
Тар гына яктылык бәйләмен кечкенә
—	 —			тишек аша уздырганда да, Гримальди якты-
	∙∙≡~~"'∙~~.≡	лыкның туры сызык буенча таралу зако¬
нының үтәлмәвен күзәтә. Тишек аша узучы
нурларның экрандагы якты табы зуррак ки¬
леп чыга.
Ньютон да, дифракция күренешен кү¬
зәтү өчен, тәҗрибәләр ясый.
Яктылыкның дулкынсыман табигатен
раслаган инглиз галиме Т. Юнг 1802 елда,
дифракция күренешен күзәтү өчен, түбәндәге
тәҗрибәне ясый (рәс. 77). Үтә күренмәле бул¬
маган экранда ул энә очы белән кечкенә генә
В һәм С тишекләре ясый. Ул тишекләргә
А яктылык чыганагыннан нурлар бәйләме
юнәлтә. Гюйгенс принцибы буенча барлыкка
килгән сферасыман дулкын В һәм С тишек¬
ләреннән ике конус булып тарала. Когерент
дулкыннар буларак, бу ике дулкын D экра¬
нына төшкәндә бер-берсен каплый. Интерфе¬
ренция күренеше нәтиҗәсендә ак һәм ка¬
раңгы полосалар барлыкка килә. В яки
С тишекләренең берсен каплаганда, интерфе¬
ренция полосалары юкка чыга.
Френель теориясе. Француз галиме
О. Френель тәҗрибәләреннән соң дифракция
күренеше практикада гына түгел, теориядә дә
i с
в
D
iSι
Рэс. 77
86

расланды. Френель бериш тирәлектә яктылыкның туры
сызык буенча таралуын дулкын теориясенә таянып
аңлата.
Пространствоның теләсә кайсы ноктасында якты¬
лык дулкынының амплитудасын исәпләү өчен, яктылык
чыганагы уйланма йомык пространство белән әйләндереп
алына. Бу өслектә урнашкан икенчел яктылык чыга¬
накларының дулкыннар интерференциясе простран¬
ствоның бу ноктасындагы амплитуданы билгели.
Шундый исәпләүләр ноктадай S яктылык чыгана¬
гыннан килүче сферасыман дулкыннарның ничек итеп
пространствоның ирекле В ноктасына (рәс. 78) барып
җитүен аңларга мөмкинлек бирә. Радиусы R булган сфе¬
расыман дулкын өслегендә икенчел чыганакларны кара¬
сак, икенчел дулкыннарның В ноктасындагы интерфе¬
ренциясе кечкенә сферасыман аЬ сегментыннан килгән
нурларныкы кебек булыр. Өслекнең башка өлкәләреннән
килгән икенчел дулкыннар интерференция нәтиҗәсендә
бер-берсен сүндерәләр. Яктылык SB турысы буенча гына
таралган кебек килеп чыга.
1818 елда Франция фәннәр академиясе утырышын¬
да истәлекле вакыйга була. Френель теориясе буенча
тәҗрибәдә кечкенә тишек аша үткән яктылык бәйләмен,
яктылык чыганагын, тишек һәм экран арасындагы ерак¬
лыкларны дөрес сайлаганда, экрандагы якты түгәрәк
уртасында кара тап булырга тиеш. Яктылык бәйләме
юлына үтә күренмәле булмаган кечкенә диск куйганда,
экранда, киресенчә, кара түгәрәк уртасында якты тап бу¬
лырга тиеш. Моны акылга сыймаслык хәл дип атыйлар.
Әмма утырышта күрсәтелгән тәҗрибә Френель теориясен
тулысынча раслый.
Яктылык дулкынының озынлыгы бик кечкенә.
Киртәне әйләнеп узуга яктылык нурының читкә тайпы¬
луы да зур булмый. Шуңа күрә алда әйтелгән тәҗрибәдә,
дифракция күренеше ачык күренсен өчен, киртә белән
экран арасы ераграк булырга тиеш.
Огюстен Френель
(1788 — 1827) —
күренекле француз
физигы. Френель
яктылыкның дул¬
кын теориясенә ни¬
гез сала. Гюйгенс
принцибы һәм икен¬
чел дулкыннарның
интерференциясе
идеясенә таянып,
ул дифракция күре¬
нешенең санча тео¬
риясен эшли.
Яктылык дулкын¬
нарының аркылы
булуын да берен¬
че булып Френель
исбатлый. Кире
кайтарылган һәм
сынган нурларның
амплитудалары һәм
фазалары турында
формулаларны да ул
тәкъдим итә.
а
b
-о
В
Рәс. 78
87

а
б
Рәс. 79
в
79 нчы рәсемдә яктылык нурының төрле киртәләр
аша үткәндә барлыкка килгәндәге дифракцион карти¬
налар сурәтләнгән: а) нечкә чыбык; б) түгәрәк тишек;
в) түгәрәк диск.
Дифракцион челтәр (рәшәткә). Дифракцион челтәр
дип аталган оптик прибор дифракция күренешенә
нигезләнгән. Ул күп сандагы тар гына ярыклардан тора.
Ярыкларны бер-берсеннән үтә күренмәле булмаган поло¬
салар аерып тора (рәс. 80). Мондый челтәрләрне махсус
машиналар ясый. Алар пыяла пластинкага параллель
сызыклар сыза. 1 мм га берничә меңгә кадәр сызык сы¬
зыла. Сызыкларның гомуми саны 100 000 нән артып
китә. Кире кайтаручы челтәрләр яхшы сыйфатлы бу¬
луы белән аерылып торалар. Ал арда нурларны чәчеп
җибәрүче һәм кире кайтаручы полосалар чиратлашып
киләләр. Нурларны чәчүче сызыкларны үткен металл
I
Рәс. 80
*■ fΛ
Рэс. 81
I
Γφ
88

кискеч ярдәмендә шомартылган металл пластинкада
ясыйлар.
Нурларны үткәрүче яки кире кайтаручы полосаның
киңлеген а дип, ә үтә күренмәле булмаган яки чәчүче
полоса киңлеген Ь дип билгеләсәк, d = а + Ь зурлыгын
челтпэркең периоды дип атыйлар.
Дифракңион челтәр теориясенең аерым элемент¬
ларын карыйк. Челтәргә дулкын озынлыгы λ булган
яссы монохроматик дулкын төшә дип уйлыйк (рәс. 81).
Икенчел чыганаклар ярыкларда төрле юнәлешләрдә та¬
ралган яктылык дулкыннары тудыра. Ярыклардан та¬
ралучы дулкыннарның бер-берсен көчәйтү шартларын
табыйк. Горизонтка φ почмагы белән таралган дулкын¬
нарны карыйк. Күрше ярыкларның кырларыннан килүче
дулкыннарның йөреш аермасы озынлыгы АС кисемтәсенә
тигез. Бу кисемтәгә дулкын озынлыкларының төгәл саны
урнашса, барлык ярыклардан килүче дулкыннар бер-
берсен көчәйтә. ABC өчпочмагыннан АС катетын табыйк:
I АС I = ∣ΛB∣sinφ = dsinφ.
dsinφ = ⅛λ шарты үтәлгәндә, φ почмагы юнәлешендәге
дулкыннарның максимумы күзәтелә. Монда k = 0; 1;
2; ... Боларны төп максимумнар дип атыйлар. Димәк,
дулкыннарның йөреш аермасы ⅛λ га тигез булганда, алар
бер-берсен көчәйтәләр.
Челтәр артына җыючы линзаны, ә аның фокаль яс¬
сылыгына экран урнаштырыйк. Линза параллель килгән
нурларны бер ноктага җыя. Бу ноктада дулкынга дулкын
кушылып, алар бер-берсен көчәйтә, φ почмагы экрандагы
максимумнарның торышын билгели.
Максимумнарның торышы (⅛ = 0 булган үзәк мак¬
симумнан башка) дулкын озынлыгына бәйле. Шуңа күрә
дифракңион челтәр ак яктылыкны спектрга тарката
(рәс. 82, а; форзаңны кара), λ зурайган саен, билгеле
төснең максимумы үзәк максимумнан ераграк урнаша
(рәс. 82, б, е; форзацны кара). ⅛ ның һәр кыйммәтенә үз
спектры туры килә.
Дифракңион челтәр ярдәмендә дулкын озынлыгын
төгәл итеп үлчәп була. Челтәрнең периоды билгеле бул¬
са, максимумга юнәлгән дулкынның φ почмагын үлчәү
җитә.
Безнең керфекләр дә дифракңион челтәргә охшаш.
Күзне кысып, яктылык чыганагына караганда, яктылык
спектрын күрергә була. Керфекләр арасында дифракция
күренеше барлыкка килә.
k*⅛
Томас Юнг (1773—
1829) — күренекле
инглиз галиме. Фән¬
нәрнең күп кенә
өлкәләрендә сизе¬
лерлек эз калдыра.
Ул — сәләтле врач,
физик, астроном,
механик, металлург,
физиолог, тарихчы
һәм музыкант.
Яктылык интерфе¬
ренциясе күренешен
беренче булып ул
ача, яктылыкның
дулкын теориясенә
нигез сала, яктылык
дулкынының озын¬
лыгын да беренче
булып ул үлчи.
89

^hbh
∣c*∙,⅝ - .,z⅜¾⅛'w⅛'¾a∣
90

1. Нинди күренешне дифракция күре¬
неше дип атыйлар? 2. Механик һәм як¬
тылык дифракцияләре арасында нинди
охшашлыклар һәм аерымлыклар бар?
3. Т. Юнг дифракция күренешен ничек
тикшерә? 4. О. Френель дифракция
күренешен ничек аңлата? 5. Дифрак¬
цион челтәрнең төзелешен аңлатыгыз.
6. Дифракцион челтәрнең практик әһә¬
мияте нинди?
Кешенең күзе, — күрү органы буларак, иң сизгер
аппаратларның берсе. Егәрлеге 10—17 Вт булган бик
зәгыйфь яктылык чыганагыннан килгән сигналны да
күз сизеп ала.
Төрле җисемнәрне без алардан килгән яктылык
ярдәмендә күрәбез. Кайбер җисемнәр үзләренә төшкән
яктылыкны кире кайтаралар. Үзләре яктылык нурлан¬
дыручы җисемнәр дә була. Аларны яктылык чыганагы
дип атыйлар. Башка җисемнәрне без яктылык чыганагы
яктыртканда гына күрәбез.
Яктылык чыганаклары табигый һәм ясалма була.
Табигый яктылык чыганагы Кояш — Җирдәге үсем¬
лекләр, хайваннар өчен төп энергия чыганагы.
Ясалма яктылык чыганакларына шырпы, янган
учак, керосин, электр лампалары һ. б. керә.
Кояш Җирдән 150 млн км ераклыкта урнашкан,
ә йолдызлар Җирдән тагын да ераграк. Кояш һәм йол¬
дызлардан яктылык безгә ничек килеп җитә? Ул ничек
тарала?
Яктылыкның туры сызык буенча таралуы. Якты¬
лык чыганагы белән күз арасына үтә күренмәле булмаган
киртә куйсак, без яктылык чыганагын күрми башлый¬
быз. Бу — яктылыкның туры сызык буенча таралуы
белән аңлатыла. Киртә артында барлыкка килгән күләгә
дә шул сәбәпле барлыкка килә.
83 нче рәсемгә игътибар итик. Кечкенә яктылык
чыганагыннан килгән яктылык К шарын яктырта.
21. ГЕОМЕТРИК
ОПТИКА
ЗАКОННАРЫ
Рэс. 83
91

Рәс. 84
Рәс. 85
В
С
Шарның артына яктылык төшми, һәм анда күләгә бар¬
лыкка килә. Шар артына экран урнаштырсак, экранда
шарның күләгәсен күрербез (рәс. 84).
Яктылык чыганагының үлчәмен зурайтсак, як¬
тылык чыганагының кырыйдагы (чик) нокталардан
төшкән конус формасында яктылык бәйләме экранда үз
күләгәсен булдыра. Экранда яктылык бөтенләй төшмәгән
урында тулы күләгә дип, ә аннан читтә аерым конуслар
ясаган күләгәне ярым күләгә дип атыйлар (рәс. 85).
Яктылык тизлеге. Яктылык тизлеген күп төрле
алымнар белән үлчәгәннәр. Америка галиме Майкель-
с о н тәҗрибәсен карыйк. Тәҗрибә өчен ул Калифорниядәге
Антонио һәм Вильсон тауларын сайлый. Ал арның арасы
35,426 км була. Вильсон тавы түбәсенә көчле яктылык S
чыганагы урнаштырыла. Яктылык нуры ярыктан сигез
кырлы А көзгесенә төшә (рәс. 86). Нур, көзгедән кайта¬
рылып, Антонио тавындагы батынкы В көзгесенә эләгә,
т көзгесеннән кире кайтарылып, яңадан В көзгесенең
икенче ноктасына кайта, ә аннан ул А көзгесенең икенче
кырына төшә. Көзгедән кайтарылган нур С
®	приборына — күзәтүчегә эләгә. Сигезкыр-
лы А көзгесенә мотор ярдәмендә әйләнү
хәрәкәте бирелә. Әйләнү тизлеген S чыга¬
нагыннан ярык аша чыккан яктылык ну¬
ры С приборында һәрвакыт күренеп то¬
рырлык итеп көйлиләр. By хәл яктылык
нуры икенче таудан барып кайтканда,
көзге 1/8 әйләнеш ясаганда гына мөмкин
була. Көзгенең әйләнү тизлеген һәм тау¬
лар арасындагы ераклыкны белеп, Май-
кельсон яктылыкның һавадагы тизлеген
исәпли: с = (299 796 + 4) км/с, ягъни якынча
300 000 км/с = 3 • 10^θ см/с.
@ А
Рәс. 86
92

Яктылык агышы. Яктылыкны сыйфатлый торган
зурлыкларның берсе — яктылык агышы. Ул яктылык
чыганагының егәрлеге белән билгеләнә. Әгәр дә билге¬
ле бер мәйданга t вакыты эчендә төшкән яктылыкның
Р
энергиясен Е дип алсак, ү зурлыгын яктылык агышы
(Ф) дип атыйлар:
Е
t
ф =
t ‘
Билгеле бер майданга вакыт берәмлегендә төшкән
яктылык энергиясе яктылык агышы дип атала.
Яктылык агышының тәэсире исәпкә алынган мәй¬
данның ераклыгына караганда яктылык чыганагының
үлчәмнәре бик кечкенә булса, андый яктылык чыга¬
нагын нөктадай диләр. Мондый яктылык чыганагы
нурларны барлык юнәлешләрдә дә бертөрле тарата дип
исәплиләр. Җирдән йолдызларга кадәр булган ераклык
йолдызларның үлчәмнәренә караганда күпкә зуррак.
Шуңа күрә, йолдызлар бик зур күк җисемнәре булса
да, аларны ноктадай яктылык чыганагы дип атый¬
быз. Физикада кабул ителгән «матди нокта», «абсолют
каты җисем», «идеаль газ» төшенчәләре кебек үк, нок¬
тадай яктылык чыганагы да — физик зурлыкларны
идеаллаштыруның бер төре генә.
Җисми почмак. Яктылык чыганагының төрле
юнәлешләрдә таралган яктылык агышын тасвирлау өчен,
«җисми почмак» төшенчәсеннән файдаланабыз.
R радиуслы шар уртасында ноктадай яктылык чы¬
ганагы урнашкан дип гшабыз (рәс. 87). Түбәсе шарның
үзәгендә булган конус белән шар өслегендә S мәйданы
кистерик. Конус эчендәге пространство җисми почмак
дип атала.
Җисми почмакны зурлыгы белән үлчиләр.
Җисми почмакны зурлыгы белән үлчиләр.
Ω = S = булса, җисми почмак бер берәмлеккә
тигез була, бу берәмлек стерадиан дин атала. Шар өслеге
4πR^ ка тигез. Шуңа күрә үзәктәге нокта тирәсендә
4π стерадиан җисми почмак була:	j
S__ 4πR^
R^ R^
Яктылык көче. Яктылык көче яктылык агы¬
шы егәрлегенә бәйле. Бер берәмлек җисми почмак
эчендә яктылык чыганагы тудырган яктылык агы¬
шы яктылык көче дип атала. Яктылык чыганагы
Рәс. 87
93

Ф
Ω
Ω ҖИСМИ почмак эчендә Ф яктылык агышы тудырса,
яктылык көче I = була.
Тулы җисми почмак 4π стерадианнан тора. Шуңа
күрә ноктадай яктылык чыганагының яктылык көче
I = була.
4π
Халыкара берәмлекләр системасында (СИ) яктылык
көче берәмлеге итеп кандела (кд) алынган (моңа кадәр
яктылык көче берәмлеге булып шәм хезмәт иткән). Як¬
тылык агышы да, башка яктылык берәмлекләре дә —
чыгарылма берәмлекләр.
Яктылык агышы берәмлеге итеп люмен (лм)
алынган.
Яктылык көче 1 кандела булган яктылык чыгана¬
гының бер стерадиан җисми почмак эчендә чыгарган
яктылык агышы 1 люмен (лм) була.
Яктыртылу. Яктылык чыганагыннан ерагайган
саен, өслекнең яктыртылуы кими бара.
Яктылык агышының яктыртылу мәйданына чагыш¬
тырмасы яктыртылу дип атала:
Р = Ф
s∙
Яктыртылу люкс (лк) белән үлчәнә. 1 м^ мәйданга
1 лм яктылык агышы туры килсә, өслекнең яктырты¬
луы 1 люкс (лк) була.
Фотометрик исәпләүләр өчен, яктыртылучы өслек¬
нең төшүче нурларга карата ничек урнашуы да, якты¬
лык чыганагының ераклыгы да, аның яктылык көче дә
бик мөһим.
Яктыртылу яктылык чыганагының яктылык кө¬
ченә туры пропорциональ. Чыннан да, бер юнәлештә
нурлар таратучы ике бердәй яктылык чыганагы бер як¬
тылык чыганагына караганда яктылык энергиясен ике
тапкыр күбрәк тарата, ягъни ике яктылык чыганагы
урынына яктылык көче ике тапкыр зур булган бер як¬
тылык чыганагы алырга мөмкин.
Яктыртылуның яктылык чыганагына кадәр ерак¬
лыкка бәйлелеген тикшерү өчен, ноктадай яктылык чы¬
ганагы сфераның үзәгенә урнаштырылган дип уйлыйк.
Сфераның эчке өслегенә вакыт берәмлегендә күпмедер
яктылык энергиясе төшә. Яктылык егәрлеге яктылык
чыганагының яктылык көченә генә бәйле, ә сфераның
радиусына бәйле түгел. Ләкин бер берәмлек өслеккә туры
94

Рэс. 88
Рәс. 89
Рәс. 90
килгән яктылык егәрлеге (яктыртылу) өслек зурайган
саен кими бара. Өслек мәйданы радиусның квадратына
туры пропорциональ (рәс. 88). Шуңа күрә өслекнең як¬
тыртылуы яктылык чыганагына кадәрле ара ераклыгы
квадратына кире пропорциональ.
Без караган очракта нурлар сфера өслегенә перпен¬
дикуляр юнәлгән. Ләкин һәр очракта да алай булмый.
Нурларның өслеккә төшү юнәлешен төшү почмагы дип
атыйлар. Төшү почмагы — нур төшү ноктасына торгы¬
зылган перепендикуляр белән төшүче нур арасындагы
почмак ул (рәс. 89). Сфераның үзәгендәге яктылык чы¬
ганагыннан сфера өслегенә нур төшү почмагы нульгә
тигез.
Төшү почмагы нуль булмаганда, өслекнең ничек
яктыртылуын карап китик. Моның өчен 90 нчы рәсемгә
игътибар итик. Яктылык агышы сызымга перпендику¬
ляр урнашкан турыпочмаклы АС һәм АВ өслекләренә
төшә. Турыпочмаклы өслекләрнең биеклекләре 1 см
дип алыйк. Ул чагында өслекләрнең мәйданы квадрат
сантиметрларда АС һәм АВ сызыкларының озынлыгы¬
на тигез булыр. АС мәйданының яктыртылуы
ә АВ мәйданының яктыртылуы Е =	була. Моннан Е^
һәм Е яктыртылуларын чагыштырабыз:
√4C	Λ(^'
Е = ^o~^∙ Сызымнан күренгәнчә: = cosα. Шуңа күрә
Е = Eq cosα. Өслекнең яктыртылуы төшүче нурның коси¬
нусына туры пропорциональ.
95

Яктыртылу — яктылык агышының яктыртылу мәй¬
данына чагыштырмасы ул:
Ф
S'
Сфера үзәгендәге яктылык чыганагының сфераның
эчке өслеген яктыртканда яктыртылу түбәндәгегә тигез:
fi = -⅛r.	(1)
Е =
Яктылык көче формуласыннан табабыз:
Ф = J4π.
(2)
Ф ның кыйммәтен (1) тигезлеккә куеп табабыз:
, _ 4πJ _
θ '
Яктыртылу, перпендикуляр нурлар хисабына бул¬
ганда, яктылык чыганагының яктылык көченә туры
пропорциональ, яктылык чыганагы белән яктыртылучы
мәйдан арасындагы ераклыкның квадратына кире про¬
порциональ була.
Димәк,
Е,
'0 Jj2 ’ Е д2 COS(X.
Сәламәтлек һәм хезмәт җитештерүчәнлеге өчен
хезмәт урынының тиешенчә яктыртылуы кирәк.
Таблицада тиешле яктыртылу мисаллары ките¬
релгән.
Е,
Е = -7ζ5-cosα.
Яктыртылучы объект
Яктыртылу (люкс)
Китап укучы
30—50
Сәгать төзәтүче, чигүче
100—200
Кино төшерүдә
10 000
Кинотеатр экраны
20—80
Болытлы көнне ачык урын
1000
Кояшлы көнне көн уртасында
100 000
Тулы айдан төшкән яктылык
0,2
96

1.	Яктылыкның туры сызык буенча
таралуын нинди тәҗрибәләр раслый?
2.	Яктылык тизлеген үлчәү буенча Май-
кельсон тәҗрибәсен аңлатыгыз. 3. Нин¬
ди зурлык яктылык агышы дип атала?
Аны нинди берәмлек белән үлчиләр?
4.	Җисми почмакка билгеләмә бирегез.
5.	Ноктадай яктылык чыганагының як¬
тылык көче нәрсәгә тигез? 6. Өслекнең
яктыртылуы нәрсәләргә бәйле?
Мәсьәлә чишү үрнәкләре
1 нче мәсьәлә. Ишегалдында 3 м биеклектә,
бер-берсеннән 4 м ераклыкта һәрберсенең яктылык көче
500 кд булган ике электр лампасы эленгән. Ьәр лампа
астындагы мәйданның яктыртылуын табарга.
Бирелгән:
1^ = I2 = 500 кд
һ = 3 м
/ = 4 м
була.
Чишү.
A ноктасының яктыртылуы D һәм
С лампалары яктыртуы суммасына
тигез (рәс. 91):
Е = Eγ + E2∙
лампасы астындагы A ноктасының
яктыртылуы түбәндәгечә:
лампасының бу ноктаны яктыртуы £3 = ^cosα
АС = R.
V-
I2 С
СВ.
АС'
Пифогор теоремасы буенча:
Д =	; R = у]1& м^ + 9 M≡
СВ Зм _ „
cosα =	= -— = 0,6.
R 5м
Нәр лампа астындагы мәйданның яктыртылуы
түбәндәгечә:
cosα =
cosα =
= 0,6.
= 5 м^;
Рэс. 91
E = 2
h^'
А
α
а
В
Е =
Е =	+ Е 2 = -i- + -^-cosa;
500 кд 500 кд
—-—5— + ——= 56 лк + 12 лк = 68 лк.
9m'≈
500 кд
25 м
+
2
2 нче мәсьәлә. Кояштан төшкән нурлардан бина
артында 36 м озынлыгындагы күләгә ясала. Биеклеге
2,5 м булган вертикаль колгадан 3 м озынлыгындагы
күләгә барлыкка килә. Бинаның биеклеген табарга.
97

й
й
й
й
й
Рәс. 92
Бирелгән:
L = 36 м
һ = 2,5 м
I = 3 м
I
Я = ?
Чишү.
Кояш нурлары җиргә α почмагы
белән төшә. 92 нче рәсемнән күрен¬
гәнчә, tgα = яки tgα = була.
Моннан табабыз:
һ’
һ
Н
L
H = ^h =
I
36 м
3 м
• 2,5 м = 30 м.
Л 6 нчы күнегү
1.	Кояшлы көндә җир өстенең яктыр¬
тылуы 100 000 лк булса, 100 см^ мәй¬
данга төшкән яктылык агышы күпме
булыр?
2.	Өстәл өстеннән 75 см биеклектә эле¬
неп торган 25 шәмле лампаның өстәлне
яктыртуы күпме булыр?
3.	Нурлар бәйләме перпендикуляр төш¬
кәндә, өслек мәйданның яктыртылуы
120 лк була. Нурлар 25° почмак белән
төшкәндә, яктыртылу күпме булыр?
4.	Үзегезнең эш урынының яктыртылу¬
ын үлчәгез.
5.	Кояш горизонттан 30° биеклектә бул¬
ганда, җир өстенең яктыртылуы күпме?
Кояш зенитта булганда, яктыртылу
100 000 лк.
6.	Яктылык көчләре 80 һәм 125 шәм
булган ике ноктадай яктылык чыганагы
бер-берсеннән 3,6 м ераклыкта урнаш¬
кан. Яссы экранны яктылык чыга¬
накларын тоташтыручы туры сызык¬
ның кайсы ноктасына урнаштырганда
экранның ике ягының да яктыртылуы
бер үк булыр?
22. ИНФРА¬
КЫЗЫЛ
НУРЛАР
метрдан 10® метрга кадәр), алар-
Электромагнитик дулкыннар диапазоны гадәттән
тыш киң булса да (10“^®
ның барысы да бер үк үзлекләргә ия. Без ал арны алдагы
бүлекләрдә өйрәндек. Ләкин төрле озынлыктагы дулкын¬
нарның үзләренә генә хас үзлекләре дә бар.
Мәсәлән, дулкыннар тулысынча диярлек кар кат¬
ламыннан кире кайтарыла, ә инфракызыл нурлар ул
98

катлам аша җиңел үтә. Инфракызыл нурлар берәр
өслеккә, әйтик, кеше тәненә төшсә, аны җылыта,
ультрамиләүшә нурлар кызарта. Рентген нурлары җисем¬
нәр аша үтеп чыга. Тәрәзә пыяласы аша күренмә һәм
инфракызыл нурлар җиңел үтә, ә ультрамиләүшә нурлар
тоткарлана.
Бу нурларның табигатен өйрәнүебезне дәвам итик.
Инфракызыл нурларның диапазоны күренмә нур¬
ларның кызыл төс чигеннән (λ = 760 нм) кыска ра¬
диодулкыннарга (λ ≈ 1—2 мм) кадәр араны эченә ала.
Кояш, Җир, йолдызлар, планеталар — инфракызыл нур¬
ларның табигый чыганаклары. Җиргә Кояштан кил¬
гән энергиянең 50% ы инфракызыл нурланыш булып
килә.
Температурасы әйләнә-тирә температурасыннан юга¬
рырак булган теләсә нинди җисем ясалма инфракызыл
нурлар чыганагы була. Мәсәлән, учак, янып торган шәм,
янып торган электр лампасы, эшләп торган эчке янулы
двигатель һ. б. Электр лампасында электр энергиясенең
3—4 %ы гына яктылыкка әйләнә, ә калганы инфра¬
кызыл нурларга китә.
Башка нурлардан аермалы буларак, инфракызыл
нурлар кара пыяла, кара кәгазь, эбонит кебек матдәләрне
аркылы чыгарга сәләтле. Киресенчә, күренмә нурлар
җиңел үтә торган тирәлек (су, су пары) инфракызыл
нурлар өчен киртә булып тора. Җир атмосферасы аша
үтүче инфракызыл нурлар андагы су парларында йоты¬
лалар. Күп кенә металлар (мәсәлән, алюминий, бакыр
һәм көмеш) инфракызыл нурларны тулысынча кире кай¬
таралар.
Инфракызыл нурлар сәнәгатьтә, фәнни-тикшеренү
өлкәсендә, хәрби техникада һ. б. өлкәләрдә киң кулла¬
ныла.
Сәнәгатьтә инфракызыл нурларны буялган өслек¬
ләрне киптерү һәм җылыту өчен файдаланалар. Моның
өчен күп төрле җылыткычлар һәм махсус электр лампа¬
лары эшләнә.
Геодезиядә, криминалистикада, медиңинада инфра¬
кызыл нурлар махсус фотографиядә кулланыла. Күренә
торган нурларга караганда инфракызыл нурларның
өстенлекләре бар. Мәсәлән, томан аша үткәндә, инфра¬
кызыл нурлар чәчелми, 500 км га кадәр ераклык¬
тагы җисемнәрнең ачык сурәтен алырга була. 93 нче
99

Рәс. 93
рәсемдә бер үк пейзажның ике сурәте күрсәтелгән: сулда
күренмә нурлар ярдәмендә, икенчесе инфракызыл нурлар
белән төшерелгән. Икенчесенең сыйфаты сизелерлек
яхшы.
Инфракызыл нурларның үзенчәлекләре хәрби тех¬
никада киң кулланыш тапты: махсус приборлар ярдә¬
мендә дошман объектларының җылылык нурланышын
билгеләү, төнлә күрү приборлары булдыру, инфракызыл
нурлар юнәлешендә очучы снарядлар булдыру һ. б.
Радиолокациядә кулланылган приборлардан аерма¬
лы буларак, җылылык локаторлары әлектромагнитик
дулкыннар таратмый, дошман объектыннан килгән нур¬
ланышны гына кабул итә. Шуңа күрә дә ул үзен дош¬
манга сиздерми.
Реактив самолётлар күп күләмдә югары темпера¬
туралы газ чыгарып оча. Үзләрен үзләре төбәп очучы
ракеталарга инфракызыл нурлар кабул итүче җайланма
куйганда, алар самолётны бик тиз куып тота.
94 нче рәсемдә ракетаны объектка юнәлтүнең
гадиләштергән схемасы китерелгән. Дошман ракетасын¬
нан килүче инфракызыл нурлар (1) сферик көзгедә (2)
кабул ителә һәм 3 җайланмасында фокуска җыела.
Нурлар энергиясе электр энергиясенә әйләндерелә. 4 кө¬
чәйткече аша энергия 5 исәпләү машинасына юнәлә. Бу
6
2
4
5
Рәс. 94
100

н
1
+
15 кВ
Рэс. 95
җайланмада ракетаның хәрәкәт юнәлешенә төзәтмәләр
кертелә, һәм ул объектны куып тота.
Хәрби техникада төнлә күрү приборлары киң кул¬
ланыла. Бу приборның иң мөһим өлеше булып электрон-
оптик әверелдергәч (ЭОӘ) хезмәт итә. Аның эшләү прин¬
цибы 95 нче рәсемдә күрсәтелгән. Инфракызыл нурлар
тәэсирендә 1 фотокатодыннан электроннар бәреп чыга¬
рыла. ЭОӘ баллоны эчендә вакуум, ә фотокатод белән
люминесцент экран арасында электр кыры тудырыла.
Шуңа күрә экранда объектның сурәте барлыкка килә.
Ул оптик система аша күзәтелә. Сурәтнең яктылыгын
фотокатод белән экран арасындагы көчәнешне үзгәртеп
көйлиләр.
1. Инфракызыл нурланышның
( чыга¬
накларын атагыз. 2. Инфракызыл нур¬
ларның үзенчәлекләрен күрсәтегез.
3.	Инфракызыл нурланышның кулла¬
ну өлкәләре турында сөйләгез. 4. Төнлә
күрү приборының эшләү принцибын
аңлатыгыз.
Ультрамиләүшә нурлар электромагнитик дулкыннар
шкаласында миләүшә төс (400 нм) белән рентген нурлары
(10 нм) арасында урнашкан. Ультрамиләүшә нурларның
табигый чыганаклары булып Кояш һәм йолдызлар тора.
Кояш энергиясенең 10% ка якыны ультрамиләүшә нур¬
лар булып тарала. 3000 К һәм аннан да зуррак темпе¬
ратурага кадәр кызган каты җисемнәр һәм югары тем¬
пературалы плазма да, ясалма яктылык чыганаклары
буларак, ультрамиләүшә нурлар тарата. Практик мак¬
сатларда ультрамиләүшә нурлар терекөмешле һәм ксенон
газлы кварц пыялалы лампалардан алына.
23. УЛЬТРА¬
МИЛӘҮШӘ
НУРЛАР
101

+
D
н
+
+
0'D
Рәс. 96
Ультрамиләүшә нурларны тикшерү өчен, гадәти фо¬
томатериаллар файдаланыла. Нурланышның егәрлеген
үлчәү өчен, ультрамиләүшә нурларга бик сизгер бул¬
ган болометрлар (грек сүзе боло — нур, метрео —
үлчим) кулланыла. Аларның эшләү принцибы металл
яки ярымүткәргеч резисторларның электр каршылы¬
гы инфракызыл яки ультрамиләүшә нурлар тәэсирендә
үзгәрүгә нигезләнгән.
Нурланыш егәрлеген шулай ук термоэлементлар һәм
фотодйодлар белән дә үлчиләр. Термоэлементта ультра¬
миләүшә нурлар тәэсирендә термо-ЭЙК барлыкка килә
(рәс. 96). ЭЙК сизгер гальванометр ярдәмендә үлчәнә.
Ультрамиләүшә нурларны Җир атмосферасы күпләп
йота. Җир өслегенә кояш нурларының озын дулкынлы-
лары гына (λ ≈ 290 нм) килеп җитә. Кыска дулкыннар
атмосфераның югары озон катлавында (һ = 25 км) тоты¬
лып кала.
Ультрамиләүшә нурларның кеше организмына био¬
логик тәэсире зур. Күп булмаган микъдарда организмда
уңай шартлар тудыра, Д төркеме витаминнарын барлык¬
ка китерә. Ультрамиләүшә нурларның зыяны да бар.
Озак һәм күп микъдарда тәэсир иткәндә, алар күзләргә
зыянлы, тән тиресен пешерә, хәтта яман шеш барлыкка
килүгә сәбәпче булырга мөмкин.
Ультрамиләүшә нурлар матдә белән тәэсир итеш¬
кәндә, атомнарның ионлашуы һәм фотоэффект булырга
мөмкин. Яктылык спектрындагы күренмә һәм ультра¬
миләүшә нурлар оптик үзлекләре буенча да аерылалар.
Гадәти пыяла һәм карда ультрамиләүшә нурлар тоткар¬
ланалар, ә кварц пыяла аша җиңел үтәләр. Күп кенә
материалларда ультрамиләүшә нурлар люминесценция
күренеше тудыралар.
102

Практикада газ бушанулы лампалардагы плазма
чыгарган ультрамиләүшә нурлар киң кулланыш тапты.
Лампаның эчен каплаган люминесңент матдә бу нур¬
лар тәэсирендә яктыра башлый. Лампа алган электр
энергиясенең 30% ка якыны яктылык чыгаруга китә,
ә кыздырма кыллы лампаның ФЭК 5% тан артмый.
Ультрамиләүшә нурлар белән фотога төшерү кри¬
миналистика һәм сәнгать өлкәсендә кулланыла. Ультра¬
миләүшә нурларның биологик тәэсире шифаханәләрдә,
азык-төлек, фармаңевтика сәнәгатендә һаваны чистар¬
ту өчен, кошчылык фабрикаларында, фермаларда яшь
терлекләрне дәвалау өчен файдаланыла.
1. Ультрамиләүшә нурлар чыганакла-
* рын санагыз. 2. Ультрамиләүшә нур¬
ларның үзенчәлекләрен әйтегез, алар¬
ны куллануга мисаллар китерегез.
3. Ни өчен көндезге яктылык бирүче
люминесцент лампаларны пыяладан,
ә ультрамиләүшә нурлар чыгаручы лам¬
паларны кварцтан эшлиләр?
1895 елда немең галиме Вильгельм Конрад
Рентген тәҗрибәләрендә гаҗәеп күренеш күзәтелә. Зур
тизлеккә кадәр тизләтелгән электроннар агышы атом
массалары зур булган металлар белән, әйтик, платина
яки вольфрам белән очрашканда, үзенә бертөрле нурла¬
ныш барлыкка килә. Бу нурларны рентген нурлары дип
атыйлар. Рентген нурлары, ультрамиләүшә нурлар кебек,
күзгә күренми. Ләкин алар кайбер матдәләрне нурланды¬
ралар, фотопластинкага тәэсир итәләр. Шул сыйфатлары
нәтиҗәсендә аларның барлыгы беленә дә инде. Алар¬
ны булдыру өчен, рентген көпшәсе дип аталган махсус
җайланма эшләнә. 97 нче рәсемдә аның схемасы күрсә¬
телгән. Электроннар чыганагы булып вольфрам спираль
{K) хезмәт итә. Ул махсус ток чыганагы белән кыздырыла.
Кызган спиральдән чыккан электроннар анод һәм катод
арасындагы көчле электр кырында тизләтелә.
Тизләтелгән электроннар агымы авыш итеп
урнаштырылган металл электродка (А) бә¬
релә. Бу электрод антикатод дип атала.
Электроннар антикатодка бәрелеп тормоз¬
лана, электродта нурланыш барлыкка килә.
Тормозланганда, электроннарның кинетик
энергиясе исәбенә рентген нурланышы бар¬
лыкка килә.
24. РЕНТГЕН
НУРЛАРЫ
Рәс. 97
103

Рәс. 98
Антикатод авыр эрүчән материалдан (мәсәлән,
вольфрамнан) эшләнә. Электроннарның өзлексез бәре¬
лүеннән ул югары температурага кадәр кыза. Еш кына
антикатодны аерым җайланма ярдәмендә су белән суы¬
тырга туры килә (рәс. 98).
Рентген нурлары пыяла көпшә аша җиңел генә үтеп
чыгалар. Шуңа күрә аларны өйрәнү мәшәкать тудырмый.
Кара кәгазьгә төрелгән фотопластинканы эшләп то¬
ручы рентген көпшәсе кырында тотсаң, пластинканы
ачыгайткач, аның кояш нурлары төшкәндәге кебек ка¬
ралганын күрербез.
Катыргыны күкертле цинк белән каплап рентген
көпшәсе кырында тотсак, ул яшкелт-зәңгәр төс чыгарыр.
Газларга тәэсир итеп, рентген нурлары аларны ион¬
лаштыра. Мәсәлән, корылган электроскоп янындагы һава¬
ны рентген нурлары белән нурландырсак, нинди исемдәге
корылма белән корылган булса да, электроскоп бушана.
Рентген нурлары электр кырында да, магнит кы¬
рында да читкә тайпылмыйлар. Димәк, алар, катод нур¬
лары кебек, электроннар агышы түгел.
Катод нурларының кыска дулкынлы электромагни-
тик дулкын булуы раслана.
Рентген көпшәләре ярдәмендә булдырылган нурлар¬
ның дулкын озынлыгы берничә йөз ангстрем икәнлеге
озынлык берәмлеге;
расланды (ангстрем (А°)
1А° = 10^8 см).
Рентген нурлары матдәләр аша җиңел үтеп чыга¬
лар. Җисемнең тыгызлыгы зуррак булган саен, алар-
ның үтеп чыгу сәләте кими. Мәсәлән, рентген нурлары
5—10 см калынлыгындагы алюминийны җиңел үтеп
чыгалар, ә 1 см калынлыгындагы кургашта тулысынча
тоткарланалар.
Рентген нурларының матдәләр аша үтү сәләтен бу
нурларны ачканнан соң ук файдалана башлыйлар.
104

Кеше организмында рентген нурлары сөякләрдә йом¬
шак тукымага караганда күбрәк тоткарлана. Нурларның
бу үзлегеннән файдаланып. Рентген кул сурәтен фото¬
пленкага төшереп ала (рәс. 99).
Рентген нурларының табигате. 1906 елга кадәр
рентген нурларының табигате билгеле булмый. Бу елны
тәҗрибәләрдә нурларның полярлашуы ачыла. 1912 елда
рентген нурларының дифракңиясе дә раслана. Бу күре¬
нешне ачуның тарихы түбәндәгечә.
Рентген нурлары электромагнитик дулкыннар рә¬
тендә булгач, аларга, барлык дулкыннардагыча, дифрак¬
ция күренеше дә хас булырга тиеш. Моны тикшерү өчен,
рентген нурларын кургаш пластинкадагы тар гына ярык
аша уздырганнар. Ләкин дифракция күренеше килеп
чыкмаган. Немец галиме Макс Лауэ тәҗрибәләрне
анализлап нәтиҗә ясый: дифракция күренеше булсын
өчен, нурлар юлындагы киртәләрнең үлчәме нурларның
дулкын озынлыгы кадәр булырга тиеш. Ә рентген нурла¬
рының дулкын озынлыгы кечкенә, атомнар үлчәме бе¬
лән тәңгәл (10^8 см), экранда андый кечкенә ярык ясау
мөмкин түгел. Шуңа күрә тәҗрибәдә интерференция
күренеше килеп чыкмый. Тәҗрибәне кристаллар белән
ясаганда нәрсә булыр? Кристалларда атомнар билгеле
бер тәртиптә урнаша. Атомнар арасындагы ераклык
10“® см тәртибендә. Кристалл аша узучы рентген нурла¬
ры дифракцион картина бирергә тиеш. Галимнең фаразы
тәҗрибәдә сынала.
Тәҗрибәнең схемасы 100 нче рәсемдәгечә: рентген
нурлары бәйләме, D-^ һәм диафрагмалары аша чыгып,
К монокристалы аша үтә һәм экранга төшә. Экранда
+
■ W'■
+
D
'1
D.
э
'2
rι
Рәс. 99
Рәс. 100
105

Рәс. 101
/
•V
'∙
⅛...∙
>4'
—10
101 нче рәсемдә күрсәтелгән күренеш хасил була. Галим¬
нәр бу сурәтне лауэграмма дип атыйлар Лауэграмма
рентген нурларының дулкын үзлеген тулысынча раслый.
Монокристалл рентген нурлары өчен дифракцион челтәр
ролен үти. Кристаллик рәшәткәнең төеннәре — киртә,
ә төеннәр арасы ачыклык була. Нурлар бу рәшәткә аркы¬
лы үткәндә, дифракцион максимумнар һәм минимумнар
барлыкка килә.
Рентген нурларының полярлашуы ачылганнан соң,
аларның аркылы дулкын булуы билгеле була.
Дифракцион картиналарны өйрәнеп, рентген нурла¬
рының дулкын озынлыгы 10^^*—10^^ м интервалында
булуы исбатланды.
Кызган катодтан чыккан электроннар электр кы¬
рында тизләтелеп анод матдәсенә бәрелүдән тормозлан¬
ганда, рентген нурланышы барлыкка килә. Электроннар
тормозланганда, аларның кинетик энергиясе нурланыш
энергиясенә әверелә.
Рентген нурларының куллану өлкәләре гадәттән
тыш киң. Медицинада рентген нурларын диагностика¬
да, аерым авыруларны дәвалау өчен, техникада аерым
детальләрнең сыйфатын билгеләү өчен кулланалар.
Кристалларның төзелешен өйрәнүдә рентген нурла¬
рының ролен бәяләп бетерә торган түгел.
Рентген нурлары кристалл аша узганда барлык¬
ка килгән дифракцион картина кристалл турында тулы
мәгълүмат бирә.
106

Галәм киңлекләрендә 500 дән артык рентген нур¬
лары чыганаклары булуы ачыклана. Космостан килүче
рентген нурлары галәмдә баручы процесслар турында
яңадан-яңа мәгълүматлар китерә. Астрономия фәнендә
яңа юнәлеш — рентген астрономиясе барлыкка килә.
1, Рентген көпшәсенең төзелешен һәм
эшләү принцибын аңлатыгыз. 2. Рент¬
ген нурларының табигате ничек исбат-
ланган? 3. Рентген нурларының үз¬
лекләрен атагыз. 4. Рентген нурлары
кайларда кулланыла?
Җир Кояш тарафыннан яктыртыла. Безне әйлән¬
дереп алган күк йөзен без зәңгәр яки күк төсле итеп
күрәбез. Җирне әйләндереп алган пространствоны күк
йөзе дигәндә, күк төс күз алдында тормады микән әле?
Без Кояш нурларының үзен түгел, ә Җир атмосферасын¬
да чәчелгән нурларны күрәбез.
102 нче рәсемгә игътибар итик.
Җир өстендәге А ноктасындагы күзәтүче
атмосфера катламындагы чәчелгән нур¬
ларны күрә. Кояш нурларының чәчелүе
атмосфера һавасының молекуляр төзе¬
леше нәтиҗәсендә була. Навада бер¬
нинди тузан бөртеге булмаса да, моле¬
кулалар Кояш нурын чәчеп җибәрергә
сәләтле, һавада чәчелгән яктылыкның
спектры Кояштан турыдан-туры төшкән
яктылык нуры спектрыннан аерыла:
Кояш яктысында энергиянең күп өлеше
спектрның сары-яшел өлешенә, ә күктә
чәчелгән нурларда энергия күбрәк
зәңгәр-күк өлешкә туры килә. Моның
сәбәбе — кыска яктылык дулкыннары
озын дулкыннарга караганда күбрәк
чәчелә.
Инглиз галиме Джон Рэлей исәпләүләре буен¬
ча, чәчелгән нурларның интенсивлыгы дулкын озынлы¬
гының дүртенче дәрәҗәсенә кире пропорциональ була.
Нурларны чәчүче кисәкчекләр яктылыкның дулкын
озынлыгыннан кечерәк булганда, миләүшә төсләр кы¬
зыл төсләргә караганда 16 тапкыр күбрәк чәчелә. Шуңа
күрә саргылт төстәге Кояш нуры чәчелгәннән соң зәңгәр
төскә әйләнә. Биек таулар һәм океан өстендә, һавада
тузан бөртекләре булмаганда, бу шулай була. Шәһәр
25. КҮК
ЙӨЗЕНЕҢ ТӨСЕ
Рәс. 102
107

«1
’’
Рәс. 103
S.
'2
А
шартларында, һавада тузан һәм башка кисәкчекләр
булганда, әлеге чагыштырмача эре кисәкчекләр дулкын
озынлыгы зуррак төсләрне дә чәчә һәм күк йөзе аксыл-
зәңгәргә һәм аксылга әйләнә.
Кояш чыкканда һәм батканда, аның нурлары атмос¬
фера һавасыннан көн үзәгенә караганда озын юл үтәләр
(рәс. 103). Шул сәбәпле Кояш батканда һәм чыкканда, ул
куе сары яки кайбер очракларда кызгылт булып күренә.
Ьавада вак тузан кисәкчекләре һәм томан (бик кечкенә
су тамчылары) булганда, нурлар Рэлей законы буенча
чәчелеп, чыгып килгән яки батып барган Кояшны кы¬
зыл итеп күрәбез. Күк йөзендәге болытлар да кызгылт
төскә керә.
9 1. Күк йөзен ни өчен зәңгәр итеп күрә-
без? 2. Биек тау өстендәге һәм шәһәр¬
дәге күк йөзенең төсендә үзгәреш бу-
лырмы? Ни өчен? 3. Чыгып килүче яки
батып баручы Кояшны ни өчен кызыл
итеп күрәбез?
26. ӘЛЕКТРО-
МАГНИТИК
ДУЛКЫННАР
ШКАЛАСЫ
Электромагнитик дулкыннарның төрле типлары
белән таныштык. Алар арасында принципиаль аер¬
ма юк, бу дулкыннар бары тик дулкын озынлыкла¬
ры белән генә аерыла. Радиодулкыннарның озынлыгы
километрларга җитсә, рентген нурларының дулкын
озынлыгы 10
тик дулкыннар шкаласыннан күренгәнчә, күренмә
яктылык электромагнитик дулкыннар спектры шка¬
ласының бик аз өлешен генә били. Шуңа да карама¬
стан, күренмә яктылыкны өйрәнү нәтиҗәсендә, башка
нурланышларның барлыгы ачылды, ал арның үзлекләре
өйрәнелде. Радиодулкыннар, инфракызыл, күренмә,
ультрамиләүшә, рентген нурлары бер-берсенә чыга¬
наклары белән генә охшамаган. Бертөрлесен антенна
1-8
СМ гына. Форзацтагы электромагни-
108

бик тар гына интервалына — дулкын озынлыгы 4-10
тарата, икенчеләрен кызган җисемнәр чыгара, өченчеләре
тизләтелгән электроннар тормозланганда барлыкка килә.
Иң кыска дулкынлы ү-нурланышны атом төшләре чыга¬
ра. Бу турыда без алга таба белербез.
Барлык әлектромагнитик дулкыннарны да тизлә¬
нешле хәрәкәт итүче корылган кисәкчекләр тудыра.
Әлектромагнитик дулкыннарны да без корылмалы
кисәкчекләргә тәэсире буенча беләбез. Вакуумда теләсә
нинди озынлыктагы дулкыннарның таралу тизлеге бер
үк, ул 300 000 км/с ка тигез.
Әлектромагнитик дулкыннар шкаласының тулы
картинасын 104, 105 нче рәсемнәрдән күрербез (фор¬
зацтан карагыз). Озын һәм кыска дулкыннар ягыннан
бернинди чикләр юк. Әлектромагнитик дулкыннар бик
озын да, бик кыска да булырга мөмкин.
Бер кызыклы сорауга тукталыйк әле. Ни өчен
безнең күрү органнары әлектромагнитик дулкыннарның
бик тар гына интервалына — дулкын озынлыгы 4-10“° см
дан 8-10“® см булган дулкыннарга сизгер булып яратыл¬
ганнар икән? Әлектромагнитик дулкыннар шкаласында
күренмә нурлар инфракызыл һәм ультрамиләүшә нур¬
лар арасында бик кечкенә полосаны биләп тора. Моны
дөньяны күрә торган тар гына ярык дип әйтеп була
бит. Аның читендә киң полоса булып радиодулкыннар
һәм ү-нурлар китә. Әмма бу дулкыннарны безнең күзләр
сизми.
Гамма-нурлар һәм рентген нурлары махсус шарт¬
ларда гына барлыкка килә. Бәхеткә каршы, алар безнең
тирәдә түгел. Рентген нурлары һәм ү-нурлар авырулар
тудыруга сәләтле, кешелек дөньясы бу нурлар тәэсирендә
озак яши алмас иде.
Күрү өчен, радиодулкыннарның да файдасы булмас
иде. Дулкыннар метрларга тиң үлчәмдәге киртәләрне
әйләнеп үткәндә, без бер әйберне дә ачык итеп күрә ал¬
мас идек.
Әмма табигатьнең әлектромагнитик дулкыннар шка¬
ласында бер полосаның күренә торган булуы очраклы
хәл түгел.
Кояш нурланышында әлектромагнитик дулкыннар
энергиясенең күп өлеше сары, яшел төсләргә туры килә.
Күрше өлкәләрдә дә нурланыш энергиясе шактый зур.
Эш менә нәрсәдә: без һава океаны төбендә яши¬
без. Җир атмосфера белән урап алынган. Без аны үтә
109

күренмәле дип уйлыйбыз. Ләкин ул безнең күзләр
күрергә сәләтле спектрның тар өлепхе өчен генә. Бу
безнең өчен атмосферада тәрәзә булып тора. Кислород
ультрамиләүптә нурларны йота. Инфракызыл нурларны
су парлары үткәрми. Озын радиодулкыннар, ионосфера¬
дан кайтарылып, космик пространствога тарала.
Шулай итеп. Җирдә япзәүче тере организмнар үзлә¬
ренә яраклы һәм кирәкле нурларны тота алу мөмкинлеге
булган күрү органы булдырганнар.
Кояш нурлары энергиясенең күп өлеше күренмә
нурларга туры килүен табигатьнең безгә олы бүләге дип
аңларга кирәк.
Q Эксперименталь мәсьәләләр
Җыючы линза
формуласын
тәҗрибә ярдә¬
мендә тикшерү
Максат: теоретик белемнәрне практикада тикшерү,
дөреслеген раслау.
Җиһазлар: линейка (яки үлчәү лентасы), акку¬
муляторлар батареясы, аскуймалы лампочка, өзгеч,
үткәргечләр, кабарынкы линза, экран.
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Аккумуляторлар батареясы, лампочка һәм өзгеч¬
тән торган электр чылбыры төзелә. Лампочка һәм экран
өстәлнең капма-каршы башларына, ә линза алар арасына
урнаштырыла.
2.	Өзгечне ялгап, лампочканы яндырабыз. Линза¬
ны күчереп йөртеп, экранда лампочка кылының ачык
сурәтен булдырабыз.
Рәс. 106
110

3.	Лампочкадан линзага кадәр {d) һәм линзадан
экранга кадәр (/) ераклыкларны үлчибез. Линзаның фо¬
кус ераклыгын табабыз:
d + f
4.	Җыючы линзаның икенче торышында да экранда
лампочка кылының ачык сурәтен булдырабыз. Бу очрак
өчен линзаның фокус ераклыгын исәплибез.
5.	Лампочканы линзадан төрле ераклыкларда урнаш¬
тырып, һәр очрак өчен d ны үлчибез. Формула ярдәмендә
сурәтнең кайда булырга тиешлеген исәплибез:
f =
' d-F’
Нәтиҗәнең дөреслеген тәҗрибәдә тикшерәбез.
Максат: теориянең дөреслеген раслау, тәҗрибәләр
ясаганда төгәллеккә өйрәнү.
Җиһазлар: линейка, транспортир, аккумулятор, ас-
куймалы лампочка, өзгеч, үткәргечләр, яссы көзге, вер¬
тикаль юнәлештә ярыклы экран, ак кәгазь (рәс. 107).
Яктылыкның
яссы көзгедән
кайтарылуын
өйрәнү
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Аккумулятор, лампочка, өзгечтән торган электр
чылбыры төзибез. Лампа алдына экран, экран артына ак
кәгазь урнаштырабыз. Чылбырны ялгап һәм лампаны
күчереп йөртеп, ак кәгазьдә экран ярыгыннан чыккан
яктылыкның ачык полосасы булдырыла. Бу полосага
Рәс. 107
111

яссы көзге бастырып куела. Көзгедән кайтарылган нур¬
лар бәйләме ак кәгазьдә якты полоса ясый.
2.	Карандаш белән көзге буйлап кәгазьгә туры сы¬
зык сызыла, нур төшкән нокта билгеләнә һәм нур төшү
ноктасыннан көзгегә перпендикуляр торгызыла. Аннары
төшүче нурның башы (экрандагы ярыкта) һәм кайтарыл¬
ган нурның ахыры (кәгазь битенең чиге) билгеләнә.
3.	Токны өзеп, кәгазь өстеннән көзгене алабыз.
Линейка, транспортир ярдәмендә төшүче, кайтарылу¬
чы нурлар сызыла, төшү һәм кайтарылу почмаклары
үлчәнә, язып куела.
4.	Төшүче нурга көзгене төрле почмаклар белән
куеп, тәҗрибәне берничә тапкыр кабатлыйбыз.
Барлыкка килгән сызымнардан нәтиҗә ясыйбыз.
Яссы көзгедә
сурәт булдыру
Максат: яссы көзгедә уйланма сурәт төзү һәм көзге
яссылыгына карата уйланма сурәтнең симметриялелеген
тәҗрибәдә тикшерү.
Җиһазлар: линейка, турыпочмаклык, катыргы, ак
кәгазь, булавкалар (рәс. 108).
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Катыргы өстенә ак кәгазь, ә аның өстенә 109 нчы
рәсемдәгечә көзге урнаштырабыз. Көзге каршына, су¬
рәте күренерлек итеп, А булавкасы беркетәбез (рәс. 109).
Аннары көзгегә якынрак итеп В булавкасын, ә ераг¬
рак итеп С булавкасын беркетәбез. Соңгы ике булавка
һәм А булавкасының сурәте бер турыда ятарга тиеш.
Булавкаларның бер туры өстендә булуына бер күзне
кысып, икенче күзне кәгазь өсте тигезлегендә тотып
ирешелә.
2.	В һәм С булавкаларын беркеткән урыннарын¬
нан алып, аларның кәгазьдәге эзләрен карандаш белән
Рәс. 108
112

билгелибез. Аннары D һәм Е булавкалары
белән тәҗрибәне кабатлыйбыз (рәс. 109).
3.	Көзге чиге буенча карандаш белән
MN турысын уздырабыз һәм, көзгене кәгазь¬
дән алып куеп, сурәт ясарга керешәбез.
Көзгенең нур кайтаручы өслеге булып
арткы өслеге хезмәт итә. Шуңа күрә көзге
пыяласының калынлыгын үлчибез һәм, арт¬
кы өслек урынында MN турысына парал¬
лель итеп, PQ турысы уздырабыз. Аннары
ВС һәм DE турылары уздырып, алар көзге
артында кисешкәнче, өзек-өзек сызыклар¬
ны дәвам итәбез. Алар тоташкан ноктасы
А ноктасының уйланма сурәте була.
Нокта һәм аның сурәте яссы көзге яссылыгына ка¬
рата симметрияле булырга тиеш. Моны тикшерү өчен,
А ноктасыннан PQ турысына перпендикуляр торгызабыз.
Перпендикулярның дәвамында АК = КА^ кисемтәсе ала¬
быз. Ag ноктасы А ноктасының сурәте булырга һәм ул
Aj ноктасы белән туры килергә тиеш. Гадәттә (рәсемдә
күренгәнчә), үлчәүдәге булавкаларны урнаштырудагы
хаталар нәтиҗәсендә А^ һәм Ag нокталары бик аз гына
туры килеп бетми. Ләкин бу аерма зур булмый.
А.
^2
А
Р
м
D
В
N
Е
А
С
Рэс. 109
Максат: тәҗрибәләр ясау күнекмәләренә өйрәнү,
физиканың математика белән бәйләнешен дәлилләү.
Җиһазлар: линейка, турыпочмаклык, пыяла пла¬
стинка, катыргы, ак кәгазь, булавкалар (рәс. 110).
Пыяланың
сыну күрсәт¬
кечен табу
Рэс. 110
113

тгт
I I I
н !
Q I

I
I
I
1
I
- I
Рәс. 112
Рәс. Ill
М
в
D
Е !
∖P
—
\
\
\
\
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Катыргы өстенә ак кәгазь, кәгазь өстенә
трапеция формасындагы пыяла пластинка куе¬
ла. Пластинка артында кәгазьгә булавка кадап
куела. Аннары өстәл өсте тигезлегеннән карап,
пыяла аркылы булавканы күзәтәбез. Пластин¬
каны борганда, булавканың өске өлеше һәм
пыяла аркылы күренә торган өлеше урынын¬
нан күчкән кебек күренә. Күзәтелгән күренеш
111 нче рәсемдәгечә булганда, В, С һәм D булав¬
каларын кадап куябыз (рәс. 112). Күзәтүчегә
дүрт булавканың да очлары бер туры сызыкта
яткан булып күренергә тиеш.
Булавкаларны алып куеп, аларның эзләрен
карандаш белән билгеләп куябыз һәм пластин¬
каның чикләрен сызып, аны да алып куябыз.
2.	АВ һәм CD нокталары аша туры сызык¬
лар уздырып, аларны пыяла пластинканың
чикләренә К һәм нокталарына кадәр дәвам
итәбез. Аннары К һәм нокталарын туры
сызык белән тоташтырып, ул сызыкны өзек-
өзек итеп дәвам итәбез. К ноктасына пунктир
белән КМ = КР перпендикулярлары торгыза¬
быз. М һәм Р тюкталалрылъйп КВ һәм К^Е нур¬
ларына перпендикулярлар төшерәбез. Линейка
ярдәмендә MN һәм PQ кисемтәләрен үлчибез
һәм пыяланың сыну күрсәткечен исәплибез:
га = ⅛i⅜. Монда siπα = sini =
sιnj	KM^ КР"
MN • КР
KM∙PQ∙
Билгеле булганча, КМ = КР. Шулай итеп, га =
MN
км
■, sini = димәк,
га =
га =
PQ
килеп чыга.
3. Үлчәүләр һәм исәпләүләр ярдәмендә пыяланың
сыну күрсәткече табыла һәм таблицадагы күрсәткеч
белән чагыштырыла, нәтиҗә ясала.
Эштә кулланылган ак кәгазьне файдаланып, өйдә
яңа бирем эшләргә мөмкин: сыйныфта кулланган алым
ярдәмендә кәгазьдәге сызымнан пластинканың икенче
ягындагы ноктасында шундый ук төзү һәм исәпләүләр
уздырып, сыну күрсәткечен икенче тапкыр табарга кирәк
була. Сыйныфта һәм өйдә эшләгән нәтиҗәләрне чагыш¬
тырып, үз эшеңә бәя бирергә була.
114

Максат: физик күренешләрне практикада исбат¬
лау.
Җиһазлар: пыяла пластинкалар, вертикаль кыллы
кыздырма лампа, штангенциркуль, тар гына ярыклы
пыяла пластинкалар.
Интерферен¬
ция һәм
дифракция
күренеш¬
ләрен күзәтү
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Ьәр өстәлгә 5 × 9 см үлчәмле ике пыяла пластин¬
ка бирелә, алар юып чистартыла һәм корытып сөртелә.
Аннары пластинкаларны, берсе өстенә икенчесен куеп,
бармаклар белән кысып тотарга. Пыяла пластинкалар
шома булса да, алар барлык нокталары белән бер-берсенә
тиеп тормый һәм ике пластинка арасында тар гына һава
пространствосы кала. Шулар интерференция күренешен
тудыра да инде.
Караңгы бүлмәдә пластинкага яктылык бәйләме
юнәлтсәк, пластинкалардан кайтарылган нурлар экран¬
да боҗрасыман яки формасы булмаган төрле төсләрдән
торган полосалар булып күренер.
Пыялаларга басымны үзгәртеп, ике пластинка ара¬
сындагы һава катлавын үзгәртәбез. Бу очракта пыяла
аша үтүче нурларның интерференция күренешендә үзгә¬
решләрне күзәтәбез.
2.	Дифракция күренешен күзәтү өчен, турысызыклы
яктылык чыганагы һәм төрле үлчәмдәге ярыклы экран¬
нар алына. Яктылык чыганагы өчен вертикаль кыллы
кыздырма лампа кирәк (рәс. 113).
Штангенциркуль ирнәүләрен 0,5 мм арага аера¬
лар. Бер ярыкны вертикаль урнаштырып, лампочка¬
дан килгән яктылык күзәтелә. Лампочка кылының ике
ягында да спектраль полосалар күренә.
Штангенциркульдә ярыкны 0,05 мм дан 0,8 мм га
кадәр үзгәртәбез. Ярык зур булганда, спектраль поло¬
салар тар була, һәм алар бер-берсенә якын урнашалар.
Ярыкны тарайтканда, спектр полосалары киңәя һәм
төсләр ачыграк күренә.
Штангенциркульне нурлар юлына карата верти¬
каль күчәр тирәсендә бераз гына борганда, дифракцион
спектрлар ярык тарайгандагы кебек киңәяләр. Штанген¬
циркульне салмак кына борып, дифракция күренешен
берничә мәртәбә күзәтәбез.
Рәс. 113
115

Яктылыкның
дулкын
озынлыгын
дифракцион
челтәр ярдә¬
мендә билгеләү
Максат: теорияне практикада ныгыту.
Җиһазлар: яктылык чыганагы, дифракцион челтәр,
линза, экран, линейка.
Эшкә күрсәтмәләр
Яктылык дулкынының озынлыгын табу өчен, 114 нче
рәсемдә күрсәтелгәнчә, җайланма җыела. S яктылык
чыганагыннан линза аша дифракцион челтәргә яссы як¬
тылык дулкыны төшә. Дифракцион челтәрнең һәр нокта¬
сыннан Гюйгенс—Френель принцибы нигезендә элемен¬
тар икенчел дулкыннар тарала. Икенчел дулкыннарның
башлангыч фазалары бер үк була.
Дифракцион челтәрнең һәр ярыгыннан экранга пер¬
пендикуляр юнәлештә килүче икенчел элементар дулкын¬
нар бер үк фазада булгач, алар интерференция күренеше
тудыра. Башка юнәлешләрдә килүче дулкыннарның
йөреш аермасы була.
115 нче рәсемдә икенчел дулкыннарның йөреш аер¬
масы күрсәтелгән. Челтәрнең беренче ярыгыннан килүче
нурларның йөреш аермасы тулы дулкын озынлыгына (λ)
тигез. Икенче ярыктан килүче нурларның йөреш аерма¬
сы 2λ га, өченче нурларныкы 3λ га тигез. Соңгы п нчы
ярыктан килүче нурларның йөреш аермасы nλ була.
I
s
А
/
/
/
4—
I
\
1
м
һ
I
/
/
V
1
Дифракцион челтәр
Рәс. 114
116

d.= lλ
Рәс. 115
Рәс. 116
в
9
ABC өчпочмагын алыйк (рәс. 115). Бу өчпочмакта
ВС = nλ∙, икенче яктан ВС = ABsinα.
АВ — дифракцион челтәрнең киңлеге: АВ = nd;
шулай булгач, ВС = ndsinα, яки nλ = ndsina; моннан
λ = d since.
α почмагы бик кечкенә, шуңа күрә sinα ≈ tgα.
114 нче рәсемнән почмакның тангенсын табабыз:
tgα = у. Шуңа күрә λ = dy була, һ һәм Z не үлчәп, челтәр
өчен даими зурлык d ны белсәк, яктылыкның дулкын
озынлыгы λ ны табабыз.
Эшкә күрсәтмәләр
1.	116 нчы рәсемдә күрсәтелгән җайланманы җыя¬
быз.
2.	Дифракцион челтәр белән ярыклы экранны бер-
берсеннән ераклаштырып урнаштырабыз.
3.	Туры кыллы лампага, экранның ярыгы туры ки¬
лерлек итеп, җайланманы борып куябыз.
Ярык аша лампаның кылы күренеп торырга тиеш.
Дифракцион челтәр аша узган нурлар дифракцион кар¬
тина тудыра.
4.	Спектрдагы төсле полосаларның, урта торышын
табып, үлчәмнәрен алабыз һәм таблицага язабыз, дулкын
озынлыкларын табабыз.
117

Яктылык төсе
Миләүшә
Күк
Зәңгәр
Яшел
Сары
Әфлисун
Кызыл
һ сул яктан
һ уң яктан
һ урта
I
d
λ
«Дулкынча һәм геометрик оптика» бүлегендә
белемнәрнең иң мөһимнәре
Ак яктылык төрле төсләрдән тора. Яктылык нурының төсе тирбә¬
нешләр ешлыгына һәм дулкын озынлыгына бәйләнгән. Яктылык нуры¬
ның матдә эчендәге тизлеге дә дулкын озынлыгына бәйләнгән. Монохро¬
матик нурның тирәлектә тизлеге υ булса, тирәлекнең сыну күрсәткече
п = — була.
Төрле төстәге нурларның сыну күрсәткечләре төрлечә. Шуңа күрә
призма аша чыкканда ак нур төрле төсләргә таркала, дисперсия күренеше
барлыкка килә.
Когерент дулкыннар бер-берсенә салынганда, дулкыннар интерферен¬
циясе барлыкка килә. Кушылган дулкыннарның дулкын озынлыклары
тигез, тирбәнешләре бердәй фазада, яки фазалар аермасы даими сакланырга
тиеш. Мондый дулкыннарны когерент дулкыннар дип атыйлар.
Яктылык дулкыннарына дифракция күренеше хас. Дифракция бул¬
ганда, дулкыннар киртәләрне әйләнеп үтәләр. Яктылыкның дифракция
күренешенә таянып, дифракцион челтәрләр ясыйлар. Дифракцион челтәргә
төшкән нурларның йөреш аермасы дулкын озынлыкларының төгәл са¬
нына (λ) яки җөп сандагы ярымдулкын санына туры килсә, дулкыннар
бер-берсен көчәйтәләр. Дифракцион челтәр ярдәмендә нурларның дулкын
озынлыгын төгәл итеп үлчәп була.
Яктылыкның туры сызык буенча таралуын күп сандагы тәҗрибәләр
һәм тормыштан мисаллар раслый.
Яктылыкны сыйфатлый торган зурлыкларның берсе — яктылык агы¬
шы. Яктылык чыганагы Ω җисми почмагы эчендә Ф яктылык агышы
тудырса, чыганакның яктылык көче I = була. Тулы җисми почмак 4π
стерадиан тәшкил итә.
Ноктадай яктылык чыганагының яктылык көче:
1 = ^-
4π
118

Яктылык агышының яктыртылган мәйданга чагыштырмасы яктыр¬
тылу дип атала:
E = ^.
р _ Ф
s∙
Яктыртылу перпендикуляр нурлар белән булганда,
E = 4t∙,
нурлар перпендикулярдан авыш булса,
I
Е = -rτcosα
була.
Электромагнитик нурлар шкаласында күренә торган нурлар ике яктан
инфракызыл һәм ультрамиләүшә нурлар белән чикләнгән.
Аерым үзенчәлекләре булу сәбәпле, инфракызыл нурлар сәнәгатьтә,
фәнни-тикшеренү өлкәсендә, геодезиядә, криминалистикада һәм медици¬
нада кулланыла.
Ультрамиләүшә нурларның биологик үзенчәлекләре медицинада, азык-
төлек сәнәгатендә, формацевтикада, авыл хуҗалыгында киң кулланыш
тапты.
Рентген нурларының матдәләрне үтеп чыгу сәләте аны куллану
өлкәләрен гадәттән тыш киңәйтә. Махсус җайланмаларда булдырылган
рентген нурланышы медицина диагностикасында, авыруларны дәвалаганда,
техник детальләрнең сыйфатын билгеләгәндә һ.б. бик күп өлкәләрдә кул¬
ланыла.

МАХСУС ЧАГЫШТЫРМАЛЫЛЫК ТЕОРИЯСЕ
НИГЕЗЛӘРЕ
'к -
Махсус чагыштырмалылык теориясе ул — пространство һәм вакытның
хәзерге заман физик теориясе. Квант механикасы белән беррәттән, махсус
чагыштырмалылык теориясе заманча физика һәм техниканың теоретик
нигезе булып тора.
Махсус чагыштырмалылык теориясен 1905 елда А. Эйнштейн иҗат
иткән.
Чагыштырмалылык теориясе законнарына таянып, яктылык тизлегенә
якын булган (с ≈ 3 • 10® м/с) тизлектәге җисемнәрнең хәрәкәт законнарын
өйрәнүче механиканы релятивистик механика дип атыйлар.
Күктәге йолдызлар арасындагы ераклык, Җир өслегенең кайсы нок¬
тасыннан карасак та, үзгәрешсез кала. Моның сәбәбе — безнең Җир өсле¬
гендә урын алыштыруыбызның йолдызлар
арасындагы ераклык белән чагыштырганда
исәпкә алмаслык дәрәҗәдә кечкенә озын¬
лыкта булуында. Бу очракта почмакча ерак¬
лыкны (Җир өслегеннән караганда йолдыз¬
лар арасындагы почмак) абсолют зурлык дип
алырга мөмкин.
Җирнең Кояш тирәли әйләнүен исәпкә
алган очракта, почмакча үлчәмнең үзгәреше
зур түгел, ләкин сизелерлек була. Димәк,
почмакча ераклык та абсолют зурлык түгел,
5 ә чагыштырма зурлык булып чыга.
Без еш кына «өстә» яки «аста» дигән
төшенчәләрне кулланабыз. Алар абсолют яки
чагыштырма төшенчәләрме?
Кешеләр Җирнең шар формасында
икәнен белгәнгә кадәр үк җир өслегенең
теләсә нинди ноктасында вертикаль юнәлеш¬
не бердәй юнәлеш дип күз алдына китер-
һәм «астын» абсолют төшенчәләр дип исәплә¬
' !
' J
f
>г
/
I
%
Рәс 117
гәннәр, Җирнең «өстен»
гәннәр.
Җирнең шар формасында булуы ачыклану белән, җир өслегенең төрле
нокталарында торгызылган вертикальләрнең юнәлеше төрлечә булуы да
билгеле була, ягъни Җирнең «өсте» яки «асты» дигән төшенчәләр шулай
ук чагыштырмача икән (рәс. 117).
Шулай итеп, бу төшенчәләр буенча ара ераклыклары чагыштырмалы¬
лык принңибына буйсына. Гадәти очракларда җисемнәрнең хәрәкәт закон¬
нары да үзгәрми.
120

27.	Махсус чагыштырмалылык теория¬
сенең төп постулатлары
28.	Бервакытталык проблемасы
29.	Вакыт аралыгының чагыштырма-
лылыгы
30.	«Игезәкләр парадоксы»
31.	Озынлыкның чагыштырмалылыгы
32.	Масса һәм энергиянең үзара бәй¬
ләнеше
33.	Классик һәм релятивистик механи¬
када физик зурлыкларны чагыш¬
тыру
27. МАХСУС
с) җисемнәрнең хәрәкәтен тасвирлый. Бу ЧАГЫШТЫРМА¬
ЛЫЛЫК ТЕО-
Ньютонның классик механикасы тизлекләре зур
булмаган (υ
очракта вакытның да (⅛) дөньяда бердәй булуы исәп¬
кә алына. Галилейның теләсә нинди инерциалъ исәп РИЯСЕНЕҢ ТӨП
системасында барлык механик күренешләр дә (динамика ПОСТУЛАТЛАРЫ
законнары) бер үк төрле булалар дигән фикере раслана,
ягъни Галилейның чагыштырмалылык принцибы клас¬
сик механиканың нигезендә ята.
Бу принцип динамика законнарының төрле исәп
системаларына карата үзгәрешсез (инвариант) булуын
күрсәтә.
118 нче рәсемдә күренгәнчә, туры һәм тигез хәрәкәт
итүче поездда (вагонда) вертикаль юнәлештә югарыга
ыргытылган туп кире кулга төшә. Туры һәм тигез хәрә¬
кәт итүче вагонда бернәрсә дә хәрәкәт итми торган ва¬
гондагы кебек бара.
Җисемнең координаталары бер инерциаль исәп
системасында бирелгән булса (Б), хәрәкәт итүче җисем¬
нең координаталарын икенче инерциаль исәп система¬
сында (А) исәпләп була (рәс. 119):
X = х' + υt, у = у', Z = z', t = t'.
Рәсемдә ике исәп системасының да координата
күчәрләре башлангыч моментта тәңгәл киләләр. Җисем-
t
у
у'
9
I
Рэс. 118
в
А
О'
2
Z
V
X
х'
Рәс. 119
121

нең тизләнеше барлык инерциаль системаларда бердәй
була:
а
яки а, = d'.
= а'
= а'
= а'. а = а', а = а',
X '*x' у '*y∙ “г 2’
Димәк, классик механиканың хәрәкәт тигезләмәсе
(Ньютонның икенче законы) җисем бер инерңиаль систе¬
мадан икенчесенә күчкәндә үзгәрешсез кала.
Электромагнитик дулкыннар ачылгач, А. С. Попов
1895 елда аларны практикада куллана — радио иҗат
итә. Электромагнитик дулкыннарның таралу тизлеге
теләсә нинди инерңиаль системада яктылыкның вакуум¬
дагы тизлегенә тигез була (Максвелл теориясе), бу инде
электромагнитик дулкыннар таралуны тасвирлаучы
тигезләмәләрнең Галилей үзгәртүләренә карата инвариант
булмавын күрсәтә. Электромагнитик дулкыннар В исәп
системасында х' күчәре буенча таралалар икән, А исәп
системасында Галилей кинематикасы буенча с тизлеге
белән түгел, ә с + υ белән таралырга тиеш.
Ньютонның икенче законында (F = та) масса т
даими зурлык булса, Эйнштейн төзәтмәсендә җисемнең
массасы тизлеккә карап үзгәрә:
т =
,2 ’
биредә iHq — җисемнең тикторыштагы массасы; с — як¬
тылык тизлеге.
Әлеге формуладан күренгәнчә, гадәти шартларда
массаның артуы зур түгел, хәтта иярчен тизлеге (8 км/с)
белән хәрәкәт итүче җисемнең массасы 0,5 млрд өлешкә
генә үзгәрә.
А. Эйнштейн махсус чагыштырмалылык теория¬
сенең нигезенә тәҗрибәләрне берләштергән ике посту¬
лат куя:
1. Чагыштырмалылык принңибы: табигатьтәге бар¬
лык проңесслар да барлык инерңиаль исәп системала¬
рында бертөрле уза. Физик законнар барлык инерңи¬
аль системаларда да бер үк формада була. Классик
механиканың чагыштырмалылык принңибы табигать¬
нең барлык проңесслары, шул исәптән электромаг-
нитик проңесслар өчен дә гомумиләштерелә. Шул
гомумиләштерелгән принңипны Эйнштейнның чагыш¬
тырмалылык принцибы дип атыйлар.
Классик физикада чагыштырмалылык принңибы
механика законнары өчен генә раслана иде. Ә махсус
122

чагыштырмалылык теориясендә ул табигатьнең гомуми
законы итеп игълан ителә. Электромагнитик кырларны
сыйфатлаган, атом төшенең таркалуын, газларның ки¬
ңәюен күрсәткән физик экспериментлар төрле инерциаль
системаларда бердәй нәтиҗә бирер.
2. Яктылык тизлегенең даими булу принңибы:
яктылыкның вакуумда тизлеге барлык юнәлешләрдә дә
яктылык чыганагы һәм күзәтүченең хәрәкәт итү тиз¬
легенә бәйле түгел, ул барлык инерциаль исәп система¬
ларында бердәй була.
Эйнштейнның икенче постулаты тизлекләр кушу¬
ның классик законына каршы килә. Чыннан да, v тиз¬
леге белән хәрәкәт итүче автомобиль фараларын яндырса,
яктылыкның тизлеге Җиргә карата классик күзлектән
караганда υ + с була, ә чагыштырмалылык теориясе
буенча с га тигез.
Чагыштырмалылык теориясендә физик законнарның
тигезләмәләрен релятивистик формула дип атыйлар.
Тизлекләрне кушуның релятивистик формуласы түбән¬
дәгечә языла:
υ =
- ⅞⅞ •
.2
l + ⅛
Классик һәм релятивистик формулалар буенча
тизлекләрне кушканда, әлеге тизлекләр яктылык тиз¬
легенә якын булганда гына, алар арасында аерма сизе¬
лерлек була. Тизлекләрне кушкандагы сумма, чагыш¬
тырмалылык теориясе буенча, беркайчан да яктылык¬
ның вакуумдагы тизлегеннән зуррак булмый.
Vγ = с һәм ∏2 = с булганда, релятивистик формула
буенча:
<∕j т ^2
l + ≡
- ¾⅞
= с.
¢2
Вакуумда капма-каршы юнәлештә таралучы ике
яктылык дулкынының чагыштырмача тизлеге якты¬
лыкның вакуумдагы тизлегенә тигез була.
Чагыштырмалылык теориясендә яктылыкның ва¬
куумдагы тизлеге табигатьтәге барлык мөмкин булган
тизлекләр өчен иң зур тизлек булып тора.
Яңа чагыштырмалылык теориясе Ньютонның клас¬
сик механикасын кире какмый, ә бәлки аның куллану
чикләрен генә ачыклый, аңа төгәллек кертә.
123

Чагыштырмалылык теориясе кешенең табигать
турындагы күзаллауларын кискен үзгәртә.
Q 1. Чагыштырмалылык теориясенең бе-
* ренче постулаты Галилейның чагыш¬
тырмалылык принцибыннан нәрсә бе¬
лән аерыла? 2. Классик закон нигезендә
тизлекләрне кушу ни сәбәпле махсус
чагыштырмалылык теориясе прин¬
ципларына туры килми? 3. Яктылык
тизлегенең даими булуы турындагы
постулатны гади механик хәрәкәт белән
чагыштырыгыз. Алар арасындагы төп
аерымлык нәрсәдә? 4. Махсус чагыш¬
тырмалылык теориясенең практик әһә¬
мияте нәрсәдә? 5. Хәрәкәтнең тизлеге
нинди булганда тизлекләр кушуның
релятивистик законы классик (Гали¬
лей законы) законга күчә? 6. Яктылык
тизлегенең барлык җисемнәр хәрәкәте
тизлегеннән нинди принципиаль аерма¬
сы бар?
28. БЕРВАКЫТ-
ТАЛЫК
ПРОБЛЕМАСЫ
Эйнштейн постулатлары классик механика күзле¬
геннән караганда бер-берсенә каршы киләләр: чагыш¬
тырмалылык принцибы яктылык тизлегенең төрле
юнәлешләрдә даими булуын расласа да (беренче посту¬
лат), яктылык тизлеге абсолют зурлык булып кала (икен¬
че постулат).
Нинди дә булса вакыйга төрле исәп системасына
карата бер үк вакытта булырмы?
Турысызыклы тигез хәрәкәт итүче вагон уртасында
яктылык чыганагы — лампа — ниндидер бер вакыт мо¬
ментында янып китсә, шунда ук басып торучы кеше
яктылыкның алгы һәм арткы стеналарга бер үк вакытта
барып җитүен билгели (рәс. 120). Яктылыкның таралу
вакыты:
11
'2 c^
Платформада басып торучы икенче күзәтүче өчен
яктылыкның үткән юлы вагонның алгы стенасына ка¬
рата озыная: = I + ә арткы стенасына карата кыс¬
кара: 1^ = I - y⅛2∙ Димәк, яктылык төрле озынлыктагы
юл үтә, ә яктылык тизлеге бердәй. Шулай булгач, икен-
υt
t =■
Рәс. 120
124
V
ту:™":;—72^
te4⅛5Ei3
4
: V

че күзәтүче өчен яктылыкның узган вакыты бердәй тү¬
гел: t ≠ ty.
Яктылык үткән юлның озынлыгы күзәтүчегә бәйле,
башкача әйткәндә, вакыт аралыгы үзгәрергә мөмкин.
Яктылык вагонның арткы һәм алгы стенасына бер үк
вакытта барып җитә дип әйтелгән исәп системасында
(вагондагы күзәтүче) һәм платформадагы күзәтүченең
исәп системасындагы күзаллаулар бер-берсенә туры
килми.
Шулай итеп, без яши торган дөньяда вакыт ара¬
лыгын һәм «бервакытталык» төшенчәсен Эйнштейнча
аңласак, ул яктылыкның вагонның ике стенасына да
якынча бер үк вакытта барып җитүенә туры килә.
«Бервакытталык» төшенчәсенең абсолют мәгънәсе
бар дип әйтеп булмый. Билгеле бер координаталар
(исәп) системасыннан күзәткәндә, бер үк вакытта бул¬
ган вакыйгалар, әлеге системага карата туры һәм тигез
хәрәкәт итүче системадан күзәткәндә, бер үк вакытта
булалар дип кабул ителми. Димәк, «бервакытталык»
төшенчәсе — чагыштырмалы төшенчә.
1. Махсус чагыштырмалылык теория-
сендә вакыйга дип нәрсәне атыйлар?
2.	Махсус чагыштырмалылык теория¬
сендә нинди вакыйгаларны бервакыт-
тагы дип исәплиләр? 3. Махсус чагыш¬
тырмалылык теориясендә һәм классик
физикада «бервакытталык» төшенчәсен
чагыштырыгыз. 4. Ике вакыйганың
бервакытталыгын күрсәтүче фикер экс¬
периментын тасвирлагыз.
Эйнштейн поезды хәрәкәт итә торган бик озын
тимер юлны һәм бер-берсеннән 864 000 000 км ераклык¬
та урнашкан ике станцияне күз алдына китерик. Тизлеге
240 000 км/с булган Эйнштейн поезды әлеге араны бер
сәгатьтә үтә. Беренче станциядә поездга утырган кеше,
икенче станциягә килеп җиткәч, сәгатенец (икенче стан¬
циядәге сәгать белән чагыштырганда) артка калганына
бик гаҗәпләнә.
Ничек шулай булырга мөмкинлеген тикшереп карыйк.
Поездда пассажир утырган вагонга бәйле исәп
системасында идәндәге фонарьдан түшәмгә яктылык
нуры юнәлә һәм ул нур, вагон түшәменә урнаштырыл¬
ган көзгедән кайтарылып, кире фонарьның лампасына
туры килә.
Нурның юлы 121 нче рәсемдә күрсәтелгән. Ә плат¬
форма белән бәйле исәп системасында булган күзәтүче
29. ВАКЫТ
АРАЛЫГЫНЫҢ
ЧАГЫШТЫРМА-
ЛЫЛЫГЫ
125

Рэс. 121
240 000 км/с
и/ *θθ
өчен яктылык нурының юлы башкача була: яктылык
нуры (АВ) лампадан көзгегә барып җиткән вакыт ара¬
сында көзге пөезд белән бергә хәрәкәт итү сәбәпле авы¬
ша. Нур, көзгедән кайтарылып, кире юл узганда {BC),
лампа тагын шулкадәр авыша.
Платфөрмадагы күзәтүчеләр өчен яктылык нуры¬
ның үткән юлы пөезддагы пассажирлар өчен булган
яктылык нурының үткән юлына караганда зуррак була.
Яктылыкның таралу тизлеге абсолют тизлек булу сәбәп¬
ле, ул поездда баручылар өчен дә, платформада басып
торучылар өчен дә бердәй була.
Платформа белән бәйле исәп системасында, ягъ¬
ни платформадагы күзәтүче, яктылык нуры лампадан
көзгегә юнәлгәндә һәм көзгедән лампага кире кайтканда,
10 с вакыт узган дип фараз итә. 10 с эчендә яктылык
300 000 км/с • 10 с = 3 000 000 км юл үтә, ABC тигезь¬
яклы өчпочмагының АВ һәм ВС яклары 1 500 000 км га
тигез була. АС озынлыгы поездның 10 с та узган юлына
тигез: 240 000 км/с • 10 с = 2 400 000 км.
Вагонның биеклеген {BD) табабыз:
Aβ2 = AD^ + BD^∙, BD = ∖∣AB'- ~AD
= √1500 000≡ -1200000≡ = 900 000 км.
Эйнштейн поездының астрономик үлчәмнәре янын¬
да вагонның биеклеге 900 000 км булу бер дә гаҗәп
түгел.
2 _
126

I
υ
Яктылык нурының вагон идәненнән түшәмгә,
түшәмнән кире идәнгә килгәндәге үткән юлы пассажир
өчен 900 000 км • 2=1 800 000 км га тигез була. Яктылык
нуры әлеге юлны
t = -J = 1 800 000 км : 300 000	= 6 с эчендә үтә.
Платформа белән бәйле исәп системасы, ягъни плат¬
формадагы күзәтүче өчен 10 с вакыт узганда, «вагон»
исәп системасы өчен, ягъни поезддагы пассажир өчен,
6 с вакыт үтә.
Поезддагы пассажирның сәгате, поездның тизлеге
зуррак булган саен, платформадагы сәгатьтән күбрәккә
артка кала.
Теләсә нинди хәрәкәт итүче сәгать тикторыш халә¬
тендәге сәгатьтән артка кала. Үзенең сәгатенә карата
тикторыш халәтендәге күзәтүче хәрәкәт итүче сәгатьнең
алга киткәнен күрер, аның алга китүе хәрәкәт тизлеге
зурлыгына (υ) бәйле:
t
t
Димәк, V тизлеге белән хәрәкәт итүче исәп система¬
сында сәгать тикторыш халәтендәге исәп системасындагы
сәгатькә караганда акрынрак йөри, ягъни артка кала.
Эйнштейн постулатында яктылык тизлегенең даими
булуы тизлекләрне кушуның классик законына каршы
килә. Бу каршылыкны чагыштырмалылык теориясе
тизлекләрне кушуның релятивистик законы аша хәл
итте. Чагыштырмалылык теориясендә тикторыш халә¬
тендәге исәп системасында җисемнең тизлеге (υ) хәрәкәт
итүче исәп системасындагы җисем тизлеге (Ug) һәм исәп
системасының хәрәкәт итү тизлеге (V]^) белән бәйләнгән.
Чагыштырмалылык теориясендә тизлекләрне кушуның
релятивистик законы:
, (⅛1 >t).
1
V =
¼ + ^2
1 I’l ⅞ '
C‘‘
Әлеге закон буенча, җисемнең тикторыш халәтен¬
дәге исәп системасында булган тизлеге (υ) хәрәкәт итүче
исәп системасындагы җисем тизлеге (Нз) белән исәп систе¬
масы хәрәкәтенең тизлек (υ^) суммасыннан һәрвакыт
кимрәк була.
υ∣ һәм Hg тизлекләре яктылык тизлегеннән күпкә
кимрәк булса, тизлекләр кушуның релятивистик законы
127

тизлекләр кушуның классик законы белән тәңгәл килә.
Яктылык тизлегенә якын булган тизлек белән хәрә¬
кәт итүче элементар кисәкчекләрнең, атом төшләренең
хәрәкәтен тасвирлау өчен, тизлекләр кушуның классик
законын кулланып булмый.
Шул сәбәпле классик импульс саклану законы җи¬
семнәрнең тизлекләре яктылык тизлегенә якынайганда
үтәлми. Релятивистик импульс түбәндәгегә тигез:
ти
р =
,2 ’
C2^
биредә т — җисемнең массасы, υ — җисемнең хәрәкәт
итү тизлеге, с — вакуумда яктылык тизлеге.
Җисемнең тизлеге вакуумдагы яктылык тизлеген¬
нән сизелерлек кимрәк булса, җисемнең релятивистик
импульсы классик импульстан бик аз аерыла.
1. Вакыт аралыгының чагыштырма-
* лылыгын исбат итүче фикерләү экс¬
периментын тасвирлагыз. 2. Вакыт
акрынаю күренешен эксперимент яр¬
дәмендә раслап буламы? Ничек итеп?
3.	Релятивистик импульс классик меха¬
никадагы импульстан ничек аерыла?
4.	Җисемнәрнең гадәти тизлекләре
вакытында (60 км/сәг, 2 400 км/сәг,
3 600 км/сәг) вакытның акрынаю күре¬
неше күзәтеләме?
Өстәмә уку өчен
30. «ИГЕЗӘКЛӘР
ПАРАДОКСЫ»
Күктәге йолдызларның бездән бик ерак урнашкан¬
нары бар, ал арның кайберләренә яктылык нуры 40 ел
эчендә барып җитә. Бу вакытны киметү мөмкин түгел,
чөнки яктылык тизлегеннән дә зуррак тизлек булмый.
Шулай итеп, күзаллау чынбарлыкка туры килми, чөнки
бу очракта хәрәкәт белән бәйле вакыт үзгәреше исәпкә
алынмаган.
240 000 км/с тизлек белән очып баручы Эйнштейн
ракетасы (фикерләү эксперименты) алда әйтелгән йол¬
дызга
t = ⅜ = 300 000
t = ⅛ = 300 000 К“ • 40 ел / 240 ООО = 50 ел
г	с	'	с
эчендә барып җитәр иде. Бу вакыт Җирдәге кешеләр
өчен исәпләгәндә шулай.
Ә ракетада очучылар өчен 50 ел вакыт 10:6 ча¬
гыштырмасында кыскара, ягъни Эйнштейн ракетасында
күрсәтелгән йолдызга алар:
■ 50 ел = 30 ел
эчендә барып җитәргә мөмкин.
км
с
128

Эйнштейн ракетасының тизлеген яктылык тизле¬
генә якынайтып, йолдызга очу вакытын теләсә никадәр
кыскартып булыр иде. Теоретик яктан йолдызга очып
барып кире Җиргә әйләнеп кайту өчен, 1 мин җитә. Ә бу
вакыт эчендә Җирдә 80 ел гомер үтәр иде.
Шушы юл белән кешенең гомер озынлыгын арт¬
тырып булмыймы соң? Башка кешеләр күзлегеннән
караганда була кебек, ләкин кеше «үзенең» вакытына
тәңгәл килеп картая. Кызганычка каршы, бу юл белән
кеше гомерен озынайту перспективасын исәпкә алып
булмый.
Кеше организмы авырлык көченең җирдәге тиз¬
ләнешеннән шактый зуррак булган тизләнеш шартла¬
рында озак вакыт булуга җайлашмаган. Ракета тизлеген
яктылык тизлегенә якынайту мәсьәләсенең чишелеше дә
әлегә күренеп тормый. Теоретик исәпләүләр күрсәткәнчә,
авырлык көченең җирдәге тизләнешенә тигез булган тиз¬
ләнеш белән кеше космоста ярты ел сәяхәт итсә, ул ай
ярым вакытны ота алыр иде. Ракетада бер ел очканда
ел ярым вакытны, ике ел очканда 28 ел вакытны отарга
мөмкин, ә өч ел очканда Җирдә 360 елдан артык вакыт
узар иде (рәс. 122).
Әйтелгән саннар кызыгырлык булса да, энергия
сарыф итү проблемасы бик зур кыенлык тудыра. Масса¬
сы 1 т булган ракета 260 000 км/с тизлек белән 1 ел очса,
аның энергиясе 250 000 000 000 000 кВт / сәг булырга
тиеш. Җир шарында бу кадәр энергияне җитештерү
өчен, күп еллар кирәк булыр иде. Әле моңа тагын раке¬
таның тизлеген 260 000 км/с ка җиткерү, ракетаны
(2030j
*<**ff а
о
2oια
м«м» J
л
I
ц
й
⅛∣
.4ι
N
Рэс. 122
129

Рәс. 123
DC
җиргә төшерү — тормозлау
куркынычсыз шартларда
өчен кирәк булган энергияне дә өстәсәк...
Бу күзаллауны «игезәкләр парадоксы» дип атыйлар.
Ракетадагы һәм Җирдәге кешенең исәпләүләрендә бер¬
нинди каршылык юк, шулай булгач, нинди «парадокс»
булырга мөмкин?
Ракетада һәм Җирдә булган кешеләр өчен исәп сис¬
темалары бер-беренә тиң түгел. Җирдәге кеше һәрвакыт
бер үк инерциаль исәп системасында була, ә ракетадагы
кеше тизлек бик нык артканда һәм тормозлаган очрак¬
ларда бер исәп системасыннан икенчесенә күчә. Эйн¬
штейн тигезләмәләре нәтиҗәсендә Җирдәге кеше раке¬
тадагы кешегә караганда өлкәнрәк булырга тиеш.
Космонавтлар очыш тәмамланып. Җиргә әйләнеп
кайткач. Җирдәге яшьтәшләренә караганда яшьрәк
булалар, бу хәл эксперименталь юл белән исбат ител¬
гән. Хәзерге космик ракеталарның тизлекләре якты¬
лык тизлегеннән күпкә кимрәк. Шул сәбәпле космо¬
навтларның «отышы» секундның миллионнан бер өле¬
шеннән артмый.
31. озынлык¬
ның ЧАГЫШ-
'ГЫРМАЛЫЛЫРЫ
Ике нокта арасындагы ераклык классик физикада
инвариант зурлык булып тора, ул бер инерциаль исәп
системасыннан икенче инерциаль системага күчкәндә
үзгәрми. Чагыштырмалылык теориясендә бу ара ерак¬
лыгы инвариант зурлык буламы икән?
Бер үк физик күренешләрне эзлекле рәвештә бер-
берсенә карата даими тизлек белән хәрәкәт итүче төрле
исәп системаларында, махсус чагыштырмалылык тео¬
130

риясе постулатлары нигезендә карасак, физик процесс¬
ларның бик күп характеристикалары төрлечә булыр.
Чагыштырмалылык теориясен иҗат итүче А. Эйн¬
штейнның үз мисалын (фикерләү эксперименты) ка¬
рыйк: «вагон» һәм «платформа» — инерциаль исәп сис¬
темалары (рәс. 123). Поездның тизлеген 240 000 км/с,
платформаның озынлыгын 2 400 000 км дип алабыз.
Классик физикада җисемнәрнең үлчәмен абсолют
зурлык дип исәпләдек, ягъни, нинди исәп системасында
булуга карамастан, үлчәм җисемнең үзлеген күрсәтүче
даими зурлык була.
Әйтик, Эйнштейн поезды 2 400 000 км озынлы¬
гындагы платформа яныннан узып бара, ди. Поездның
тизлеге 240 000 км/с булса, платформаның башыннан
ахырына кадәр булган араны (платформа озынлыгы)
поезд станциядәге сәгать буенча 10 с вакыт эчендә уза:
2 400 000 км
240000^
S
= 10 с.
⅛ = -
*'	7»
υ
Поезддагы пассажирлар үзләренең сәгатьләрендә
поезд платформаны 6 секундта узганын билгелиләр.
Димәк, пассажирлар өчен платформаның озынлыгы
2 400 000 км түгел, ә бәлки 1 440 000 км була:
I = V • t = 240 000	• 6 с = 1 440 000 км.
с
Димәк, платформаның озынлыгы платформадагы
күзәтүче өчен поездда баручы пассажирга караганда
зуррак. Теласа нинди хзракзт итуче җисем узенең хәрә¬
кәт юнәлешендә кыскара. Билгеле, кыскару факты бары
тик җисемнең тизлеге яктылык тизлегенә якынайган
очракта гына күзәтелә.
Әлеге кыскару процессы хәрәкәтнең абсолют
үзенчәлеге түгел, шул сәбәпле күзәтүче хәрәкәт итүче
җисемгә карата тикторыш хәлендәге лабораториягә
урнашса, кыскарган җисем яңадан озыная. Поезддагы
пассажирлар платформаның кыскаруын күрсәләр, плат¬
формадагы кешеләр өчен Эйнштейн поезды кыскара
(6:10 чагыштырмасында).
Җисемнең ике торышы арасындагы озынлыгының (Z)
җисем хәрәкәте тизлеге (υ) белән бәйлелеген түбәндәгечә
күрсәтеп була:
I == I,
о
I 7j2
1 - ⅛-, биредә Z
с‘‘
la-
О
131

а
Рәс. 124
Эйнштейн поездының озынлыгы вагон
белән бәйле исәп системасы өчен ∕θ булса, плат¬
форма белән бәйле исәп системасына карата
υ тизлеге белән хәрәкәт иткәндә, поездның
озынлыгы I була.
Хәрәкәт итүче җисемнәр тикторыш халә¬
тендәге күзәтүче өчен тизлек векторы юнәле¬
шендә кыскарган кебек булып күренәләр.
Бу күренешне ялгыш күрү дип әйтеп
булмый, чөнки теләсә нинди озынлык үлчәү
приборы поезд һәм платформа белән бәйле
инерциаль исәп системаларындагы күзәтүче¬
ләрнең сүзләрен раслар.
124 нче a рәсемендәге күзәтүче өчен
(поезд белән бәйле исәп системасында) поезд
платформага караганда озынрак, ә 124 нче б
рәсемендәге күзәтүче өчен (платформа белән
бәйле исәп системасында) платформа поездга
караганда озынрак.
1. Озынлыкның чагыштырмалылыгын
• исбат итүче фикерләү экспериментын
тасвирлагыз. Хәрәкәт итүче җисемнең
озынлыгы кыскара дип әйтү нәрсәне
аңлата? 2. Җисемнәр гадәти тизлек бе¬
лән хәрәкәт иткән вакытта (60 км/сәг,
2 400 км/сәг, 3 600 км/сәг), озынлык-
ның кыскару күренеше күзәтеләме?
3.	Эйнштейн поездын ни сәбәпле фикер¬
ләү поезды дип атыйлар? Аның озын¬
лыгы абсолют зурлык була аламы?
4.	«Кечкенә» һәм «зур» тизлекләрне ку¬
шу законы универсаль закон була ал¬
мый. Моның сәбәбе нәрсәдә?
32. МАССА ЬӘМ
ЭНЕРГИЯНЕҢ
ҮЗАРА
БӘЙЛӘНЕШЕ
Тикторыш халәтендәге җисемнәрне билгеле бер
тизлек белән хәрәкәткә китерү өчен, ышкылу көче кебек
башка көчләр тәэсир итмәгәндә, җисемгә билгеле бер көч
белән тәэсир итәргә кирәк. Бирелгән көч ярдәмендә төрле
җисемнәрне кирәкле тизлек белән хәрәкәткә китерү өчен,
төрле вакыт аралыгы кирәк.
Кургаштан һәм агачтан ясалган, зурлыклары бердәй
булган ике шарны күз алдына китерик. Бердәй көч куеп,
тизлекләре, әйтик, 10 км/сәг булганчы, шарларга тәэсир
итик. Кургаш шарның тизлеген 10 км/сәг кә җиткерү
өчен, аңа агач шарга караганда озаграк тәэсир итәргә
кирәк, чөнки кургаш шарның массасы зуррак.
132

Масса — җисемнәрнең төп үзлекләреннән берсе.
Классик физикада җисемнең массасы үзгарми һам
ул тизлекка байле түгел дигән фикер формалашкан.
Җисем тизлегенең кыйммәтен табу өчен, әйтик, җи¬
семгә көчнең икенче секунд ахырында тәэсир итүе нәти¬
җәсендә җисемнең тизлеген белү өчен, аның беренче
секунд ахырындагы тизлегенә (υ^) икенче секунд эчендә
алган тизлекне кушып табабыз. Бу очракта гадәти
тизлекләрне кушу кагыйдәсен файдаланабыз:
υ = υ. + υ,.
1/	I
Җисемнең тизлеге яктылык тизлегенә якынайган
очракта, тизлекләр чагыштырмалылык теориясе нигезен¬
дә кушылганны без инде беләбез:
V =
¼ + t^2
1+-V-
⅞⅞ •
.2
Иң зур чик тизлек яктылык тизлеге (с) булу сәбәпле,
җисемнең тизлеге яктылык тизлегенә якынайганда,
даими көч тәэсирендә тизлекнең артуы һаман кими бара.
Җисемнең тизлеге (υ) иң зур чик тизлекне (с) беркайчан
да узып китә алмый. Бу — җисемнең массасы аның тиз¬
легенә бәйле дигән сүз. Әгәр җисем яктылык тизлеге
белән хәрәкәт итә башласа, аның массасы чиксез кыйм¬
мәткә ия булыр иде.
Махсус тизләткечләрдә электроннарның тизлеге
яктылык тизлегеннән 30 км/с ка гына кимрәк була.
Хәзерге эксперимент шартларында электронның массасы
арту күренеше чагыштырмалылык принңибының дөрес¬
леген кабат раслый.
Шулай итеп, классик физикада хәрәкәт итүче җи¬
семнең кинетик энергиясе түбәндәгечә табыла:
Е,
2 ’
к
Ә тикторыш халәтендәге җисемнең энергиясе нульгә
тигез була.
Релятивистик механикада җисемнең энергиясе тү¬
бәндәгегә тигез:
Е =
тс
,2
.2
133

Хәрәкәт тизлеге яктылык тизлегеннән шактый ким¬
рәк булган (υ ≪ с) очракта, ягъни
.2
2
,2
F⅛=*÷≡
булганда, җисемнең тулы энергиясе түбәндәгечә та¬
была:
Е = Eθ +	= mc'^ +
,2
ки-
_ пи^
2
—	җисемнең кинетик энергиясе,
биредә Е — җисемнең тулы энергиясе; jEθ = тс
сәкчекнең үз энергиясе яки аның тикторыш халәтендәге
энергиясе; Е^^
Eq = mc^ аңлатмасы Эйнштейн формуласы дип атала.
Энергия белән масса арасындагы бәйлелекне чагыл¬
дырган формула чагыштырмалылык теориясенең төп
нәтиҗәсен һәм практик әһәмиятен күрсәтә.
Бу бәйлелек, җисемнең массасын арттырмыйча,
аның энергиясен берничек тә арттырып булмаганны
күрсәтә. Киресенчә, җисемнең массасы арту белән, аның
энергиясе дә арта дигән сүз. Энергия аерылып чыгу про¬
цессы масса югалуга яки җисемнең энергиясе арту,
аның массасы да артуга китерә. Җисемнең тикторыш
халәтендәге энергия үзгәреше аның массасы үзгәрешенә
туры пропорциональ була:
\Е = Δ∕nc2.
Җисемнең энергиясе ^!^E га үзгәрсә, аның массасы
∆τn зурлыгына үзгәрә:
∆zn =
А£
9 •
с"
.2
Соңгы аңлатма буенча масса энергиягә күчә дип
әйтү дөрес түгел, чөнки энергия һәм масса җисемнең
төрле сыйфатларын характерлыйлар.
Энергия бүленеп чыгу яки йотылу очрагы һәрва¬
кытта масса үзгәреше белән бәйләнгән. Водородның ике
атомы массасы, мәсәлән, ике атомлы водород молекуласы
массасыннан зуррак була.
Теләсә нинди химик реакция вакытында энергия
бүленеп чыкса, реакция нәтиҗәсендәге продукт массасы
134

.2 •
реакциягә кергән матдәләр массасыннан кимрәк була.
Бу — экзотермик процесс. Эндотермик реакция вакы¬
тында энергия йотыла — реакциягә кергән матдәләр мас¬
сасы реакция нәтиҗәсендәге продуктлар массасыннан
кимрәк була.
Масса үзгәрешен без берничек тә сизә алмыйбыз,
чөнки Эйнштейн формуласындагы пропорциональлек
коэффициенты түбәндәгегә тигез:
= 9 • 10^®
с
Ул, масса аз гына үзгәргәндә дә, энергиянең үзгә¬
реше зур булуын күрсәтә: массаның 1 граммы бик зур
энергия эквиваленты була:
= 0,001 кг • 9 • 10^®	= 9 • 10^® Дж.
Киресенчә, 1 Дж энергия чиктән тыш аз масса экви¬
валенты (~ 10“^^ кг) була.
Ирекле җисемнәрнең массалары суммасы (zn^ +
белән үзара тәэсир итешүче җисемнәр системасының
массасы (Λf) аермасы (∆zn) масса дефекты дип атала:
1-17
∆∕n =	+ тпз) “ ^∙
Җисемнәрнең үзара тәэсир итешү энергиясе тискәре
тамга белән булса (тартылу көчләре), масса дефекты уңай
кыйммәткә, тәэсир итешү энергиясе уңай тамга белән
булса (этелү көчләре), масса дефекты тискәре кыйммәткә
ия була.
Система эчендә җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе,
ягъни системаның тулы энергиясе үзгәреше (ΔiJ) мас¬
салар дефекты (∆τn) белән вакуумдагы яктылык тизлеге
квадраты (с®) тапкырчыгышына тигез була:
ΔE = Δmc2.
1.	Классик физикада һәм релятиви-
* стик механикада җисемнең кинетик
энергиясен билгеләүче формулалар ни
белән аерылалар? 2. Ирекле хәрәкәт
итүче җисемнең тулы энергиясе күп¬
ме була? 3. Тикторыш халәтендә бул¬
ган җисемнең энергиясе күпме була?
4. Энергиянең үзгәрүе шактый булса да,
җисем массасының үзгәрүен күрсәтү —
катлаулы процесс. Моның сәбәбен аңла¬
тыгыз.
135

33. КЛАССИК
ЬӘМ
РЕЛЯТИВИСТИК
МЕХАНИКАДА
ФИЗИК
ЗУРЛЫКЛАРНЫ
ЧАГЫШТЫРУ
Классик механика һәм чагыштырмалылык теориясе
бер-берсен инкарь итә торган теорияләр түгел. Махсус
чагыштырмалылык теориясе теләсә нинди тизлек белән
хәрәкәт итүче җисемнәрдәге физик күренешләрне тас¬
вирлаучы гомуми теория булып тора. Классик меха¬
ника — махсус чагыштырмалылык теориясенең аерым
очрагы. Ул яктылыкның вакуумдагы тизлегеннән күпкә
кимрәк тизлек белән хәрәкәт итүче җисемнәрдәге физик
күренешләрне югары төгәллек белән тасвирлый.
Җисемнең ике торышы арасындагы ераклыкның
хәрәкәт итүче җисемнең тизлегенә бәйлелеген без инде
өйрәндек. Үзе белән бәйләнгән исәп системасындагы
таякның озынлыгын Zθ дип алсак, таяк юнәлеше буенча
υ тизлеге белән хәрәкәт итүче башка исәп системасында
таякның озынлыгы Z кимрәк булыр.
Тикторыштагы күзәтүче өчен тизлек векторы юнә¬
лешендә хәрәкәт итүче таякның озынлыгы кыскарак
булып күренә:
'l-⅛,(Z<Zo).
I = I,
'0
Z =
с"
Тикторыштагы күзәтүче өчен хәрәкәт итүче исәпләү
системасында вакыт аралыгы кыскара:
C"=
V тизлеге белән хәрәкәт итүче исәп системасында
сәгать хәрәкәт итмәүче исәп системасына караганда
акрынрак йөри.
Чагыштырмалылык теориясендә тикторыштагы
исәп системасындагы җисемнең тизлеге (υ) хәрәкәт итүче
исәп системасындагы җисем тизлегенә (Од) һәм исәп
системасының хәрәкәт тизлегенә (υ^) бәйле:
⅞ + ⅞
с‘‘
Димәк, тикторыштагы исәп системасындагы җисем¬
нең хәрәкәт тизлеге (υ) һәрвакыт хәрәкәт итүче исәп
системасында хәрәкәт итүче җисемнең тизлеге һәм
исәп системасының хәрәкәт тизлекләре суммасыннан
кимрәк була. һәм Og тизлекләре яктылык тизлегеннән
шактый кимрәк булган очракта, тизлекләрне кушуның
V =
.2
136

релятивистик законы югары дәрәҗәдәге төгәллек белән
классик законга туры килә.
Яктылык тизлегенә якын булган тизлектәге җисем¬
нәрнең (элементар кисәкчекләр, атом төшләре) хәрәкәтен
классик закон белән тасвирлап булмый дигән сүз.
Чагыштырмалылык теориясе буенча йомык систе¬
мада җисем массасының шул җисем тизлегенә тап¬
кырчыгышы даими зурлык була алмый. Димәк, тизлек¬
ләре яктылык тизлегенә якын булган җисемнәр өчен
импульс саклануның классик законын файдалану мөм¬
кин түгел.
Чагыштырмалылык теориясе нигезендә йомык
системада җисемнәрнең теләсә нинди тизлегендә реля¬
тивистик импульс даими зурлык була:
р =
ШУ
'l-⅛
>2
.2
Җисемнәрнең тизлекләре яктылык тизлегенә якын
булган вакытта (элементар кисәкчекләр, атомнар һәм
атом төшләре), чагыштырмалылык теориясе буенча реля¬
тивистик импульсның саклануын эксперимент тулысы
белән раслады. Релятивистик импульс саклану законы —
табигатьнең фундаменталь законы ул.
Хәрәкәт итүче җисемнәрнең тизлекләре яктылык
тизлегеннән күпкә кимрәк булган вакытта, җисемнең
релятивистик импульсы классик импульстан аерылмый
диярлек. Бу очракта импульс саклануның классик зако¬
ны югары дәрәҗәдәге төгәллек белән үтәлә, табигатьнең
универсаль законы үтәлүнең аерым очрагы була.
Җисемнең кинетик энергиясе хәрәкәт итүче җи¬
семнең релятивистик энергиясе белән үз энергиясе аер¬
масына тигез була:
= Е - £о’
биредә Е — релятивистик энергия һәм ул түбәндәгечә:
zrec^
R’
Е =
>2
.2
V ≪ с очрагында Е = тс^ + була.
Eq — җисемнең тикторыш халәтендәге үз энергиясе.
Eq = znc^.
137

Классик һәм релятивистик механикада
физик зурлыклар арасындагы бәйлелек
Физик зурлык
Классик механика
Релятивистик механика
Масса
т = т,
-0
тр
т,
'0
.2
Озынлык
I = 1,
■0
1 = 1,
∙o∙V
Вакыт
t = t,
'0
'1-4
t,
Тизлекләрне
кушу законы
υ = и, + υ.
'2
Җисемнең
импульсы
р = ∕nθυ
1+	3
С"’
TO∩υ
'2
.2
⅛'
Кинетик
энергия
Е,
mv^
2
Е.
1-4
.2
’Р
rrinV
тс‘
ς∑vL
.2
Е,
mv^
2
т =
,2
, т
1 - —, I < I
К
0
i =
,2 , t
л
0
1
¾ + t^2
- ¾Γ2
^1 + ^;
υ ≤ с
Р =
V
0
к
к
_1
E^ = mc^ + ^f-
Тулы энергия
1. Электрон нинди дә булса тизләткечтә
яктылык тизлегеннән зуррак тизлек
белән хәрәкәт итә аламы? 2. Ни сәбәпле
җисемнәрне җылытканда ал арның мас¬
сасы үзгәрешен без сизмибез? 3. Җи¬
семнең тикторыш халәтендәге энергия¬
се турында нәрсә әйтә аласыз? 4. Мас¬
са һәм энергиянең үзара бәйлелеген
әйтегез.
Мәсьәлә чишү үрнәкләре
мәсьәлә. Корычтан эшләнгән үтүкнең
1 нче
температурасы 20 °C тан 100 °C ка кадәр күтәрелә. Аның
массасы күпмегә артыр?
Бирелгән:
= 20 °C
= 100 °C
Дж
кг-К
υ = 3 • 10® м/с
т = 1 кг
-1 ,
Ig

с = 460
Чишү.
Үтүкнең температурасы Δ⅛ = га
күтәрелгәндә, аның эчке энергиясе
га арта:
∖m = 2
\Е = ∖mc^.
Моннан масса үзгәреше түбәндәгечә:
А£
c≡ •
∆zn =
138

Эчке энергия үзгәреше Δ^J = cmAt була.
Санча кыйммәтләрен куеп, массаның күпмегә үзгә¬
рүен исәплибез:
стМ _ 460 • 1 • (80 + 273)
c≡	9 • 101®
кг ≈ 1,8 • 10“« мг.
∆m =
КГ ≈ 1,8 ∙ 10
,-12
кг;
∆τn = 1,8 • 10
,-12
2нче мәсьәлә. Кешелек дөньясы 1 ел дәвамында
3 • 10≡θ Дж энергия сарыф итә. Әгәр матдәдә тупланган
энергияне алу ысулы табылса, кешелек дөньясының бер
тәүлеклек энергиягә ихтыяҗын канәгатьләндерү өчен,
ничә килограмм матдә кирәк булыр иде?
Бирелгән:
£ = 30- 102«
с = 3 • 10« м/с
1 ел = 365 тәүлек
\т =
Чишү.
Массаны табу өчен, Эйнштейн
формуласыннан файдаланабыз:
Е = Δwιc2.
Е
с^- 365"
Санча кыйммәтләрне куеп, мас¬
саны табабыз:
3 • 10≡θ
Масса ∆m =
365 • 9 • 10^®
с
≈ 1 • 10^ кг ≈ 10 кг.
Д 1 нче күнегү
1.	Яктылык тизлеге чиксез зур дип
исәпләгәндә, вакытның әкренәюе, озын¬
лыкларның кыскаруы һәм массаның
артуы турындагы чагыштырмалылык
теориясенең нәтиҗәләре белән нәрсә бу¬
лыр иде?
2.	1 м озынлыгындагы укны Җирдән
0,6 с тизлек белән югарыга җибәрәләр.
Очкан вакытта Җиргә карата укның
озынлыгы күпме булыр?
3.	Йолдызның нурланыш егәрлеге
4,5 • 10^® Вт. Бу йолдыз 1 с эчендә күп¬
ме массасын югалтыр?
4.	Космик кораб Җиргә карата 0,5 км/с
тизлек белән хәрәкәт итә. Корабтан
0,5 с тизлек белән ракета җибәрәләр.
Ракетаның Җиргә карата тизлеген та¬
барга:
а)	ракета тизлеге космик кораб тиз¬
леге белән бер юнәлештә булганда;
б)	ракета тизлеге космик кораб тиз¬
леге белән капма-каршы юнәлештә бул¬
ганда.
5.	Электр кыры электроннарга билге¬
ле бер тизлеккә кадәр тизләнеш бирә.
Электроннарны тизләтү өчен сарыф
ителгән энергияне ике юл белән исәпләп
була: классик физика законнары һәм
чагыштырмалылык теориясе законна¬
ры ярдәмендә. Кайсы очракта энергия
зуррак булыр?
6.	1,4 ■ 10® ¾ ка тигез булган Кояш кон-
м
стантасы Җир өслегендә 1 м® мәйданда
Кояш нурланышы егәрлеген күрсәтә.
Кояшның 1 с та югалткан массасын
139

табарга. 5 млрд елда Кояш күпме мас¬
сасын югалткан?
7.	Массасы 1 кг булган җисем нинди
энергиягә ия була? Красноярск ГЭСы
бу энергияне күпме вакытта җитештерә
ала?
8.	Электронның релятивистик импуль¬
сы классик импульстан ике тапкыр зур¬
рак булсын өчен, аның тизлеге күпме
булырга тиеш?
«Махсус чагыштырмалылык теориясе нигезләре» бүлегендәге
белемнәрнең иң мөһимнәре
Махсус чагыштырмалылык теориясе — пространство һәм вакыт ту¬
рындагы классик күзаллауны алмаштыручы яңа тәгълимат.
Чагыштырмалылык теориясе классик физика законнарын кире
какмый, аларны аерым очрак итеп үз эченә ала: тизлекләре зур булмаган
җисемнәр өчен чагыштырмалылык теориясе законнары классик механика
законнарына әверелә.
Эйнштейнның махсус чагыштырмалылык теориясе ике постулатка
нигезләнгән. Чагыштырмалылык принцибы — бу теориянең төп постулаты:
табигатьнең барлык законнары да төрле инерциаль исәп системаларында
үзгәрешсез кала.
Икенче постулат вакуумда яктылык тизлегенең даими зурлык, ягъни
яктылык чыганагының хәрәкәт тизлегенә бәйсез булуын күрсәтә.
Чагыштырмалылык теориясе буенча масса, озынлык һәм вакыт ара¬
лыгы — чагыштырма төшенчәләр. Алар исәп системаларына бәйле, ягъни
җисемнең тизлеге яктылык тизлегенә якынайганда аның массасы, озын¬
лыгы һәм вакыт аралыгы үзгәрә:
t,
■0

'14
с‘‘
Чагыштырмалылык теориясе төш физикасында һәм элементар кисәк¬
чекләр өлкәсендә масса белән энергиянең эквивалент булуын сурәтли:


.2^
,2 ’
.2'
,2
J ’
Е = mc^ =
(ι∑Z'
c≡
Махсус чагыштырмалылык теориясендә тизлекләрне кушу законы
(тизлек векторлары һәм Ug параллель булган очракта) түбәндәгечә
языла:
1
1 + ^
Яктылыкның вакуумдагы тизлеге (с ≈ 3 • 10® м/с) табигатьтә мөмкин
булган максималь тизлек була.
140
Vi + V,
'1
'2
.2
т =
1 = 1 1
- ¾⅞
ħ,t =

КВАНТ ФИЗИКАСЫ
Физиканың алдагы бүлекләре — механика, молекуляр-кинетик тео¬
рия, термодинамика, электродинамика һәм оптика — барысы бергә гомуми
классик физика дип атала. Классик физика XIX гасыр ахырына инде
төзелеп бетә.
Классик физиканың казанышлары гаҗәеп зур булса да, алар нигезендә
яктылыкның матдә белән үзара тәэсир итешү закончалыкларын, матдәнең
төзелешен аңлатып булмый.
Әлеге мәсьәләләрне аңлатучы теория XX гасыр башларында барлыкка
килә, һәм ул әле һаман үсеш чорын кичерә. Бу теорияне квант физикасы
дип атыйлар.
2000 елның декабрь аенда дөньяның фәнни җәмәгатьчелеге яңа фән —
квант физикасы һәм яңа фундаменталь физик константа — даими Планк
зурлыгы ачылуның 100 еллык юбилеен билгеләп үтте. Физика фәненең бу
бүлегенә нигез салучы — күренекле немец физигы Макс Планк.
Осциллятор (тирбәнү системасы) энергиясен квантлау турындагы гипо¬
тезаны ул беренче булып әйтеп биргән. Күренекле физикның хезмәтләрендә
үсеш тапкан гипотеза нигезендә квант физикасы дөнья күрә.
34.	Җисемнәрдә җылылык нурланышы
35.	Абсолют кара җисем. Стефан—Больц¬
ман константасы
36.	Планк гипотезасы. Планк констан¬
тасы
37.	Фотоэффект. Столетов тәҗрибә¬
ләре
38.	Фотоэффект күренеше өчен Эйн¬
штейн тигезләмәсе
39.	Корпускуляр-дулкын дуализмы
Яктылык чыганагында атомнар нурланышы бул¬
сын өчен, аларга билгеле бер микъдарда энергия биреп
торырга кирәк. Яктылык нурланышы яктылык чыга¬
нагының энергиясен үзе белән алып китә.
Нурланышларның иң гади һәм таралган төре —
җылылык нурланышы — атомнарның нурланыш нәти¬
җәсендә югалган энергиясен аларның җылылык хәрәкәте
энергиясе хисабына компенсацияләү күренеше ул.
Җисемнең температурасы югары булган саен, аның
атомнары (яки молекулалары) тизрәк хәрәкәт итәләр,
атомнар, бер-берсе белән бәрелешкәндә, үзләренең кине¬
тик энергияләре хисабына тәэсирләнгән халәткә киләләр
һәм, яктылык нурландырып (энергия кими), тынычлан¬
ган халәткә кире кайталар.
Җылылык нурланышы чыганакларына мисал
итеп Кояшны, ялкынны һәм кыздырма кыллы лампа¬
ны әйтергә була. Әлеге лампа бик гади һәм уңайлы.
34. ҖИСЕМ¬
НӘРДӘ
ҖЫЛЫЛЫК
НУРЛАНЫШЫ
141

Макс Карл Әрнет
Людвиг Планк
(1858—1947) — не¬
мец физик-теорети-
гы, квант теория¬
сенә нигез салучы.
Термодинамика, җы¬
лылык нурланы¬
шы, чагыштырма¬
лылык, квант тео¬
рияләре, физика
тарихы һәм методо¬
логиясе өлкәләрен¬
дә танылган галим.
Эмпирик юл белән
абсолют кара җисем¬
нең әлектромагни¬
тик нурланыш спек¬
трында энергия бү¬
ленеше формуласын
(Планкның нурла¬
ныш законы), фун¬
даменталь констан¬
таны (Планк кон¬
стантасы), «чагыш¬
тырмалылык теория¬
се» терминын, реля¬
тивистик динамика
тигезләмәсен гамәл¬
гә керткән.
көнкүрештә бик күп куллансак та, ул экономияле якты¬
лык чыганагы түгел. Лампа кылында электр энергиясе
хисабына бүленеп чыккан җылылык энергиясенең бары
тик 10—12% ы гына яктылык энергиясенә әверелә. Шул
сәбәпле соңгы елларда энергияне саклый торган лампа¬
лар кулланырга тәкъдим ителә.
Яктылык нурландырсын өчен, чыганакның атом¬
нарын, җылытмыйча да, ярсынган халәткә китереп
була. Газларны сирәкләндергәндә, мәсәлән, электр кыры
электроннарга кинетик энергия бирә. Зур тизлек белән
хәрәкәт итүче электроннар атомнар белән бәрелешәләр
дә, үзләренең кинетик энергияләренең бер өлешен
атомнарга биреп, ал арны ярсынган халәткә китерәләр.
Ярсынган атомнар энергияне яктылык дулкыны рәве¬
шендә нурландыралар — сирәкләндерелгән газда якты¬
лык нурланышы хасил була. Сирәкләндерелгән газ¬
ның яктыруын электролюминесценция (яктылык нур¬
ланышы) дип атыйлар. Бу нурланыш газның нинди
температурада булуына карамастан хасил була. Шул
сәбәпле аны «салкын нурланыш» дип атыйлар.
Люминесңенңиянең башка төрләреннән аермалы
буларак, җылылык нурланышы кыздырылган җисем
белән термодинамик тигезләнеш халәтендә була ала.
Шуңа нигезләнеп, ягъни җисемнәрнең җылылык нур¬
ланышы күренешенең закончалыкларын өйрәнеп, физик¬
лар термодинамика белән оптиканың үзара бәйләнешен
күрсәтергә өметләнгәннәр.
Төрле температурага кадәр кыздырылган җисем¬
нәрне стеналары нурларны кире кайтара һәм җылылык
үткәрми торган тышча эчендәге йомык пространствога
урнаштырсак, тәҗрибә күрсәткәнчә, әлеге система вакыт
узу белән җылылык тигезләнеше халәтенә килә, ягъни
системадагы барлык җисемнәрнең дә температуралары
бердәй була.
Бу очракта җисемнәр энергия алмашалар, нур
энергиясе, мәсәлән, нурландыру яки йотылу рәвешендә
була. Җылылык тигезләнеш халәтендә һәр җисемнең
энергияне югалту һәм кабул итү процесслары якынча
бер-берсен компенсациялиләр.
1. Җылылык нурланышы нәрсә ул?
* 2. Җылылык тигезләнеш халәте нәрсә
ул? 3. Классик физикада нинди тем¬
пературада матдә һәм нурланыш ара¬
сында җылылык тигезләнеше була?
142
4. Классик электродинамика нигезендә
дулкыннар кисәкчекләрнең җылылык
хәрәкәте энергиясен тулысы белән кабул
итәргә тиеш. Моның сәбәбе нәрсәдә?

Җылылык нурланышын санча характерлау өчен,
махсус зурлык — «энергетик нурланыш» төшенчәсе ка¬
бул ителгән. Бу зурлыкны ⅛ берәмлеге белән үлчиләр.
Ул нурланыш процессында җисемнең 1 м^ өслегеннән 1
с эчендә күпме энергия аерылып чыкканын күрсәтә.
Җисем теләсә нинди температурада узенә төшүче
теләсә нинди ешлыктагы яктылык энергиясен тулысы
белән йота алса, бу җисемне абсолют кара җисем дип
атыйлар.
Абсолют кара җисем табигатьтә очрамый, аның
моделе 125 нче рәсемдә күрсәтелгән (йомык куышлык).
Тишемнән керүче яктылык, күп тапкырлар кайтарылу
нәтиҗәсендә, куышлык стеналары тарафыннан йотыла
һәм тишем кара булып күренә.
Җылылык йотылуын санча сыйфатлау өчен, махсус
зурлык — йотылу коэффициенты алганнар. Бу коэф¬
фициент — үлчәмсез зурлык, ул җисемнең үзенә төшкән
нурланышның күпме өлешен йота алуын күрсәтә.
Куышлык нык җылытылган һәм аның эчендә җы¬
лылык тигезләнеше халәте урнашкан очракта, куыш¬
лыкның үз нурланышы абсолют кара җисемнең нур¬
ланышы дип атала.
Куышлык эчендә температура арту белән, тишемнән
чыгучы нурланышның энергиясе арта һәм аның спектраль
составы да үзгәрә. XIX гасыр ахырында абсолют кара
җисемнең нурланышын эксперимент ярдәмендә уңышлы
өйрәнгәннәр.
Абсолют кара җисемнең җылылык нурланышы
Өстәмә уку өчен
35. АБСОЛЮТ
КАРА ҖИСЕМ.
СТЕФАН—
БОЛЬЦМАН
КОНСТАНТАСЫ
энергиясе температурага һәм дулкын озынлыгына бәйле
(рәс. 126):
Щ ~ Т, λ.
Е.
'λ
Т.
Т.
Рэс. 126
143
О
3
2
1
λ
Рэс. 125

Англия физиклары Д. Релей һәм Д. Джинс исәп¬
ләүләре түбәндәге нәтиҗәгә китерә:
2
K,= 2π⅛KΓ,
с"
биредә К — Больцман константасы.
Австрия физиклары Й. Стефан һәм Л. Больцман
тулы җылылык нурланышы энергиясе һәм кара җисем¬
нең температурасы арасындагы санча бәйлелекне күр¬
сәткән законны гамәлгә кертәләр:
R. =
σ = 5,7 ∙ 10
Стефан — Больцман константасы түбәндәгечә:
r≡-⅛.
M∙K^
Стефан—Больцман законы ярдәмендә Кояш өслеге¬
нең температурасын исәпләп була. Кояш константасы
1370 ⅛ — 1 м^ зурлыктагы мәйданга төшүче кояш нур-
м"^
ланышы энергиясе (Кояшка кадәр ераклык 1 астрономик
берәмлек дип алына, ул 1,5 • 10^^ м га тигез).
Кояш өслегенең мәйданы S = 4nR^^ = 2,8 • 10
M'
|23 „2
I м .
Кояшның әлектромагнитик нурланыш генераторы була¬
рак егәрлеге = 1370 Вт/с • 2,8 • 10^^ м^ = 3,85 • 10^® Вт.
Кояшның радиусы ¾ = 7 • 10® м булса, егәрлекне Кояш
өслеге мәйданына бүлеп, Кояшның энергетик яктыры¬
шын таба алабыз:
Lu
П.
4πT⅛
= 6,3 ∙ 10^ ⅛
M'
Стефан — Больцман законына нигезләнеп, Кояш
өслегенең температурасын табабыз:
Т = ∕σ = 5800 К,
биредә — җылылык нурланышы энергиясе, σ — Сте¬
фан—Больцман константасы.
*f 1. Нинди җисем абсолют кара җисем
* дип атала? Абсолют кара җисемгә якын
булган җисемнәрне әйтегез. 2. Абсолют
кара җисемнең нурланыш законын
әйтегез. 3. Стефан — Больцман законы,
144
температура арту белән, нурланышның
егәрлеге бик тиз артканны күрсәтә.
Моның сәбәбен аңлатыгыз. 4. Нинди
яктылык, җылылык чыганакларын бе¬
ләсез? Мисаллар китерегез.

36. ПЛАНК
ГИПОТЕЗАСЫ.
ПЛАНК
КОНСТАНТАСЫ
Максвелл теориясе күрсәткәнчә, тирбәнүче электр
корылмалары электромагнитик дулкыннар тараталар. Бу
очракта кыздырылган җисемнәрнең нурланышы матдә
молекулаларындагы электр корылмаларының тирбәнеше
белән аңлатыла. Ә нурланыш энергиясенең тыгызлыгы
тирбәнү ешлыгына карап арта.
Тәҗрибәләр ешлык зур булганда энергия тыгыз¬
лыгының кимүен, ягъни электромагнитик нурланыш
спектры характерына туры килүне күрсәтәләр. Башкача
әйткәндә, абсолют кара җисемнең энергиясе спектрның
кыска дулкыннар өлешендә була дип әйтергә мөмкин.
Теория белән экспериментның каршылыгын 1900 елда \ \ \
атаклы немең физик-теоретигы, квант теориясенә нигез
салучы Макс Планк аңлатып биргән.
Планк гипотезасы нигезендә атомнар электромаг-
нитик энергияне өзлексез рәвештә түгел, ә бәлки аерым
порңияләр — квантлар белән нурландыралар (рәс. 127).
Димәк, нурланыш энергиясе бүленми торган кечкенә
кисәкчекләрдән — квантлардан тора.
Матда яктылыкны өзлексез түгел, э бәлки аерым
өлешләр — квантлар белән нурландыра яки йота.
Әлеге квантның энергиясе Е = hv формуласы белән
билгеләнә. Биредә һ зурлыгы Планк константасы дип
атала:
Һ = 6,626 • 10
,-34
Дж • с.
∖AΛ×
Рэс. 127
Планк константасы — бик кечкенә универсаль
константа. Яктылык тизлеге махсус чагыштырмалы¬
лык теориясендә нинди әһәмияткә ия булса, Планк
константасы квант физикасында шундый ук әһәмият¬
кә ия.
Планк ачышыннан соң яңа, фәнни яктан бик тирән
физик теория — квант физикасы үсә ала.
Q 1. Планкның абсолют кара җисем нур-
* ланышын аңлату өчен тәкъдим ителгән
идеясенең мәгънәсе нәрсәдә? 2. Планк
идеясен ни сәбәпле революцион идея
дип атыйлар? 3. Планк тәкъдим иткән
фундаменталь константа нәрсәне аңла¬
та? 4. Планк гипотезасы электромагни-
тик нурланыш энергиясен ничек итеп
билгели?
145

37. ФОТОЭФФЕКТ.
СТОЛЕТОВ
ТӘҖРИБӘЛӘРЕ
Немец физигы Г. Герц әлектромагнитик дулкын¬
нарның барлыгын эксперимент ярдәмендә исбат иткән. Ул
1887 елда, тискәре корылган металл пластинканы электр
дугасы белән яктыртканда, анда электр корылмалары¬
ның югалуын һәм, корылмаган пластинканы дуга белән
нурландырганда, пластинкада уңай корымалар хасил
булуын ачыклаган. Герц ачкан күренеш фотоэффект
дип атала.
Инглиз физигы Дж. Томсон, катод нурлары бе¬
лән тәҗрибә ясаганда, тискәре корылган кисәкчекләр¬
не — электроннарны ачкан. Шулай итеп, металл плас¬
тинкага төшуче яктылык нурланышы электроннарны
бәреп чыгара, э электроннар тискәре корылманы алып
китәләр дигән фикер гамәлгә керә.
1888 елда Мәскәү университеты физигы А. Столетов
Г. Герцның теоретик ачышын эксперимент ярдәмендә
раслый.
А. Столетов кулланган приборның принципиаль
схемасы 128 нче рәсемдә күрсәтелгән. Һавасы суыртып
алынган, ягъни вакуум булган савыт эченә ике металл
пластинка куялар да, аларның берсен — катодны (К)
тискәре, икенчесен — анодны (А) ток чыганагының уңай
полюслары белән тоташтыралар. Яктылык агышы, кварц
пыяла аша үтеп, катодка төшә һәм катодтан электроннар
(фотоэлектроннар) бәреп чыгара. Электроннарның бер
өлеше анод-пластинкага керә, һәм чылбыр ялгана —
миллиамперметр фототок барлыгын күрсәтә.
Потенциометр ярдәмендә анод белән катод ара¬
сындагы көчәнешне арттырганда, фототок кинәт арта
электроннар
V
яктылык
/м
1я2 --
41-
Us
Рәс. 128
146
0
2
1
и
Рәс. 129

(анодка эләгүче фотоэлектроннар саны арта), аннан соң
фототок акрын гына арта да билгеле бер кыйммәткә
җиткәч туктап кала.
Даими яктылык агышы булганда, максималь ток
зурлыгын туену фототогы (J^) дип атыйлар. Бу очракта
яктылык агышы белән катодтан бәреп чыгарылган бар¬
лык электроннар да анодка эләгә.
Яктылык агышын көчәйткән очракта (яктылыкның
интенсивлыгын арттырганда), электроннар күбрәк бәреп
чыгарыла һәм туену фототогы да яңа зуррак кыйммәткә
ия була. Аз гына микъдарда фототок һәрвакыт сизелә,
ул бикләүче көчәнеш булганда гына нульгә тигез була
(рәс. 129).
Фотоэффектның интенсивлыгы (көче) металлның
төренә, яктылык агышының зурлыгына һәм нурланыш¬
ның спектраль составына бәйле.
Тәҗрибәләре нигезендә А. Столетов һәм башка га¬
лимнәр, фотоэффект күренешен өйрәнеп, түбәндәге закон¬
чалыкларны гамәлгә кертәләр:
1.	Яктылык катодтан һәр секунд саен бәреп чыгар¬
ган электроннар саны яктылыкның интенсивлыгына
туры пропорңиональ.
2.	Яктылык бәреп чыгарган электроннарның мак¬
сималь кинетик энергиясе катодка төшүче якты¬
лык ешлыгына туры пропорңиональ, ә яктылык интен¬
сивлыгына бәйле түгел.
3.	Нәр матдә өчен дә яктылыкның минималь еш¬
лыгы була — ул фотоэффектның кызыл чиге дип атала.
Яктылыкның ешлыгы кызыл чиктән түбәнрәк булган
очракта, фотоэффект күренеше булмый (рәс. 130).
К
0
≡⅜t
*
I /
Столетов Александр
Григорьевич (1839—
1896) — күренекле
рус физигы. Фотоэф¬
фектны өйрәнү буен¬
ча хезмәтләре белән
дөньяга танылган га¬
лим. Ул фотоэффект¬
ны практикада кул¬
лану мөмкинлеклә¬
рен күрсәткән, фер¬
ромагнитларны өй¬
рәнү ысулын эшлә¬
гән һәм магнитлану
кәкресенең рәвешен
тасвирлаган.
min
α
Яктылык	..
—► [~θ ®	) ∙⅝ с WΛ-∣ Башкаручы
tчылбырга
Көчәйткеч
Көчәйткеч
■0
0-
чылбырга
Яктылык
[WΛ-∣ Башкаручы
чылбырга
V •.
V
б
Рэс. 130
147

Фотоэффектның беренче законын А. Столетов, икен¬
че һәм өченче законнарын немец физигы Ф. Ленард
ачкан.
1.	Фотоэффектка нигезләнеп, нин-
• ди техник приборлар эшләнгән?
2.	130 нчы б рәсемендә фоторелелар¬
ның гади схемасы бирелгән. Аларның
берсе фотоэлементка яктылык нуры
төшкәндә, ә икенчесе даими төшеп
торучы яктылык нурын каплаган¬
да ялгана. Схемаларның эш принци-
бын аңлатыгыз. 3. 130 нчы рәсемдә
күрсәтелгән схемаларның кайсысын
фабрика транспортёрында әзер әйберләр¬
не санау өчен кулланырга мөмкин?
4.	Фотоэффект дип нинди күренешне
атыйлар? 5. Фотоэффектны өйрәнүдә
Столетовның роле нинди?
38. ФОТОЭФФЕКТ
КҮРЕНЕШЕ
ӨЧЕН
ЭЙНШТЕЙН
ТИГЕЗЛӘМӘСЕ
Фотоэффект законнары классик физиканың як¬
тылык матдә белән узара тәэсир итешә дигән фи¬
керенә каршы киләләр. Электрон, электромагнитик
яктылык дулкыны белән үзара тәэсир итешкәндә, ка¬
тодтан чыгып китү өчен җитәрлек энергия тупларга
тиеш, моның өчен күпмедер вакыт кирәк. Ә тәҗрибә
фотоэлектроннарның катодны яктыртканда килеп чы¬
гуын күрсәтә. Яктылыкның дулкын теориясе фото¬
электроннарның энергиясе яктылык агышының интен¬
сивлыгына бәйле булмаганын һәм максималь кинетик
энергиянең яктылык ешлыгына пропорциональ булуын
да аңлата алмый.
А. Эйнштейн 1905 елда фотоэффект законнарының
теоретик мәгънәсен аңлатып бирә. М. Планк гипоте¬
засы нигезендә яктылык билгеле бер өлешләр белән
нурлана һәм йотыла, һәр өлешнең энергиясе Е = ⅛v
формуласы белән билгеләнә, һ — Планк констан¬
тасы. Квант карашларны үстереп, Эйнштейн якты¬
лыкның өзек-өзек (дискрет) структуралы булуын,
электромагнитик дулкынның аерым өлешләрдән (пор¬
цияләрдән) — квантлардан торуын фаразлаган. Квант¬
ларны соңрак фотоннар дип атаганнар.
Фотон, матдә белән тәэсир итешкәндә, үзенең
энергиясен (ftv) тулысынча бер электронга бирә. Электрон
бу энергиянең бер өлешен матдә атомнары белән бәре¬
лешкәндә нурландыра, ә бер өлешен металл — вакуум
чигендә потенциаль киртәне җиңеп чыгу өчен сарыф итә.
Аның өчен электрон катод материалының төренә бәйле
булган чыгу эшен башкарырга тиеш. Катодтан чыгучы
фотоэлектроннарның максималь кинетик энергиясе
148

энергия саклану законы белән билгеләнә. Яктылык
порциясенең энергиясе ⅛v электронның җисемнән чыгу
эшен башкару һәм электронга кинетик энергия бирү өчен
сарыф ителә:
Λv=A + ⅛
μ.. _ л ~ >nυ∙
tl'V — JΓX I 	•
Бу тигезләмәне фотоэффект куренеше өчен Эйн¬
штейн тигезләмәсе дип атыйлар, т һәм υ — электрон¬
ның массасы һәм тизлеге.
Шулай итеп, нурланышның һәр порциясенең энер¬
гиясе Е Планк гипотезасы нигезендә ешлыкка пропор¬
циональ була:
Е = hv.
Чыгу эше — электронга металлдан чыгып кату
өчен кирәк булган минималь энергия. Эйнштейн фи¬
керенчә, яктылыкның интенсивлыгы яктылык нур¬
лары бәйләмендәге квантлар (порцияләр) саны энер¬
гиясенә — hv га пропорциональ була. Электроннарның
тизлеге υ, яктылыкның ешлыгы v һәм чыгу эше А белән
генә билгеләнә (металлның төренә һәм өслегенә бәйле).
Электронның тизлеге яктылык интенсивлыгына бәйле
түгел.
Электронны металлдан бәреп чыгару өчен, электрон
чыгу эшен (А) башкарырга тиеш (кинетик энергиядән
тыш). Димәк, квантның энергиясе чыгу эшеннән зуррак
була:
hv
A.
Чик ешлыкны һәм иң зур дулкын озынлыгы
НЫ фотоэффектның кызыл чиге дип атыйлар (фото¬
эффектның өченче законы). Аларны түбәндәгечә күр¬
сәтергә мөмкин:
λ,
'max
V ..
min
= А
һ’
λ,
'max
= κ
'κ.
_ һс
А'
Чыгу эше металлның (матдәнең) төренә бәйле,
шул сәбәпле фотоэффектның чик ешлыгы (кызыл
чик) төрле матдәләр өчен төрлечә була. Цинк өчен,
мәсәлән, =	"...
дулкын озынлыгы кызыл чиккә туры килә, натрий
әчеп = 6,8 • 10-’ м була. Алюминий яки тимер
өчен кызыл чиккә туры килә торган дулкын озынлыгы
цинкка караганда зуррак була.
= 3,7 ∙ 10 M (ультрамиләүшә нурланыш)
= 6,8 • 10^'^
149

Эйнштейн тигезләмәсе ярдәмендә Планк констан¬
тасын табып була. Моның өчен эксперимент аша якты¬
лык ешлыгын (v), чыгу эшен (А) һәм фотоэлектронның
кинетик энергиясен табалар. Исәпләүләрдән соң Планк
константасының түбәндәге зурлыгы табыла:
һ = 6,63 • Ю"®** Дж • с.
Квант физикасында энергетик үлчәү берәмлеге итеп
еш кына электрон-вольт кулланыла. Бу очракта Планк
константасы электрон-вольт секундта исәпләнә:
һ = 4,136 • 10"^^ эВ • с (1 эВ = 1,602 • 10"^® Дж).
эВ • с (1 эВ = 1,602 • 10
Эйнштейн тигезләмәсе фотоэффект күренешенең төп
закончалыкларын аңлата. Фотоэффект теориясе буен¬
ча хезмәтләре өчен
була.
Эйнштейн Нобель премиясенә лаек
Q 1. Фотоэффектны өйрәнүдә Эйнштейн-
• ның роле нинди? 2. Классик физика
күзлегеннән караганда, фотоэффект
законнарында нинди каршылык бар?
3.	Фотоэффект күренеше өчен Эйн-
штейн тигезләмәсенең физик мәгънәсен
аңлатыгыз. 4. Фотоэффектның экспе¬
рименталь законнарын квант теориясе
нигезендә ничек аңлатып була?
39. КОРПУСКУ-
ЛЯР-ДУЛКЫН
ДУАЛИЗМЫ
Фотоэффект законнары раслаганча, яктылык нур¬
ланган һәм йотылган очракта, кисәкчекләр агышы
фотоннар яки яктылык квантлары агышына охшый.
Фотоннарның энергиясе түбәндәгечә табыла:
Е = ftv.
Фотонның тикторыш халәтендә массасы, электр
корылмасы юк. Фотон тикторыш халәтендә яшәми.
Хасил булган фотон яктылык тизлеге белән хәрәкәт
итә. Хәрәкәт итүче фотонның массасы т =
энергиясе Е = һм була.
Теләсә нинди кисәкчекнең энергиясен, импульсын
һәм массасын берләштергән махсус чагыштырмалылык
теориясе нигезендә табабыз:
Е = /п^с^ + р^с^.
Фотонның импульсы түбәндәгечә:
с с
150

Фотон импульсының юнәлеше яктылык нуры юнә¬
леше белән тәңгәл була.
Фотонның ешлыгы (v) никадәр зур булса, аның
энергиясе һәм импульсы шулкадәр зуррак була, якты¬
лыкның корпускуляр үзлеге ачыграк күренә.
XX гасыр башында яктылыкның ике төрле табигате
булу ачыклана: яктылык таралган вакытта, аның дулкын
үзлекләре (интерференция, дифракция, полярлашу),
ә матдәләр белән үзара тәэсире вакытында корпускуляр
үзлекләре (фотоэффект) беленә. Яктылыкның әлеге
ике төрле табигатен яктылыкның корпускуляр-дулкын
дуализмы дип атыйлар (корпускуляр-дулкын дуализ-
мы — яктылык нигезендә бер-берсенә бәйсез булган ике
физик объект: корпускула һәм дулкын ята дип раслаучы
тәгълимат).
Фотоэффект законнары яктылыкның ике төрле
табигатен тасвирлап күрсәткәндә, фотоннарның яки
яктылык квантларының да табигате ике төрле булу¬
ын исбатлыйлар. Соңрак ике төрле табигатьнең элек¬
троннарга һәм башка элементар кисәкчекләргә дә хас
булуы ачыклана. Микрообъектлар хәрәкәте белән
Ньютонның классик механика законнары түгел, ә бәлки
квант механикасы законнары идарә итә (классик физика
микрообъектларның дулкын һәм корпускуляр үзлек¬
ләр кушылмасының ачык модулен күрсәтә алмый).
Планк гипотезасы абсолют кара җисемнең нурланыш
теориясен, Эйнштейн тәгълиматы нигезендә фотоэлек¬
трик эффектны, квант теориясе нигезендә квант физика¬
сын аңлата.
Материянең дулкын үзлекләре турындагы фикерне
француз физигы Луи де Бройль тәкъдим итә, соңрак
ул фикернең дөреслеге эксперимент ярдәмендә тикше¬
релә. Шулай итеп, де Бройль формуласының дөреслеге
экспериментта исбатлана:
λ = ∖
Р
Микрообъектларның гадәти булмаган үзлекләре
микрокисәкчекләр хәрәкәтенең хәзерге теориясе — квант
механикасы ярдәмендә тасвирлана.
Фотон — корылмалы кисәкчекләр арасында γsapa
тәэсир итешуне гамәлгә ашыручы әлектромагнитик
кыр кванты ул.
151

ф
Яктылык
В
к
∂
Q
Рәс. 131
Тышкы
чылбыр
Рәс. 132
Корпускуляр-дулкын дуализмы — микроскопик
дәрәҗәдә күренүче (сизелүче) материянең гомуми үз¬
леге ул.
Фотоэффект ярдәмендә тавышлы кино, хәрәкәт
итүче сурәтне ерак араларга тапшыру (телевидение)
мөмкин булды. Фотоэффект нигезендә фотоэлементлар
барлыкка килде, алар төрле механизмнар, урам утлары,
метрода турникетлар белән идарә итәләр, кояш бата-
реялары алар ярдәмендә эшли (рәс. 131, 132).
Фотоэлементлар шулай ук оптик дисклардан
(компакт-дисклар) тупланган мәгълүматны алу (саклау)
өчен кулланыла. Диск әйләнгәндә, мәгълүмат язылган
юлдан лазер нуры бара, кайтарылган нурның интен¬
сивлыгы үзгәрешен фотоэлемент сизә һәм аларны электр
сигналларына әверелдерә. Оптик дисклар мәгълүмат
дөньясында чын революция ясадылар.
Фотоэлементлар яктылык энергиясен электр энер¬
гиясенә әверелдерәләр, шул сәбәпле аларны ток чыганагы
итеп Кояш батареяларында файдаланалар.
1.	Нурланыш ешлыгы арту белән, элек-
• тромагнитик нурланышның үзлекләре
ничек үзгәрә? 2. Корпускуляр-дулкын
дуализмы нәрсә ул? 3. Дулкын еш¬
лыгы һәм озынлыгы аша фотонның
энергиясен һәм импульсын күрсәтегез.
4.	Яктылыкның корпускуляр үзлекләре
нинди күренешләрдә чагыла?
Мәсьәлә чишү үрнәкләре
мәсьәлә. Дулкын озынлыгы 5 • 10
1 нче мәсьәлә. Дулкын озынлыгы 5 • 10“^ м
булган монохроматик яктылык тәэсирендә металл өсле¬
геннән фотоэлектроннар чыга. Чыгу эше 2 эВ булса,
фотоэлектроннарның максималь тизлеге күпме булыр?
152

Бирелгән:
λ = 5 • 10~^ м
А,ь,гу=2эВ
һ = 6,62 ■ 10
с = 3 ■ 10≡^
,-34
Дж ∙ с
т.
ЭЛ
с
= 9,1 • 10
,-31
кг
V,
max
= ?
Чипхү.
Чыгу эше формуласыннан таба¬
быз:
= hv~
чыгу	2 '
Моннан тизлек түбәндәгечә:
2Λ^-2A
2⅛v-2A
\ т
Санча кыйммәтләрне куеп,
фотоэлектроннарның макси¬
маль тизлеген табабыз:
υ =
3∙1Q3
5∙10~'^
9,1-10
(?)■
2 нче мәсьәлә. Металл өслеген 8 - Гң еш¬
лыктагы яктылык белән яктыртканда, фотоэлектрон¬
нар бәреп чыгарыла. Фотоэлектроннарның максималь
кинетик энергиясе 1,2 эВ булса, фотоэлектроннарның
металлдан чыгу эшен исәпләргә.
2∙6,62-10
-34.
-2-2 • 1,6 -10
υ,
max
Бирелгән:
Е^ = 1,2 эВ
Л = 6,6 - 10'≡*
V
,-31
≈4,1 ∙ 10≡
Дж • с
= 8,0 • 10^^ ⅜
Чишү.
Фотоэлектрон өчен Эйнштейн
тигезләмәсе түбәндәгечә:
Е„ = Λv - А.
к
А = 1
Моннан:
А = hv - Е„.
К
Димәк,
Е^ = 1,2 эВ = 1,2 • 1,6 • 10"^® Дж = 1,6 • Ю'^^Дж.
Фотоэлектроннарның металлдан чыгу эшен табабыз:
г34 Дж • с • 8 ■ 10^4 i --^κ =
Γi≡ Дж = 3,2 • 10’^®Дж.
А = 6,6 ∙ 10
Дж - 1,9 • 10
= 5,1 • 10
,-20
3 нче мәсьәлә. Дулкын озынлыгы 5 • 10“^ м
булган яктылык бәреп чыгарган фотоэлектроннарның
максималь тизлекләре күпме була? Өслектән фотоэлек¬
троннарның чыгу эше 2 эВ.
мәсьәлә. Дулкын озынлыгы 5 ∙ 10
153

Бирелгән:
м
= 2 эВ
,-34
λ = 5∙ 10-’’
4
чыгу
һ = &,&- 10
= 3 • 10® V
с
т.
эл
- с
= 9,1 • 10
max
= ?
Дж ∙ с
,-31
кг
υ =
2Λv-2A,]
т
Чишү.
Эйнштейн тигезләмәсен файда¬
ланабыз:
= hv - А
“^чыгу*
S^ = hv~A
2
Моннан фотоэлектроннарныц
максималь тизлеген табабыз:
mv^ = 2 hv - 2А
чыгу*
чыгу’
1ЫГУ
к:
т
Санча кыйммәтләрен куеп табабыз:
шах
2-6,6 • 10 Дж-С- 3-10® ^-2-2-1,6-10-^®Дж
9,1 • 10^≡^ кг
= 4,1 • 10'
,5 М
С •
4 нче мәсьәлә. Катодны 2 • 10^® Гц ешлыктагы
яктылык белән яктыртканда, бикләүче көчәнеше 6 В ка
ж;иткәч, ток нульгә тигез була. Фотоэлектоннарның
катодтан чыгу эшен табарга.
Бирелгән:
V = 2 • 10^ Гц
I = 0
е = 1,6 ■ 10
Һ = Ъ,&- 10
= 6 В
1-19
,-34
Кл
Дж • с
А
чыгу
Чишү.
Эйнштейн тигезләмәсе буенча:
= hv - Е^.
А
чыгу	к*
Кинетик энергия түбәндәгечә:
mυ _ „тт
2
Чыгу эше түбәндәгечә:
= hv- eU.
Е,
А
К
^=eU.
чыгу
Санча кыйммәтләрен куеп, чыгу эшен табабыз:
= 6,6 • 10-θ^ • 2 • 10^5 - 1,6 • 10"1® =
1-19 _ Q β . 1∩-19
А
чыгу
= 13,2 • 10
- 9,6 • 10
= 3,6 • 10
1-19
(Дж).
154

Д 8 нче күнегү
1.	Металлны нурландырган вакытта,
фотоэффект күренеше 7,5 • 10^^ Гц еш¬
лыкта күзәтелә башлый. Электронның
металлдан чыгу эшен исәпләгез.
2.	Электронның металлдан чыгу эше по¬
тенциалы 4,58 В. Бу металлның фото¬
эффект кызыл чигендәге дулкын озын¬
лыгын исәпләгез.
3.	Дулкын озынлыгы 331 нм булган
ультрамиләүшә дулкын белән калий¬
ны нурландырганда бәреп чыгарылган
фотоэлектроннарның максималь ки¬
нетик энергиясен табыгыз. Калийдан
электронның чыгу эше 2,25 эВ.
4.	Катодны нурландырганда, тоткарлау¬
чы көчәнеш 1,2 В була. Электроннарның
катодтан чыгу эше 4,7 әВ. Фотоэффект
булганда, электроннарның максималь
тизлеге күпме? Катодка төшүче якты¬
лыкның дулкын озынлыгы күпме?
5. Катодны нурландыручы яктылык¬
ның дулкын озынлыгы 1,8 • 10
г’’ м.
Катодтан бәреп чыгарылган электрон¬
ның чыгу эшен табыгыз. Тоткарлаучы
көчәнеш 1,4 В.
6.	м/с тизлек белән хәрәкәт итүче
электронның дулкын озынлыгын та¬
быгыз.
7.	Терекөмеш парларын электроннар
белән нурландырганда, терекөмеш
атомының энергиясе 4,9 эВ ка арта.
Терекөмеш атомы төп халәткә күчкәндә
хасил булган нурланышның дулкын
озынлыгын табыгыз.
8.	Фотоэлементның катод өслегеннән
бәреп чыгарылган фотоэлектроннар тиз¬
леген табыгыз. Катодка төшүче якты¬
лыкның дулкын озынлыгы 407 нм,
ә чыгу эше 1,8 эВ.
□ Эксперименталь мәсьәләләр
Максат: радиоактив препаратның электрланган
җисемнәргә тәэсирен билгеләү.
Җиһазлар: озын (70 см чамасы) капрон җепкә асыл¬
ган ике станиоль гильза, эбонит таяк, тукыма кисәге,
Вильсон камерасындагы радиоактив препарат һәм ике
штатив.
Эшкә күрсәтмәләр
Гильзаларга бердәй зурлыктагы корылма биреп, бер-
берсеннән этелүләре яхшы күренерлек булганчы, аларны
якынайтабыз. Гильзалар астына радиоактив препарат
куйсак, 5-10 мин эчендә алар, тулысы белән бушанып,
бер-берсенә якынаялар. Радиоактив препарат булмаган
очракта, гильзаларның бушануы өчен күбрәк вакыт
кирәк, чөнки бер дәрес эчендә (45 мин) генә бушанып
өлгермиләр.
Радиоактив
препарат тәэси¬
рендә электр
корылмасы
белән корылган
гильзаларның
бушануын
күзәтү
155

Фоторәсемнәр
буенча корыл¬
ган кисәкчек¬
ләрнең юлла¬
рын ейрәнү
Максат: корылган кисәкчекнең эзен магнит
кырына урнаштырылган Вильсон камерасындагы протон
эзе белән чагыштырып, аларның тәңгәллеген раслау.
Җиһазлар: корылган кисәкчекләрнең юлы сурәт¬
ләнгән фоторосем, калька кәгазе, линейка, карандаш.
Эшкә күрсәтмәләр
Эксперименталь эш ике корылган кисәкчекнең (про¬
тон I һәм тиңләштерергә кирәк булган кисәкчек II)
эзләрен сурәтләгән фоторәсемнәр ярдәмендә башкарыла
(рәс. 133, а). Кисәкчекләрнең башлангыч тизлекләрен
бердәй дип алабыз.
Билгесез кисәкчекне тиңләштерү — аның чагыш-
Г <7
тырма корылмасын
белән чагыштыру проңессы ул. Корылган кисәкчек
(билгесез кисәкчек) Лоренң көче (Дд) тәэсирендә радиусы
булган әйләнә буенча хәрәкәт иткәндә:
= Д-була,
биредә В — магнит кыры индукңиясе.
Аналогия буенча шул ук тигезләмәне протон өчен
язабыз:
т
протон чагыштырма корылмасы
Fjj = та яки qvB = m-^.
7?j’ т
BR-
■р
Чагыштырма корылмалар кисәкчекләр эзенең ради¬
усларына кире пропорңиональ бәйләнештә була:
т
е
ГПр
Кисәкчек эзенең кәкрелек радиусын (ике хорда үткә¬
реп, аларга торгызылган перпендикулярлар киселешен¬
дә әйләнәнең үзәген табабыз) линейка белән үлчәп белә¬
без. 133, α рәсемендә I эзе — протон эзе, II эзе билгесез
кисәкчек эзе була.
Фоторәсем буенча билгесез кисәкчек корылмасының
тамгасын билгелибез.
Билгесез кисәкчек әзенең радиусын {R^) үлчибез
(рәс. 133, б):
Д/
= 33 мм.
Шул ук юл белән протон эзенең радиусын (Дд) та¬
бабыз:
Ry = 33 + 13 = 46 мм.
'2
156

а
б
Рәс. 133
кг;
Кл.
Билгесез кисәкчек һәм протонның чагыштырма ко¬
рылмаларын чагыштырабыз:
т
е
ГПр
Шулай итеп, билгесез кисәкчекне табабыз:
гпр = 1,67 • 10-2’’
е = 1,6 • 10-1®
Эксперименталь мәсьәләдә билгесез корылган кисәк¬
чекнең эзен протон эзе белән чагыштырып, аларның тәң¬
гәл булуын расладык.
«Квант физикасы» бүлегендәге
белемнәрнең иң мөһимнәре
Ьәр җисем җылылык нурландырырга һәм йотарга мөмкин. Нинди дә
булса даими температурада җисем никадәр күбрәк энергияне нурландырса,
бирелгән температурада нурланышны ул шулкадәр көчлерәк йота.
Җисем теләсә нинди температурада үзенә төшкән теләсә нинди еш¬
лыктагы яктылыкны тулысы белән йотса, аны абсолют кара җисем дип
атыйлар. Кояш, сфера формасындагы тартманың зур булмаган тишеге, кара
бәрхет, кара кәгазь оптик үзлекләре буенча абсолют кара җисемгә якын
торалар. Алар үзләренең өслек мәйданыннан башка җисемнәргә караганда
күбрәк әлектромагнитик энергия нурландыралар.
Абсолют кара җисемнең яктырышы аның абсолют температурасының
дүртенче дәрәҗәсенә пропорциональ була:
R = σT∖
157

Бу Стефан—Больцман законы дип атала. Биредә σ — Стефан — Больц¬
ман константасы. Аның зурлыгы σ = 5,67 • 10 ®
Вт
M≡∙K*'
Планк гипотезасы: яктылык аерым порңияләр — квантлар белән нур-
ландырыла һәм матдә тарафыннан йотыла.
Е = ftv, Планк формуласында Е — квант энергиясе, v — нурланыш
ешлыгы, һ — Планк константасы, ул түбәндәгегә тигез:
һ = 6,6 • Дж • с.
Яктылык тәэсирендә матдәдән электроннарны бәреп чыгару фотоэф¬
фект дип атала. Фотоэффектның беренче законы: яктылык бәреп чыгарган
электроннар саны матдә йоткан яктылык энергиясенә пропорциональ була;
икенче законы: бәреп чыгарылган электроннарның максималь энергиясе
(£^) яктылыкның ешлыгы арткан саен үсә бара.
Фотоэффект өчен Эйнштейн тигезләмәсе түбәндәгечә:
I пгу^
2 ■
hv = А.
⅛biry
— электронның металлдан чыгу
чыгу
биредә V — төшүче яктылык ешлыгы, А
эше, тп, υ — яктылык бәреп чыгарган электронның массасы һәм тизлеге.
Корпускуляр-дулкын дуализмы — бер объектта дулкын һәм кисәкчек
үзлекләрен яраштыру. Яктылык кванты дулкын да түгел, Ньютон механи¬
касындагы корпускула да түгел. Ул үзенә бертөрле кисәкчекләр, аларның
энергиясе һәм импульсы дулкын характеристикалары — ешлык һәм дулкын
озынлыгы аша билгеләнә:
һ
E^hv,p^-~.
л

ATOM ФИЗИКАСЫ
XIX гасырда атом төзелеше турында беренче фикерләр туа. М. Фарадей
электролит эремәсендәге токны корылган кисәкчекләрнең — ионнарның
тәртипле хәрәкәте дип раслый. Ул токның минималь корылмасын — эле¬
ментар электр корылмасын билгели:
е = 1,6 • 10"^® Кл.
Д. И. Менделеев 1869 елда, элементларның периодик системасын
ачып атомнарның бердәй табигате турындагы фикерне әйтә.
Водород атомы нурланышында сызыкча дискрет (өзек-өзек) спектраль
сызыклар булуы ачыла. 1885 елда Швейцария физигы И. Бальмер бу
сызыкларның дулкын озынлыкларын бәйләүче математик закончалык¬
ларны гамәлгә кертә.
1896	елда француз физигы А. Беккерель атомнарның үтеп керү-
чән нурланыш чыгаруын ачыклый. Бу күренми торган нурланышны
радиоактивлык күренеше дип атыйлар.
Соңрак радиоактивлык күренешен башка галимнәр дә өйрәнә
(М. Склодовская-Кюри, П. Кюри, Э. Резерфорд һ. б.). Радиоактив матдә
атомнары физик табигатьләре буенча өч төрле нурланыш чыгаралар («-нур¬
лар — гелий ионнары, β-Hypπap — электроннар, ү-нурлар — рентген нур¬
ланышы квантлары агышы).
1897	елда Томсон электронны ача (рәс. 134),
электронның корылмасы белән массасы арасындагы
т
электроннарның атом составында булуын раслыйлар.
Матдә атомнарының катлаулы төзелеше, атом¬
нарның электр корылмасы ягыннан нейтраль система
тәшкил итүе, тискәре корылманың электроннарга
бәйләнгән булуы, атомнарның массасы, нигездә, уңай
корылмалар белән бәйләнгән булуы кебек фикерләр
XX гасыр башына билгеле була.
Физика фәне алдына атомның эчке төзелешен өйрәнү мәсьәләсе ки¬
леп баса.
чагыштырманы
,-19
+
+
исәпли. Томсон тәҗрибәләре
+ Θ+Θ^"Θ +
Ө
+
+
+
ө+
өТӨ
+
θ÷θ÷θ^
Ө √ А /
÷θζθ
Рәс. 134
40.	Атом төзелешенең төш моделе
41.	Борның квант постулатлары
42.	Мәҗбүри нурланыш
43.	Квант механикасы барлыкка килү
44.	Классик механика белән квант ме¬
ханикасы арасындагы бәйлелек
45.	Гейзенберг билгесезлекләренең бәй¬
ләнеше
159

40. АТОМ ТӨЗЕ¬
ЛЕШЕНЕҢ ТӨШ
МОДЕЛЕ
Ү
ч.
α
к
'к
1
А
β
Рәс. 135
Рәс. 136
'Г
∖^∕'
III
ft'
+
Инглиз галиме Э. Резерфорд радиоактив нурла¬
нышны экспериментлар ярдәмендә өйрәнә. Әлеге нурла¬
ныш, корылган конденсатор пластиналары арасыннан
узганда, өч өлешкә таркала, нәтиҗәдә α-, β-, ү-нурлар
хасил була, а-нурлар тискәре корылган пластина ягына
авыша. З-нурлар уңай корылган пластина ягына авы¬
ша, бу нур — тиз хәрәкәт итүче электроннар агымы;
ү-нурлар — электр кыры тәэсиренә бәйләнмәгән электро-
магнитик нурланыш (рәс. 135).
а-нурлар матдә белән үзара тәэсир итешәләр, аларны
матдә бик тиз йота; З-нурлар тыгыз бер кәгазь битен дә
үтеп чыга алмыйлар. 3-нурларны тоткарлау өчен, берничә
миллиметр калынлыгындагы кара кургаш кирәк булыр
иде. ү-нурларны 1 м калынлыгындагы тимер плитә аша
узганнан соң да белеп була.
Резерфорд, а-кисәкчекләрнең матдә белән тәэсир
итешүенә нигезләнеп, алар белән авыр элемент атомнарын
(алтын, көмеш, бакыр) бомбага тоткан (рәс. 136).
Радиоактив элементтан чыккан а-кисәкчекләр агы¬
мы (К), юка металл фольганы (Ф) үтеп чыгып, күкерт¬
ле ңинк белән капланган экранга (Э) бәрелә, кабын¬
ган яктылыкны микроскоп (М) ярдәмендә күреп була
(рәс. 137).
а-нурларның күбесе, юка фольганы үтеп, туры ки¬
тәләр яки кечкенә генә почмак ясап авышалар. Алар¬
ның кайберләре генә зур, хәтта 180° ка якын зурлыктагы
почмак ясап авышалар.
1
I "

а-нурланыш, Е = 5 МэВ
С га якын
I
З-нурланыш, Е^5 МэВ
с
<1
]•
Рентген нурланып1ы,£=40 кэВ У
0
^лмлллллллллл
ү-нурланыш, Е = 5 МэВ >
J∙t
0
1
7⅛7 ММ
100
1 см
1,5 см
1 /
1000 °
⅛∕,
1 м
1
'0
1000
160

Рәс. 137
I
Төшнең үлчәме 1 • 10
1911 елда Резерфорд үзенең тәҗрибәләре нигезендә
атомның үзәгендә уңай корылган һәм үзенә атомның
бөтен массасын диярлек туплаган төш булуын әйткән.
м, ягъни атом үлчәменнән
100 мең тапкыр кимрәк. Төш тирәсендә, планеталар
Кояш тирәсендә хәрәкәт иткән кебек, тискәре корылган
электроннар хәрәкәт итәләр. Резерфордның атом моде¬
лен, Кояш системасына охшаш булуы сәбәпле, атомның
планетар моделе дип атаганнар (рәс. 138).
Резерфорд тәҗрибәдә а-кисәкчекләрнең авышуын
аларга атом төшенең уңай корылмасы тәэсир итү белән
аңлата, а-кисәкчекләр металл атомының төше янын¬
нан узганда, аңа электростатик этелү көче тәэсир итә.
Кисәкчек төшкә якын булган саен, этелү көче зуррак
була, ә төшкә бәрелсә, ул кире якка таба очып китәргә
мөмкин.
Атомның планетар моделен соңрак галимнәр дә
таныйлар. Шулай булса да модельнең ике төп җитеш-
сезлеге сизелә. Беренчедән, водород атомында элек¬
тронның һәрвакыт бер үк орбитага эләгүенең сәбәбе
аңлашылмый. Икенчедән, тизләнеш белән хәрәкәт итүче
теләсә нинди корылма әлектромагнитик дулкыннар нур¬
ландырырга тиеш (классик электродинамика законы
буенча).
Атомнарда төш тирәсендә әйләнүче электроннар,
чыннан да, тизләнеш белән хәрәкәт итәләр. Ә атомнар
(водород һәм башка күп кенә элементлар) гадәти халәт¬
тә нурландырмыйлар. Әгәр дә атом әлектромагнитик
дулкыннарны һәрвакыт нурландырып торса, электрон,
үзенең энергиясен тулысынча сарыф итеп, төшкә
егылып төшәр иде. Бу хәлнең булмавы атомдагы эч¬
ке процессларның классик законнарга буйсынмавын
күрсәтә.
Эрнест Резерфорд
(1871—1937) — ин¬
глиз физигы, атом
төше физикасына
нигез салучы. Төп
фәнни хезмәтләре ра¬
диоактивлык, атом
һәм төш физикасы¬
на багышланган. Иң
беренче булып эле¬
ментларның ясалма
әверелешен тормыш¬
ка ашырган, β-κyp-
лар электроннар агы¬
шы булуын, ә «-нур¬
ларның гелий атом¬
нарыннан торуын
әйткән. Беренче бу¬
лып атомның плане¬
тар моделен гамәлгә
керткән.
А' ”
/
\
%	⅛''i
I
7'
Рәс. 138
161

1. Atom төше моделенең төп үзенчәлек-
• ләрен әйтегез. 2. Резерфорд тәҗрибәсен
а-кисәкчекләрнең атомдагы электрон¬
нар белән тәэсир итешүе ярдәмендә
аңлатып буламы? 3. Водород атомында
ничә электрон бар? Алтын атомында?
Уран атомында?
41. БОРНЫҢ
КВАНТ ПОСТУ¬
ЛАТЛАРЫ
Резерфордның планетар атом моделендәге аңла¬
шылмаган сорауларга 1913 елда күренекле Дания фи¬
зигы Нильс Бор җавап бирә. Ул, атомның квант
теориясен иҗат итеп, Резерфордның классик моделен
камилләштерә. Бор яңа теориянең төп положениеләрен
постулатлар формасында әйтә. Физика галимнәре Бор¬
ның хезмәтен микрокисәкчекләр хәрәкәтенең яңа тео¬
риясен — квант механикасын үстерүдә дөрес юл дип
бәяләгәннәр.
Борның беренче постулатында атом эчендә тиз¬
ләнеш белән хәрәкәт итүче электроннар электромагнитик
дулкыннар нурландырмый торган халәттә була дигән
фикер раслана.
Атом стационар халәттә булганда, электроннары
тизләнеш белән хәрәкәт итсәләр дә, ул энергия нурлан¬
дырмый. Атомга энергияне бары тик бер стационар ха¬
ләттән икенчесенә күчү процессында гына биреп яки
алып була. Нәр стационар халәткә билгеле бер энергия
{E) туры килә.
Икенче постулат буенча атомның теләсә нинди
нурланышы аның бер стационар халәттән икенчесенә
күчүе белән аңлатыла.
Атом бер стационар халәттән икенчесенә күчкәндә,
ftv энергияле яктылык кванты нурлана яки йотыла.
ħv стационар халәтләрнең энергияләр аермасына тигез
була:
hv = I I.
'2
V =
Нурланышның ешлыгы түбәндәгечә исәпләнә:
Е,-Е,
һ
Борның икенче постулаты, беренчесе кебек үк.
Максвелл электродинамикасына каршы килә: нурла¬
ныш ешлыгы атом энергиясенең үзгәреше белән генә
билгеләнә, ул электрон хәрәкәтенең нинди булуына
бөтенләй бәйле түгел.
Өченче постулат электроннар орбитасын квантлау,
ягъни атомнарның тотрыклы булуы турында. Стационар
162

халәттә электрон радиусы mvR = пһ шартына туры килә
торган орбита буенча гына хәрәкәт итә ала. Бу орбитаның
радиусы түбәндәге формула буенча табыла:
д _2L⅛-,
mυ
биредә mv — электрон импульсы, п — квант халәте
номеры, 77 = 1, 2, 3, ... . п саны — квант халәтен бил¬
геләүче номер, һәм ул шул халәттә атомның энергиясен
билгели. Бу сан төп квант саны p,H,τι атала.
Атомның теге яки бу халәттәге энергиясе зурлыгын
энергетик дэрэҗэ дип атыйлар. Төп квант саны п зур
булган саен, электрон төштән ераграк тора һәм аның
энергетик дәрәҗәсе шулкадәр югарырак була.
139 нчы рәсемдә атомның энергетик дәрәҗәләре
горизонталь сызыклар белән, ә атомның бер стационар
халәттән икенчесенә күчүе уклар белән күрсәтелгән.
Атом югарырак энергетик дәрәҗәдән түбәнрәгенә
күчкәндә (электрон төшкә якынрак булган орбитага
күчә), яктылык кванты нурланышы була.
Яктылык квантын йоткан очракта, атомга төшүче
яктылык кванты атомны аз энергияле халәттән зуррак
энергияле халәткә күчерә, квант үзе бу очракта юкка
чыга, аны йотучы электрон төштән ераграк булган орби¬
тага күчә.
Атомның төп квант саны п = 1 булганда, атом төп
яки нормаль халәттә һәм атомның энергиясе мини¬
маль була. Тышкы тәэсир итүләр булмаса, атом нормаль
халәттә теләсә никадәр вакыт дәвамында була ала.
Атом башка халәтләрдә булганда (τ7 > 1), аны атом¬
ның тәэсирләнгән халәте дип атыйлар. Атом тәэсир-
ттглхтгли VQττr≥mmr24 т^оөт? стттттл- α ттктгтттт i 1 л\ ιτττ тлпатгт
i. w*∙
1 4Й.Ж...
ача,
Нильс Бор (1885—
1962) — Дания фи¬
зигы. Беренче бу¬
лып атомның квант
теориясен
квант механикасы
нигезләрен төзүдә
актив катнаша.
Атом төше һәм төш
реакцияләре теория¬
сенә зур өлеш кертә,
аеруча зур энергия
бүленеп чыга торган
атом төше бүленү
теориясен үстерә.
Копенгаген шәһә¬
рендә физикларның
интернациональ мәк¬
тәбен ача. Атом кур¬
кынычсызлыгы өчен
көрәштә актив кат¬
наша.
ләнгән халәттә озак яши алмый (10 ° с), ул, квант¬
лар нурландырып, үзлегеннән нормаль халәткә күчә.
-Е i
0 ;
Е,
Е,
Е.
2
Е
1
И
и
ш
71 = 4
77 = 3
п = 2
п = 1
Рәс. 139
163

Атомнарның ешлыклар җыелмасы сызыкча спектр нур¬
ланышын хасил итә:
1
V=^(E,~E,}.
бертөрле атомнарның энергетик дәрәҗәләре дә
Бор теориясе һәр химик элемент атомының үзенең
билгеле бер сызыкча спектры булуын да аңлатып
бирә
бертөрле урнаша. Ә төрле химик элемент атомнарының
энергетик дәрәҗәләре дә, сызыкча спектрлары да төрлечә
була.
9 1. Күп кенә галимнәр Резерфордның
атом моделенә тискәре караш белде¬
рәләр. Моның сәбәбе нәрсәдә? 2. Бор
постулатларының мәгънәсе нәрсәдә?
3. Төп квант саны нәрсә ул? 4. Төп
халәттә водород атомының энергиясе
күпме була?
42. МӘҖБҮРИ
НУРЛАНЫШ
с дәвамында гына була ала. Әгәр дә
Атомның, тәэсирләнгән халәттә озак тормыйча,
яктылык квантын нурландырып, үзлегеннән төп халәткә
күчкәнен без инде карап киткән идек. Яктылык квантын
нурландыру — атомның нурланышы — атомның тәэсир¬
ләнгән халәттә тотрыклы булмавы белән аңлатыла.
Атомга бернинди тәэсир итү булмаса, ул тәэсир¬
ләнгән халәттә 10^
атом тышкы тәэсир итүгә дучар ителсә, аның тәэсир¬
ләнгән халәттә булу вакыты кыскара һәм нурланыш бар¬
лыкка килә. Бу нурланышны мәҗбүри нурланыш дип
атыйлар.
Маҗбури нурланыш — тәэсирлангзн атомнарга
төшуче яктылык йогынтысында атомнарның нурла¬
нышы ул.
Мәҗбүри нурланыш вакытында атом түбәнрәк энер¬
гетик дәрәҗәгә күчә.
Квант теориясе телендә әйткәндә, мәҗбүри нур¬
ланыш атомның югарырак энергетик халәттән түбәнрәк
энергетик халәткә күчүен аңлата. Гадәти нурланыш
вакытындагы кебек үзлегеннән нурлану түгел, ә бәлки
читтән тәэсир итү атомның күчешен тәэмин итә.
Мәҗбүри нурланышның үзенчәлеге шунда ки,
мәҗбүри нурланыш вакытында хасил булган яктылык
дулкыны атомга төшкән дулкыннан ешлыгы белән дә,
фазасы һәм юнәлеше белән дә аерылмый: төшүче һәм
нурланган дулкыннар когерент дулкыннар була.
164

Фотоннарның фазалары һәм юнәлешләре үзлегеннән
нурланган очракта төрлечә була. Фотоннар, тәэсирләнгән
атомнар белән бер юнәлештә хәрәкәт итеп, үзләре кебек
үк фотоннарны нурландыралар, шул рәвешле фотоннар
саны ташкын кебек артып китә.
Эйнштейн әйткән мәҗбүри нурланышны В. А. Фаб¬
рикант 1939 елда эксперимент ярдәмендә таба. Ул
терекөмеш парларындагы спектрның күренә торган өле¬
шендә яктылык тискәре йотыла дигән фикергә килә.
Яктылык терекөмеш нурлары аша узганда арта, тәэсир¬
ләнгән дәрәҗәдәге терекөмеш атомнары күбрәк була.
Мәҗбүри нурланыш күренеше принципиаль яктан
яңа квант чыганакларында — яктылыкны көчәйткеч¬
ләрдә — киң кулланыш таба.
Монохроматик когерент нурланышның тар гына
бәйләмен бирүче җайланманы лазер, яки квант гене¬
раторы дип атыйлар. Квант генераторын иҗат иткән¬
нәре өчен галимнәр Н. Г. Б а с о в, А. М. П р о х о р о в һәм
Ч. Таунс 1964 елда Нобель премиясенә лаек булалар.
140 нчы рәсемдә лазер төзелешенең схемасы би¬
релгән. Пыяла көпшә эченә урнаштырылган рубин
цилиндр сирәкләндерелгән газ лампасы белән газның
куәтле бушануын тудыра. Газның бушану нурланышы
рубин атомнарын тәэсирләндерә, монохроматик яктылык
бәйләме нурлана башлый.
Лазерның физик нигезе булып квант эффекты тора,
икенче төрле бу күренешне мәҗбури нурланыш дип
атыйлар.
Лазер нурланышы барлыкка килсен өчен, югары
энергетик дәрәҗәдәге атомнар саны түбәнрәк энергетик
дәрәҗәдәге атомнар санына караганда күбрәк һәм югары
энергетик дәрәҗәдә нурланыш сәләте тотрыклы булырга
тиеш.
Лазерлар практикада киң кулланыла. Аларны ме¬
тал ларны эретеп ябыштырганда, кискәндә, эреткәндә.
Рубин таяк
Импульслы
Суыту
Ток чыганагы
LM∏a
Рас. 140
165

hv = Е
п
медицинада скальпельсез генә кешенең эчке органнарына
операция ясауда, космоста һ. б. бик күп өлкәләрдә фай¬
даланалар.
Атомнарның югары дәрәҗәдән {n) түбән дәрәҗәгә
[т) күчүеннән тыш, бу күчүгә кире процесс та булырга
мөмкин. Атом, т нчы дәрәҗәдә булганда, энергиясе
булган фотонны йотса, п нчы дәрәҗәдәге
югарырак энергетик халәткә ия була.
Матдә һәм электромагнитик кыр ниндидер даими
Т температурасында тигезләнеш халәтендә булсалар,
матдәнең барлык характеристикалары — халәт пара¬
метрлары (р, V, Т) үзгәрми, электромагнитик кырның
да характеристикалары үзгәрешсез кала. Мондый ти¬
гезләнеш булсын өчен, яктылыкны нурландыру һәм
йоту процесслары арасында тигезләнеш булырга тиеш.
Абсолют кара куышлык стеналарының атомнары якты¬
лыкны нурландыралар да, йоталар да: тигезләнеш шарты
туры килә.
Нормаль шартларда йоту процессы мәҗбүри нур¬
ланыштан көчлерәк бара, чөнки ул вакытта җисемдәге
атомнар саны тыныч халәттәге атомнар санына кара¬
ганда күбрәк. Чит фотоннарның теге яки бу якка күчү
ихтималлыгы үзгәрешсез кала. Башкача әйткәндә, таби¬
гать законнары атом мастптабында ихтималлык характе¬
рында булалар.
Квант механикасының төп фикерләрен аңлау
өчен, «ихтималлык» төшенчәсенең нәрсәне аңлатуын
белергә кирәк. Сөйләшкәндә, «ихтималлыгы зуррак»,
«ихтималлыгы азрак» сүзләре һәркемгә аңлашыла.
Нәрвакыт була торган вакыйганың ихтималлыгы
1 гә тигез, барлык мөмкинлекләрнең яртысында була
торган вакыйганың ихтималлыгы 0,5 (тәңкәнең теге яки
бу ягы белән төшүе), беркайчан да булмый торган вакый¬
ганың ихтималлыгы 0 була.
Классик физикада ихтималлык газ молекулалары¬
ның хәрәкәтен өйрәнгәндә кулланыла. Ниндидер вакыт
моментында газның һәр молекуласының тизлеген бил¬
геләү мөмкин түгел, ә бер молекуланың тизлеге бил¬
геле бер тизлекләр интервалында булу ихтималлыгын
(әйтик, 100 м/с тан 500 м/с ка кадәр) исәпләп була.
Ихтималлык классик физикада мәгълүмат җитмәү
белән аңлатыла — тәңкәне ыргытканда, шартны төгәл
билгеләсәң, аның кайсы ягы белән төшәсен ышанычлы
итеп әйтеп булыр иде.
166

Атом процесслары ихтималлык табигатенә нигез¬
ләнә. Шул сәбәпле теге яки бу вакыт моментында элек¬
трон тизлегенең билгеле кыйммәткә ия булуын бары тик
ихтималлык белән генә билгеләп була.
Q 1. Мәҗбүри нурланыш эчке сәбәпләр
* нәтиҗәсендә барлыкка килгән нурла¬
ныштан нәрсә белән аерыла? 2. Квант
генераторы нәрсә ул? 3. Нинди квант
генераторын лазер дип атыйлар? 4. Ру¬
бин лазерының эш принцибы нәрсәгә
тигезләнгән?
Квант турында беренче фикерләрне 1900 елда
М. Планк әйтә, ул, нурланышның классик теориясенә
каршы килеп, яктылык нурланышы энергиянең билгеле
порцияләре — квантлар белән нурлануын күрсәтә.
1905 елда Эйнштейн тәҗрибәдә расланган фото¬
эффект закончалыкларының яктылыкның дулкын тео¬
риясенә каршы килүен Планк гипотезасы нигезендә
аңлата.
1911 елда Э. Резерфорд, а-кисәкчекләр белән тәҗ¬
рибәләренә таянып, атомның төш яки планетар моделен
тәкъдим итә.
н. Бор энергияне квантлау фикерен 1913 елда атом
төзелеше теориясендә куллана — атомнарның тотрыклы
халәттә булуларын күрсәтә.
Де Бройльнең, алдагы бөек ачышларга таянып,
1923 елда тәкъдим иткән фикерен — корпускуляр-
дулкын дуализмының универсаль булуын — квант
механикасының башлангычы дип исәпләргә була.
Де Бройль теләсә нинди хәрәкәт итүче кисәкчеккә
λ га тигез булган дулкын озынлыгы туры килү фикерен
әйтә:
43. КВАНТ
МЕХАНИКАСЫ
БАРЛЫККА
КИЛҮ
λ=A.
р
Галим яңа механиканы классик механика белән,
дулкын оптикасын геометрик оптика белән чагыштырып
күрсәтә. Дулкын оптикасы дулкын озынлыгы кимегән
очракта геометрик оптикага күчкән кебек, квант меха¬
никасы да, Бройль дулкын озынлыгы кимесә, классик
механикага күчә.
Де Бройль гипотезасының дөреслеген Америка фи¬
зиклары К. Дэвиссон һәм Л. Джермер электроннарның
дифракциясен күзәтеп эксперимент ярдәмендә исбат-
167

Эрвин Шрёдингер
(1887—1961) — та¬
нылган Австрия фи-
зик-теоретигы, квант
физикасын төзүче¬
ләрнең берсе. Дул¬
кын механикасын
һәм аның төп тигез¬
ләмәсен иҗат итүче
(Шрёдингер тигез¬
ләмәсе). Квант ме¬
ханикасын иҗат
итүчеләрнең берсе
буларак, 1933 елда
физика өлкәсендә
Нобель премиясенә
лаек була. Шрёдин¬
гер тигезләмәсе их¬
тималлык амплиту¬
дасының вакытка
карап үзгәрүен ха¬
рактерлый.
лыйлар. Соңрак дулкын үзлекләренең башка кисәкчек¬
ләргә дә хас булуы раслана.
Релятивистик булмаган квант механикасының төп
тигезләмәсе — Австрия физигы Э. Шрёдингерның дул¬
кын тигезләмәсе. Аның буенча дулкын үзлекләренә хас
булган микрокисәкчекләр (мәсәлән, атомдагы электрон)
энергиянең дискрет кыйммәтләренә генә ия булалар.
Бор постулатлары Шрёдингер тигезләмәсенең нәтиҗәсе
булып тора.
1925 елда атаклы немец физигы, Нобель премиясе
лауреаты В. Гейзенбергның «Кинематик һәм механик
бәйлелекне квант механикасы аша аңлату» исемле мәка¬
ләсе микродөньяның яңа теориясе — квант механикасы
барлыкка килүне аңлата.
Микродөнья механикасына багышланган хезмәт¬
ләрен Австрия физигы Э. Шрёдингер да галимнәргә җит¬
керә. Ул, Гейзенберг идеяләрен кулланмыйча, квант
механикасы нигезенә микрокисәкчекләрнең дулкын
үзлекләрен куеп, үзенең алда әйтелгән атаклы тигез¬
ләмәсен гамәлгә кертә.
Микродөньяда була торган куренешлэрнең реля¬
тивистик булмаган теориясе квант механикасы дип
атала.
Квант механикасы нигезендә теләсә нинди ирекле
хәрәкәт итүче кисәкчекнең интенсивлыгы пространство-
ның теләсә нинди ноктасында шул кисәкчекне табу ихти-
маллыгына пропорциональ булган дулкын озынлыгы
белән характерлана.
Бу инде атомнар эчендә электроннарның бернин¬
ди орбиталары, гомумән, траекторияләре юк дигәнне
аңлата. Борның өченче постулатындагы электрон хәрә¬
кәт итә ала торган орбита радиусы R = квант меха¬
никасы нигезендә электроннарның шул арада булу ихти-
маллыгының максималь кыйммәтен генә күрсәтә.
Квант механикасы бүгенге көндә физиканың иң
катлаулы теориясе булып санала. Квант механикасын
аңлауда зур киртә булып аның математик язылышының
катлаулылыгы тора.
КЭТ итә ала торган орбита радиусы R = квант меха-
1.	Квант механикасына аңлатма бире-
* гез. 2. Н. Борның энергияне квантлау
фикерен атом төзелеше теориясендә кул¬
лануы нәрсәне күрсәтә? 3. Де Бройль
168
яңа механиканы классик механика
белән, дулкын оптикасын геометрик
оптика белән чагыштыра. Ул моның
белән нәрсәне аңлата?

Микрокисәкчекләр (электроннар, протоннар, атом¬
нар, фотоннар һ. б.) кайбер шартларда дулкын үзлек¬
ләрен (дифракция, интерференция, полярлашу күре¬
нешләре), ә башка шартларда корпускуляр үзлекләрен
(а-кисәкчекнең яки электронның хәрәкәте, фотоэффект
күренешендә фотон белән электронның үзара тәэсир ите¬
шүе) күрсәтәләр.
Кисәкчекләрнең бер үк вакытта күп төрле үзлек¬
ләре (корпускуляр һәм дулкын) булу классик механика
кысаларында гына аңлатыла алмый. Классик меха¬
никаның кайбер төшенчәләре макроҗисемнәр белән
тәҗрибәләрдә кулланылсалар да, аларны элементар
кисәкчекләр өлкәсендә файдалану мөмкин түгел. Клас¬
сик механикада, мәсәлән, хәрәкәт итүче җисем яки
матди нокта өчен һәрвакыт тизлекне дә, координатаны
да, хәрәкәт траекториясен дә төгәл итеп билгеләп була.
Микрокисәкчекләр өчен, дулкын үзлекләре булу сәбәпле,
бер үк вакытта координата һәм тизлек кыйммәтләре
булмый. Әгәр кисәкчек тизлегенең билгеле кыйммәте
бар икән, бу кисәкчекнең координатасы (урыны) билгеле
түгел һәм, киресенчә, кисәкчекнең координатасы билгеле
булса, кисәкчек тизлегенең кыйммәте булмый.
Әлеге положениене беренче булып В. Гейзенберг
билгесезлек принцибы дип фараз итә: хәрәкәт микъда¬
рындагы билгесезлекнең (∆p^) координатасындагы билге-
сезлеккә (∆x) тапкырчыгышы Планк константасыннан
кимрәк була алмый:
44. КЛАССИК
МЕХАНИКА
БЕЛӘН КВАНТ
МЕХАНИКАСЫ
АРАСЫНДАГЫ
БӘЙЛЕЛЕК
һ.
Әлеге аңлатманы кисәкчекнең массасына бүлсәк,
билгесезлек принцибының башка аңлатмасы килеп
чыга:
AvΛx
һ
т
X күчәре буенча кисәкчекнең тизлеге никадәр
төгәлрәк билгеләнсә (ягъни ∆υ^ никадәр кечерәк булса),
аның координатасының билгесезлеге шулкадәр зуррак
була (ягъни ∆υ^ шулкадәр зуррак була).
Билгесезлек принцибы — квант теориясенең әһә¬
миятле өлеше. Әлеге билгесезлекнең сәбәбе прибор хата¬
сы түгел, ә бәлки өйрәнелә торган кисәкчекләрнең таби¬
гате белән билгеләнә.
169

Классик физикада координаталар һәм импульс
җисемнәрнең хәрәкәтен характерлау өчен кулланыла.
Бу төшенчәләрне микрөкисәкчекләр өчен кулланып,
без аларга макрөскопик җисемнәр үзлеген дә өстибез.
Экспериментлар классик төшенчәләрне микрөдөньяда
кулланып булмавын яки кайбер чикләүләр белән генә
кулланырга мөмкин икәнлеген күрсәтәләр.
Әлеге фикерләрне берничә мисал ярдәмендә тик¬
шерик.
1.	Массасы 0,1 г булган өчып баручы ядрәнең тиз¬
леге ∆υ^ = 10 ® см/с төгәллек белән билгеләнгән. Аның
көординатасында нинди билгесезлек булуын ачык¬
лыйк.
һ
∆υ^ • ∆x ≥ формуласыннан табабыз:
һ .	_ 6,6 • ю-х
m∙v^ 10-" -10
∆X =
≈ 6,6 ∙ 10
,-22
(м).
—; \х =
X
8
М, ядрәнең урыны төгәл билгеләнә.
∆X = 6,6 • 10’22
Зур массалы җисемнәр өчен, ягъни бу очракта билге¬
сезлек принцибының бернинди әһәмияте юк. Алар өчен
классик механика нигезендә координатаны, тизлекне,
шул исәптән җисемнең траекториясен күрсәтү мөмкин¬
леге бар.
2.	Электроннарның атомдагы хәрәкәтен карыйк.
Атомның үлчәмнәре 10“® см тәртибендә. Электрон коор-
динатасын атом үлчәмнәре төгәллеге, ягъни ∆x = 10 ® см
төгәллек белән табып була;
һ = 6,62 • 10
т = 9,1 • 10
∆x = 10'"
,-34
Дж • с;
Γθι кг;
М.
∆υ^ • ∆x = —;
X
⅛.∙
т’
_ һ .
zn∙∆υ^ ’
X
X
∆υ
6,62 • 10~^"
9,1 • 10-≡" • 10^^θ
≈ 7,3 • 10® (м/с).
X
Электрөн атөмда 7,3 • 10® м/с тизлек белән хәрәкәт
итү сәбәпле, бер үк вакытта атом электронының тизлеген
һәм траекториясен (орбитасын) күрсәтү мәгънәсезлек
була. Атомдагы электронны да гадәти кисәкчек дип күз
алдына китерү дөрес булмас.
170

3.	а-кисәкчекнең тизлеге 2 • 10® см/с. Әлеге тизлек
10^ см/с төгәллек белән билгеләнгән, а-кисәкчек атом
төшеннән ерак арага очып китә дип әйтү нигезле
булырмы?
V = 2 • 10^ м/с, Av = 10^ ~!λ∕c, һ = 6,62 • 10“^'* Дж • с,
т = 9,1 • 10^≡^ кг.
А.
т '
∆x ∙ ∆υ
X
∆x =
	һ
m∙ Aυ^
һ .
т-Aυ^ ’
• 10
9,1-10
,-31 . ∣q3
≈ 1,г ∙ 10-'^ (м).
∖x =
X
X
а-кисәкчек координатасында билгесезлек түбәндә¬
гечә:
∆x ≈ 10 м.
Атомның үлчәме 10“’’’ м, димәк, а-кисәкчекнең атом¬
да траекториясе була дип әйтүнең мәгънәсе бар.
Квант теориясе энергия (Е) һәм вакыт (t} өчен бул¬
ган билгесезлекләрнең бәйлелеген күрсәтә:
АЕ At һ.
∕∖t — микрокисәкчек Е ± энергиясенә ия булган
вакыт. Атом, мәсәлән, иң түбән энергетик дәрәҗәдә телә¬
сә никадәр вакыт дәвамында була ала: ∆f = ∞.
Шул сәбәпле бу халәтнең энергиясе билгеле:
^E = 0.
Югары дәрәҗәдәге халәттә атом озак вакыт була
алмый, бары Δ⅛ с чамасы аның энергиясе Е ± \Е та тигез
була.
Атом, югары дәрәҗәдән Е' энергиясе түбәнрәк дәрә¬
җәгә күчкәндә, фотон нурландыра. Атом нурландырган
фотон энергиясе болай табыла:
ftv = (Е ± ^Е) - E'={E - Е'} ± ^E.
Нурландырылган фотон энергиясе бары тик АЕ
төгәллеге белән генә, ә /S.E зурлыгы атом тәэсирләнгән
халәттә булу вакыты ∆i белән билгеләнә.
Соңгы формула буенча нурландырылган фотонның
ешлыгы ∆v = ка тигез, һәм ул билгесезлектә була.
ешлыгы ∆v = -7- ка тигез, һәм ул билгесезлектә була.
171

45. ГЕЙЗЕНБЕРГ
БИЛГЕСЕЗ-
ЛЕКЛӘРЕНЕҢ
БӘЙЛӘНЕШЕ
Классик механика нигезендә нинди дә булса исәп
системасында, теләсә нинди хәрәкәт итүче кисәкчекнең
һәр вакыт мизгелендә билгеле координаталары һәм тиз¬
леге була. Аларның башлангыч зурлыклары билгеле
булса, кисәкчекнең теге яки бу вакыт мизгелендә кайда
булачагын белеп була. Микродөньяда микрокисәкчекләр
турында алай әйтү мөмкин түгел, бары тик кисәкчекнең
кайдадыр булу ихтималлыгын гына әйтеп була.
Классик механиканың бу очракта сәләтсез булуы
микрокисәкчекләрнең дулкынсыман үзлекләре исәпкә
алынмавы белән аңлатыла. Микрокисәкчекләр өчен
«траектория» төшенчәсе юк. 1927 елда Гейзенберг әй¬
түенчә, бер генә кисәкчек тә бер үк вакытта координата
һәм импульс белән характерлана алмый. Бер үк вакытта
кисәкчекнең торышын (урынын) һәм импульсын төгәл
итеп билгеләү принципта мөмкин түгел.
Әйтик, X күчәре буенча хәрәкәт итүче кисәкчек¬
нең (рәс. 141) импульсы р билгеле булса, кисәкчекнең
дулкын озынлыгы түбәндәгегә тигез:
λ=^.
р'
«Дулкын озынлыгы» төшенчәсенең мәгънәсе X күчә¬
ренең ике ягына да чиксезлеккә омтылган синусоидаль
дулкынга карата гына ачыла. Кисәкчекнең простран¬
ствода торышы тулысы белән билгеләнә алмый, сәбәбе:
бердәй ихтималлык белән кисәкчекне күчәрнең теләсә
нинди ноктасында табып була.
Киресенчә, бирелгән вакыт мизгелендә кисәкчек
Xθ координаталы ноктада булса, шул ноктага туры килә
торган дулкын озынлыгы үзенең мәгънәсен югалта. Дул¬
кын озынлыгы билгесез булганда, кисәкчекнең импульсы
да билгесез була.
Кисәкчекнең координата һәм импульс мәгънәсен
∆x һәм ∆p дип билгеләсәк, алда әйтелгән фикерләрне
түбәндәгечә күрсәтеп була:
X НЫ билгеле дип алсак (∆x = 0), р — билгесез
(∆p = ∞);
р НЫ билгеле дип алсак (∆p = 0), х — билгесез
(∆x = ∞).
—∞
Рәс. 141
≈-wwvww--*
р = ?
172

Шулай итеп, ∆x һәм ∆p билгесезлекләре бер-бер¬
сенә кире пропорциональ.
Бу нәтиҗә, үлчәү төгәллеген ничек кенә арттырсак
та, кисәкчекнең торыш һәм импульс билгесезлекләренең
тапкырчыгышы Планк константасыннан кимрәк булуны
раслый торган фундаменталь табигать законының аерым
очрагы булып тора:
∆x • ∆p ≈ һ.
Бу тигезләмә Гейзенберг билгесезлекләренең бәйлә¬
нешен, ягъни билгесезлек принцибын күрсәтә: ∆x ника¬
дәр кечкенә булса, ∆p шулкадәр зуррак була һәм, кире¬
сенчә, кисәкчекнең урын торышы никадәр төгәлрәк
билгеләнсә, импульс турында мәгълүмат шулкадәр тө-
гәлсезрәк була, ∆x билгесезлеге кисәкчекнең урын то¬
рышында һаман кими бара. Бу очракта кисәкчекнең
мөмкин булган тизлек мәгънәсе
һ
?пАх
∆υ ≈
һаман арта бара.
Димәк, Гейзенберг билгесезлекләренең бәйләнеше
түбәндәгечә була:
1. Кисәкчек координатасы билгесезлегенең импульс
билгесезлегенә тапкырчыгышы Планк контантасыннан
кимрәк була алмый:
Планк константа-
∆x • ∆p^ ≥ һ.
2.	Кисәкчек энергиясе билгесезлегенең вакыт бил¬
гесезлегенә булган тапкырчыгышы
сыннан кимрәк була алмый:
АЕ^ • Δ^ ≥ һ.
Q 1. Ни сәбәпле квант механикасында
• «траектория» төшенчәсенең мәгънәсе
юк? 2. Координата һәм импульс өчен
билгесезлекләр бәйләнешенең физик
мәгънәсен аңлатыгыз. 3. Энергия һәм
вакыт өчен билгесезлекләр бәйләнеше¬
нең физик мәгънәсе нәрсәдә? 4. Бил¬
гесезлек принцибының мәгънәсен ачык¬
лагыз.
Мәсьәлә чишү үрнәкләре
Атом һәм атом төше физикасында микрөкисәк-
чекләрнең массасы һәм энергиясе бик аз булу сәбәпле,
физик зурлыкларның Халыкара системага кермәгән ике
берәмлеге кулланыла: атөмның масса берәмлеге (а. м.б.)
һәм электрөнвольт.
173

кг.
Атомның масса берәмлеге углерод 12 изотобы ато¬
мы массасының 1/12 өлешенә тигез:
1 а.м.б. = 1,66 ∙10^27
Атом физикасында кисәкчекләр һәм атомнар энер¬
гиясе электронвольтларда бирелә:
1 эВ = 1,6 • 10’^®
Дж;
1 МэВ = 10® эВ = 1,6 • 10^^≡ Дж.
1 нче мәсьәлә. Водород атомы, энергетик дәрә-
ж,әсе 4 кә туры килгән халәттән энергетик дәрәж;әсе
2 гә туры килгән халәткә күчкәндә, нурланыш тудыра.
Бу нурланышның дулкын озынлыгын табыгыз. Водород
атомы халәтенең энергетик дәрәж,әләр схемасы 142 нче
рәсемдә бирелгән.
Е, эВ Лайман
сериясе
13,6
12,75
12,09
10,2
Бальмер Лайман
сериясе
сериясе
Бальмер
сериясе
4
3
2
о
1
Рәс. 142
а
б
Бирелгән:
£4 = 12,75 эВ
Е2 = 10,2 эВ
h = Q,Q∙ 10~≡^
с = 3 • 10®
с
λ = ?
Дж • с
Чишү.
Атом нурландырган яктылык
фотонының энергиясе башлан¬
гыч һәм соңгы халәттәге энер¬
гияләр аермасына тигез була:
hv = £4 - £3.
Нурланган квантның ешлыгы
һәм дулкын озынлыгы түбәндә¬
гечә:
V =
Е,-Е,
Һ
'4
λ = ⅛
V
сһ
'2
174

-34
3∙1Q3∙ 6,6-10
(12,75-10,20)∙l,6∙10
2 нче мәсьәлә. Терекөмеш парларын электроннар
белән нурландырганда, терекөмеш атомының энергиясе
4,9 эВ ка арта. Терекөмеш атомы төп халәткә күчкәндә,
нурланышның дулкын озынлыгы күпме булыр?
λ =
-19
≈ 4,8 ∙ 10“^ (м).
Бирелгән:
АЕ = 4,9 эВ
h = 6,6∙ 10“34 ,
|8 М
С
1 эВ = 2,6 • 10
с = 3 • 10'
Дж • с
Чишү.
Нурланышның дулкын озын¬
лыгын аның ешлыгы аша та¬
бабыз:
λ=⅛
V’
ә ешлык атом энергиясе үзгә¬
рүе аша билгеләнә:
v=¥-
Һ
Нурланышның дулкын озынлыгы түбәндәгегә тигез:
λ = — =
λ = ?
,-19
Дж
V =
V \Е'
Санча кыйммәтләрне куеп табабыз:
3 • 10^ • 6,6 •
4,9-1,6- 10^i8
λ =
≈ 2,5 • 10“'^ (м).
Знче мәсьәлә. Электрон водород атомының төп
халәтендә нинди ешлык белән әйләнә? Электронның
әйләнү периоды күпме булыр?
Бирелгән:
Е = -13,6 эВ
һ = 6,6 • 10’34
Ь = о . 1 ∏9
k = 9 -
Дж ■ с
H∙M≡
Кл2‘
= 9,1 • 10~≡^
Г19
^эл
= 1,6 10
п = 1
кг
Кл
Чишү.
Ешлыкны Планк константасы
аша билгелибез:
λ=f∙
й
Әйләнү периодын Т = буен-
λ=≠.
1
V = 2 Т = 2
ча табыгыз.
Водород атомы үзенең төп
халәтендә Е = -13,6 эВ энер¬
гиягә ия була. Аны
k^me^
2-h^∙n^
формуласы ярдәмендә табарга мөмкин.
Е =
175

Водород атомы үзенең төп халәтендә булганда,
п = 1.
-13,6 1,6-10-ι∖	15
һ 6,6 • 10 34	(Гц)»
= 3 • 10-1® (с).
т =
1
3,3-1018
Д 9 нчы күнегү
1.	Бор постулатлары ярдәмендә водо¬
род атомындагы электрон орбитасының
радиусын исәпләгез.
2.	Бор постулатларын файдаланып, ста¬
ционар халәттәге водород атомы элек¬
тронының энергиясен исәпләгез.
3.	Электронның водород атомында
икенче бор орбитасының радиусын
исәпләгез. Бу орбитада электронның
энергиясе күпме булыр?
4.	Энергиясе 50 эВ булган электронның
Бройль дулкын озынлыгын исәпләгез.
5.	Массасы 400 г, тизлеге 2 м/с булган
тупның Бройль дулкын озынлыгын та¬
быгыз.
6.	Водород атомының энергиясе фотон¬
ны нурландырганда 5,3 • 10"^®
үзгәрә. Фотонның дулкын озынлыгын
табыгыз.
7.	Массасы 1 мг булган шарчык тизле¬
генең билгесезлеге протон тизлеге
билгесезлегеннән ничә тапкыр азрак?
(Пространствода аларның халәте 1 мкм
төгәллеккә кадәр билгеләнгән.)
8.	Водород атомы төп халәттән берен¬
че ярсынган дәрәҗәгә күчә. Бу очракта
электрон нинди озынлыктагы нурла¬
ныш дулкынын үзенә йота?
9.	Тизлеге 2000 м/с булган электронның
Бройль дулкын озынлыгын табыгыз.
Дж гә
—10	см (атомнан 10—
«Атом физикасы» бүлегендәге
белемнәрнең иң мөһимнәре
А. Резерфорд, а-кисәкчекләрнең чәчелүен тикшереп, атомның төше
барлыгын раслаган. Атом төшенең үлчәме 10“^^
100 мең тапкыр кечерәк), төштә атомның уңай корылмасы һәм бөтен
массасы диярлек тупланган. Шулай итеп, Резерфорд атомның планетар
моделен иҗат иткән: электроннар атом төше тирәсендә планеталар Кояш
тирәли әйләнгән кебек хәрәкәт итәләр.
Резерфордның алда әйтелгән моделе классик физикага каршы килә.
Классик физика нигезендә электроннар, нурланыш нәтиҗәсендә үзләренең
энергияләрен югалтып, атом төшенә төшәргә тиеш.
Н. Бор, А. Резерфордның планетар моделен яктылык нурлану һәм йоты¬
луның квант теориясе белән берләштереп, атомның яңа моделен иҗат итә.
Бор теориясенең нигезен ике постулат (постулат — исбат ителмичә нигез
итеп алынган фикер) тәшкил итә. Беренче постулат: атом системасы бары
тик стационар халәттә яки квантлар халәтендә генә була ала (һәр квантка
билгеле бер энергия туры килә, атом стационар халәтендә нурландыр¬
мый). Икенче постулат: атом, бер стационар халәттән икенчесенә күчкәндә,
176

яктылык нурландыра яки йота. Нурланган яки йотылган фотонның энер¬
гиясе стационар халәтләрдәге энергияләр аермасына тигез була:
hv =
« п
Нурланышның квант теориясе нигезендә лазер квант генераторы төзе¬
лә. Лазер нурланышының егәрлеге бик зур, шул сәбәпле ул фәндә һәм тех¬
никада киң кулланыла.
Де Бройль гипотезасы нигезендә теләсә нинди хәрәкәт итүче кисәкчек¬
кә дулкын озынлыгы туры килә. Аның озынлыгы түбәндәгечә табыла:
λ=-^ = -^.
znv р
Атом мәҗбүри нурланыш вакытында үзенә төшүче фотон ешлыгын¬
дагы фотонны шул ук юнәлештә нурландыра.
Гейзенбергның билгесезлекләр бәйләнеше кисәкчекнең билгесезлек
импульсы белән координатасы тапкырчыгышы Планк константасыннан
кимрәк була алмаганны күрсәтә.

ATOM ТОШЕ ФИЗИКАСЫ
XX гасыр башында атом гына түгел, атомның төше дә җыелма
кисәкчек икәне билгеле була. Соңрак атомның протоннардан һәм ней¬
троннардан торуы ачыклана. XX гасырның икенче яртысында протон
һәм нейтронның да җыелма булуы — аларның кварк дип аталган кисәк¬
чекләрдән торуы раслана. Бу кисәкчекләрнең ирекле халәттә яшәмәгәнлеге
дә ачыла.
Радиоактивлык күренешен ачу, атомның төш моделен эксперимент
ярдәмендә исбатлау, электрон, а-кисәкчек, водород атомының төше өчен —
чагыштырмасын табу, атом төшенең корылмасын үлчәү һәм башка фәнни
ачышлар галимнәр алдына күп кенә мәсьәләләр куя.
Атом төшен өйрәнү яңа энергия чыганаклары барлыкка килүгә
сәбәпче була. Кешелекнең атом электростанцияләреннән файдалануы зур
проблемалар китереп чыгара. Бу проблемаларны кешелек дөньясы бары
тик бергәләп кенә хәл итә ала.
Нейтрон табылганнан соң, атом төшенең нейтрон-протон моделе иҗат
ителә. Шуның нәтиҗәсендә атом физикасыннан төш физикасы дигән
мөстәкыйль юнәлеш аерылып чыга.
Төш физикасы атом төшләренең структурасын һәм үзлекләрен, атом
төшләренең радиоактив таркалуын яки төрле төш реакцияләре (атом
төшләренең бүленүе, термотөш синтезы) нәтиҗәсендә була торган үзара
әверелешләрен өйрәнә.
Атом төше физикасы элементар кисәкчекләр, төш энергетикасы белән
тыгыз бәйләнештә үсә.
Атом төше физикасында төрле теоретик модельләр кулланыла. Шулар-
ның берсе — атом төшенең гидродинамик моделе. Бу модельдә атом төше
үзара тәэсир итешүче нуклоннардан (нейтроннар һәм протоннар) торучы
корылган тыгыз сыеклык тамчысына охшаш дип карала. Сыеклык тамчы¬
сы бүленгән кебек, атом төше дә бүленә ала.
Атом төшенең тышчалы моделендә төш нуклоннары төшләр көче
кырында бер-берсенә бәйсез рәвештә хәрәкәт итәләр дип алынган.
Атом төшенең гомумиләштерелгән моделе буенча төш тотрыклы эчке
өлештән (нуклоннар) һәм шул нуклоннар тудырган кырда хәрәкәт итүче
тышкы нуклоннардан тора.
Нейтрон физикасы төш физикасының төп өлешен тәшкил итә. Ул
нейтроннар тәэсирендә бара торган төш реакцияләрен өйрәнә. Нейтронга,
электрик нейтраль булу сәләпле, төшнең электр кыры тәэсир итми, ней¬
троннар төшкә төш көчләре тәэсир итәрлек якын килә алалар.
Төш физикасы үзара органик бәйләнгән ике өлешкә: теоретик һәм
эксперименталь төш физикасына бүленә.
Теоретик төш физикасы атом төше һәм төш реакцияләре модельләре
белән эш итә. Ул квант механикасын, көчле һәм зәгыйфь үзара тәэсир
178

итешү көчләрен, элементар кисәкчекләр теориясен өйрәнү процессында
туган фундаменталь физик теорияләргә нигезләнә.
Эксперименталь төш физикасы көчле нейтроннар бәйләме чыганагы
итеп төш реакторын, ә тизләтелгән электроннар, протоннар, ионнар, шулай
ук мезоннар һәм гипероннар чыганагы итеп тизләткечләрне файдаланучы
тикшеренү-өйрәнү чараларын үз эченә ала.
Яктылык тизлегенең барлык исәп системаларында да бердәй булуын
раслаучы Эйнштейн хезмәтләре, яки бер орбитадан икенче орбитага күч¬
кәндә электронның нурландыруын, ә бер орбитада булганда электрон нур¬
ланышы булмау турында дәлилләрне раслаучы Бор фикерләре гадәти логи¬
кага каршы килә. Бүген элементар кисәкчекләр өлкәсендәге белемнәр
кырның квант теориясен аңлатып бирә алмый.
Күренекле галим Л. Д. Ландау, әйтелгәннәргә нигезләнеп, бу
фикерләрне танып белү теоретик физика өчен зарур булуын искәртеп
калдыра.
46.	Атом төшенең төзелеше
47.	Атом төшләренең бәйләнеш энер¬
гиясе
48.	Радиоактив таркалу законы
49.	Уран төшләренең бүленү энергиясе
50.	Атом электростанцияләре
51.	Атом төшләрен синтезлау энергиясе
52.	Элементар кисәкчекләр
Хәзерге вакытта төрле химик элемент атомы төшлә¬
ренең ике төрле кисәкчекләрдән — протоннардан һәм
нейтроннардан торуы һәркемгә билгеле.
Протон ул — бердәнбер электроны тартып алынган
водород атомы. Протон Д. Томсон тәҗрибәләрендә күзә¬
телә, 1919 елда Э. Резерфорд бу кисәкчеккә протон дип
исем бирә, протон бөтен атом төшләре составына керә дигән
фикер дә әйтелә.
Резерфорд, үзенең фикерен эксперимент ярдәмендә
тикшереп, күп кенә матдәләрнең төшеннән а-кисәкчекләр
протоннарны бәреп чыгаралар дигән нәтиҗәгә килә. Про¬
тоннарның уңай элементар корылмасы булуы һәм массасы
водород атомы төше массасына тигез икәнлеге ачыклана:
е = 1,60217733 • 10"^®
Протонның массасы электрон массасыннан (9,1 • 10^^^ кг)
1800 тапкырга артыграк: т^ = 1,67262 • 10^^^
касында кисәкчекнең массасын атом массасының берәмлеге
(а. м.б.) белән исәплиләр:
1 а.м.б. = 1, 66057 • 10
Кл.
46. АТОМ
ТӨШЕНЕҢ
ТӨЗЕЛЕШЕ
'Р
1-27
кг.
кг. Төш физи-
179

Ландау Лев Давидо¬
вич (1908—1968) —
совет физик-теоре-
тигы, СССР фәннәр
академиясе акаде¬
мигы (1946), Социа¬
листик Хезмәт Ге¬
рое (1954), СССР
Дәүләт премияләре
һәм Нобель премия¬
се лауреаты (1962).
Физиканың күп өл¬
кәләрендә: магне¬
тизм, үтә агучанлык,
үтә үткәрүчәнлек,
каты җисемнәр фи¬
зикасы, атом төше
һәм элементар ки¬
сәкчекләр физика¬
сы, плазма, квант
электродинамика¬
сында фәнни хез¬
мәтләре бар. Клас¬
сик теоретик физика
курсының авторы.
- 1,007276 а.м.б.
771,
Р
МэВ
а.м.б.
■) тапкыр-
Протон массасы түбәндәгегә тигез:
1,67262-10-27 кг
1,66057-10 27кг
Кисәкчекләр тәэсир итешә торган системада масса
1 а. м. б. нә үзгәрсә, бүленеп чыккан яки йотылган энер¬
гия 931,5 МэВ була. Димәк,
1 а.м.б. = 931,5 МэВ.
Төш процессларында системаның энергиясе үзгә¬
решен (ΔJE) мегаэлектронвольтларда табу өчен, атом
массасының берәмлегендә (а.м.б.) масса үзгәрешен (∆ττι)
табып, күчергеч коэффициентка (931,5
ларга кирәк.
Кайбер очракларда кисәкчекнең массасын, Е = тс^
формуласына туры китереп, энергиянең эквивалент
зурлыгы белән күрсәтәләр.
1 эВ = 1,60218 • 10“^® Дж булганга, протонның энер¬
гетик берәмлекләрдәге массасы түбәндәгегә тигез:
тПр = 938,272 МэВ.
Протон атом төше составына керә дигән нәтиж,ә
ясагач, Резерфорд төш составында тагын корылмасы
нейтраль, ә массасы якынча протон массасына тигез ки¬
сәкчек булырга тиеш дигән фикер әйтә. Бу кисәкчекне
ул нейтрон дип атаган.
Резерфорд һәм башка физикларның эксперимент¬
лары нигезендә атом төше составында нейтрон да бар
дигән нәтиж,ә ясала.
Нейтронның массасы түбәндәгечә:
77г„ = 1,67493 - 10"2^κr « 1,00866 а.м.б.
Энергетик берәмлекләрдә нейтронның массасы тү¬
бәндәгечә:
кг
7?i„ = 939,56563 МэВ.
Нейтрон ачылганнан соң, рус галиме Д. Иваненко
һәм немец физигы В. Гейзенберг атом төше төзеле¬
шенең протон-нейтрон гипотезасын әйтәләр. Алга таба бу
гипотеза тулысы белән раслана. Протоннар һәм нейтрон¬
нар барысы бергә нуклоннар дип атала.
Әлеге гипотеза тиздән галимнәр тарафыннан кабул
ителә, һәм ул атом төше теориясенең нигезен билгели.
180

Д. И. Менделеевның химик элементларның периодик
таблиңасында атом төшләренә характеристика бирелә.
Атом төше составына керүче протоннар саны Z белән
билгеләнә. Бу сан атом номеры дип атала (Менделеев
таблицасындагы тәртип номеры). Төш корылмасы Ze
(биредә е — элементар корылма), нейтроннар саны N
хәрефе белән билгеләнә.
Нуклоннарның гомуми саны (протоннар һәм ней¬
троннар суммасы) масса саны дип атала һәм А хәрефе
белән билгеләнә. Масса саны протоннар һәм нейтроннар
суммасына тигез:
+
1
1
н
α>
А = Z + N.
2
1
Н
А
Z
Химик элементларның төше
билгеләнә, биредә X — элементның химик тамгасы.
Мәсәлән:
1
1
саны — 1;
12
6
саны — 6;
238
92
саны — 92.
Бер үк химик элементларның төшләре нейтроннар
саны белән аерылырга мөмкин. Мондый элементларны
изотоплар дип атыйлар.
Водородның, мәсәлән, өч изотобы бар (рәс. 143):
1Н — гади водород,
тий, ә углеродның — алты, кислородның — өч, уранның
шулай ук өч изотобы бар.
X. тамгасы белән
б;
н —водород, нуклоннар саны — 1, протоннар
С — углерод, нуклоннар саны — 12, протоннар
и — уран, нуклоннар саны — 238, протоннар
Н — дейтерий һәм — три-
в)
Рәс. 143
1.	Корылмасы протон корылмасыннан
* кечерәк булган атом төшләре буламы?
2.	Атом төшендә электр көчләреннән
башка төш көчләре бар дигән фикер
нәрсәгә нигезләнгән? 3. Атом төше¬
нең нинди модельләрен беләсез? Бу
модельләрнең мәгънәсен аңлатыгыз.
4. Менделеев таблицасы ярдәмендә ко¬
рылма санын (Z), атом төшендәге ней¬
троннар санын (N) һәм масса санын (А)
ничек белеп була?
181

47. ATOM
ТӨШЛӘРЕНЕҢ
БӘЙЛӘНЕШ
ЭНЕРГИЯСЕ
Атом төше төш эчендәге протоннар һәм нейтроннар
бик зур көчләр белән үзара тартылып торганда гына
тотрыклы була. Нуклоннарны төштә тотып торучы
көчләрне төш көчлзре дип атыйлар. Бу көчләр физи¬
кадагы иң көчле үзара тәэсир итешү төренә керәләр.
Төш көчләре электростатик көчләрдән (Кулон көчләре)
йөзләрчә тапкыр диярлек, ә нуклоннарның үзара тәэ¬
сир итешү көчләре гравитаңия көчләреннән ун тәртипкә
диярлек артык. Төш көчләрен төш үлчәмнәренә якын
аралыкларда гына	м) белеп була. Төш
көчләре кисәкчекләрнең электр корылмалары булу-
булмауга бәйле түгел.
Атом төшеннән нуклоннарны алу өчен, төшнең тар¬
тылу көчләренә каршы зур эш башкарырга кирәк. Атом
төшен протоннарга һәм нейтроннарга бүлү өчен кирәкле
энергия төшләрнең бәйләнеш энергиясе Дип атала.
Билгеле булганча, гелий атомы төше ике нейтрон
һәм ике протоннан тора, төшнең тышкы сүрүендә ике
электрон бар. Бу кисәкчекләрнең массаларын кушсак:
2 протон + 2 нейтрон + 2 электрон = 1 гелий атомы;
2 • 1,00727 + 2 • 1,00865 + 2 • 0,00055 = 4,03294 һәм аны
химик таблиңадагы кыйммәте (4,00261) белән чагыш¬
тырсак, гелийның атом массасы исәпләнгән кыйммә¬
теннән 4,03294 - 4,00261 = 0,03033 кә кимрәк булуы
гаҗәп тоела (рәс. 144). Тулы атом массасы атом кисәк¬
чекләренең массалары суммасыннан һәрвакыт кимрәк
була. Бу күренешне масса дефекты дип атыйлар.
—10
,-15
>m>ι->'∙w>i!>'VW(VRκl
4,0026
4,0329
∆τn = 0,0303
’• -,*⅛^wkfev∙-"ζ
Рәс. 144
182

) экспе-
^әйл.
Әлеге күренешне гади һәм төгәл аңлатып була: атом
төше кисәкчекләре югары энергияле халәттән түбән
энергияле халәткә күчү процессында гелий өчен исәп¬
ләнгән масса дефекты (£ = 28,2 МэВ) бәйләнеш энер¬
гиясенә туры килә.
Атом төшенең бәйләнеш энергиясен (ΔSgθ-jι
римент ярдәмендә билгелиләр: атом төше массасын үл¬
чәп, төш составына кергән ирекле протоннар һәм ней¬
троннар массасының суммасы белән чагыштыралар.
Бәйләнеш энергиясе төшне нуклоннарга таркату
өчен кирәк булган эш зурлыгы белән билгеләнә.
Масса дефектын (∆zn) табып, системаның тулы энер¬
гиясе үзгәрешен исәплиләр:
Er - = Ат • с^.
бәил.
Үлчәү нәтиҗәсендә төшнең бер нуклонга туры килә
торган бәйләнеш энергиясе табыла:
-^бәйл ,
А ’
β — чагыштырма бәйләнеш энергиясе;
А — төштәге нуклоннар саны.
≈ 8 мэВ.
Авыр төшләрне булу һәм җиңел төшләрне берләш¬
терү кебек, төш реакцияләрендә бәйләнеш энергиясе күп
тапкыр арта. Бәйләнеш энергиясе аермасы төшләрнең
кинетик энергиясенә күчә, зур энергиягә ия булган төш
таркалган очракта, җылылык аерылып чыга.
Төш энергетикасының нигезен бәйләнеш энергиясен¬
нән файдалану тәшкил итә. Төш реакцияләре барышында
молекулаларда атомнарның бәйләнеш энергиясенә кара¬
ганда бик күп тапкырга артыграк энергия хасил була.
Төш ягулыкларының җылылык бирү сәләте гадәти ягу¬
лыкларга караганда миллионнарча тапкыр күбрәк.
Мисал өчен, литий атомы төшенең (3Li)
фектын һәм бәйләнеш энергиясен исәплик.
Литий өчен Z = 3, водород атомы массасы Mj
= 1,117 а.м.б., N = 4, zn„ = 1,008 а.м.б.
Литий атомы массасы = 7,01 а.м.б.
Масса дефекты ЛМ = ZM„ + Nm„ - М^ -.
∖j	р	-bl
масса де-
н
Санча кыйммәтләрне куеп табабыз:
ΔM = 0,042 а. м.б.
183

= ΔM ∙ була.
Бәйләнеш энергиясе -Ебәйл
Санча кыйммәтләрне куеп табабыз:
= θ>042 а.м.б. • 931,5
оәил. ’	’ а. м.б.
Литий атомы төшенең бәйләнеш энергиясе водо¬
род атомы төше бәйләнеш энергиясеннән 3 млн тап¬
кыр артыграк була. Бу дәлил тагын бер кабат атом
төшләренең бик тотрыклы икәнен раслый.
Е,
= 0,042 а. м.б. • 931,5
= 39,3 МэВ.
1. Атом төшендә нуклоннар арасын-
* да нинди көчләр тәэсир итә? 2. Бакыр
атомы төше тотрыклы, ә уран атомы
төше тотрыксыз. Моның сәбәбе нәрсәдә?
3.	Бүленү һәм синтез реакцияләренә ми¬
саллар китерегез. 4. Нинди атом төше
процессларында энергия бүленеп чыга?
Моның сәбәбе нәрсәдә?
48. РАДИОАКТИВ
ТАРКАЛУ
ЗАКОНЫ
Радиоактив таркалу ул — радиоактив нурланыш
вакытында бер атом төшләренең икенче атом төшләренә
әверелү процессы (9 нчы сыйныф өчен физика курсы
буенча сезгә билгеле булган мәгълүмат).
Радиоактив нурланыш вакытында барлыкка килгән
кисәкчекләр буенча радиоактив нурланыш ике төргә
бүленә: а-таркалу һәм З-таркалу.
CL-таркалу вакытында атом төшенең а-кисәкчеккә
0He^ һәм яңа химик элемент атомы төшенә таркалуы
күзәтелә. Атом төшеннән а-кисәкчек очып чыкса, анда
тәртип номеры 2 гә ким булган яңа элемент төше хасил
була. Хасил булган яңа элемент атомы төшенең масса
саны баштагы элемент атом төше массасыннан 4 берәм¬
леккә кимрәк була.
Уран изотобы таркалганда, торий изотобы атомы¬
ның төше барлыкка килгән очракны карыйк:
^U→ 2≡⅛h + ⅛e.
92
90
2
а-таркалу нәтиҗәсендә барлыкка килгән яңа эле¬
мент Менделеев таблицасында ике шакмакка алга күчә.
З-таркалу вакытында электрон нурлана
шул сәбәпле үзлегеннән әверелгән атом төшенең уңай
корылмасы арта. Яңа төшнең масса саны үзгәрми. Мәсә¬
лән, калий изотобы атомының төше кальций изотобы
төшенә әверелә:
gK→"Ca + θe.
20
184

Реакңия нәтиҗәсендә барлыкка килгән
яңа элементның атом төше Менделеев таблиңа-
сында бер шакмакка артка күчә.
Ярымтаркалу периоды Т — радиоактив
атомнар санының яртысы таркалу өчен кирәк
булган вакыт, — башлангыч вакыт момен¬
тында (t = 0) радиоактив төшләр саны, N —
t вакыты узгач калган радиоактив төшләр саны.
Радиоактив төшләр саны өчен N = N • 2“";
га = -у, биредә t — ирекле вакыт моменты,
Т — ярымтаркалу периоды.
Радиоактив таркалу законы түбәндәгечә языла:
N = Nq • 2 т.
Физикадагы башка законнар кебек үк, радиоактив
таркалу законы куллану чикләрендә генә — радиоактив
атом төшләре күп булган очракта гына дөрес була.
145 нче рәсемдә күренгәнчә, теләсә нинди радио¬
актив матдәнең радиоактив төшләр саны вакыт узу белән
кими.
Борынгы хайваннарның, үсемлекләрнең яки башка
әйбер калдыкларының яшен теге яки бу радиоактив эле¬
ментның ярымтаркалу периоды аша төгәл итеп исәп¬
лиләр.
N
Nr
^o∕2---X
л^ом)—√-
^o∕8
О
I
2Т
I
ЗГ
Рэс. 145
1. Радиоактив таркалу нәрсә ул? 2. α-τap-
* калу һәм Р-таркалу арасында нинди
охшашлык һәм аерымлык бар? 3. Ра¬
диоактив таркалу законының мәгънәсе
4.	Радиоактив таркалу законы
белән классик механика законнары ара¬
сында төп аерма нәрсәдә?
о
I
Т
I
t
Төш энергетикасында төш энергиясен табуның ике
юлы файдаланыла: төшнең бүленү энергиясе һәм төшне
синтезлау энергиясе.
Төш бүленү энергиясен табу нигезендә авыр төш¬
ләрне нейтроннар белән ике төш-кыйпылчыкка (А^, Ад)
һәм берничә нейтронга (v) бүлү тора. Табигатьтә теләсә
нинди энергиягә ия булган нейтрон тәэсирендә бүленә
торган бердәнбер изотоп —
235r-
92 Ьт /I -V ∕η т- лд т V т
и уран изотобы бүленгәндә аерылып чыккан
235
92
U÷ п —> А. + А, ÷ V ÷ Е,
и (рэс. 146):
Р 235
92
энергиянең зурлыгы. Ул 200 МэВ ка тигез. 1 г уранда
49. УРАН
ТӨШЛӘРЕНЕҢ
БҮЛЕНҮ
ЭНЕРГИЯСЕ
185

Рэс. 146
Q Реакция кыйпылчыгы
Беренче
буын
нейтроны
9 Реакция кыйпылчыгы
Икенче р
буын ×
нейтроны
!35
92
Өченче
буын
ч » нейтроны
булган төшләр бүленгәндә, 5 • 10^^ МэВ энергия аеры¬
лып чыга.
Нейтроннар саны (v) бердән күбрәк булганга, чыл¬
бырлы реакция мөмкинлеге туа. Чылбырлы реакция
төш бүленү реакторларында, ягъни атом реакторларында
хасил була.
Атом бүленгәндә барлыкка килгән нейтроннар,
атом төшләре белән бәрелешеп, төшләрнең бүленүенә
китерә, йә булмаса төш ул нейтронны йота яки нейтрон
реактордан очып чыга. Чылбырлы реакциянең алдагы
«буынында» моннан элекке «буынындагы» кадәр ней¬
троннар тусын өчен, бүленүче төшләрнең билгеле кон¬
центрациясе (критик концентрация) һәм реакторның
билгеле үлчәмнәре (критик үлчәм) булу шарт.
Ә төп шарт — критик масса булу. Чылбырлы реак¬
ция хасил булсын өчен кирәк булган уранның минималь
массасы критик масса дип атала.
Уран-235 өчен критик масса — 50 кг чамасы.
Табигый уранда
мичә нейтроннарны йотучы
лек. Табигый уранда чылбырлы реакция булсын өчен,
нейтроннарны төш бүленгәндә, ягъни тугандагы энер¬
гияләре (£ ≈ 2 мэВ) бик нык кимерлек итеп (1/40 эВ ка
кадәр) акрынайтырга кирәк. Бу очракта
235
92
и изотобы 0,72%, ә тешне бүл-
и изотобы 99,3% дияр-
238
92
238
92
и изотобының
и изотобының
235
92
нейтроннарны йоту ихтималы кими, ә
арта. Бу максаттан реакторга уран белән бергә нейтрон¬
нар акрынайткычы (атом авырлыгы кечкенә, ә нейтрон¬
нарны йоту сәләте бик аз булган матдә — су, графит.
186

235
92
итүче нейтроннар реакторы,
бериллий) куялар. Мондый реакторны акрын хәрәкәт
итүче нейтроннар реакторы дип атыйлар.
Акрынайткычы булмаган реактор — тиз хәрәкәт
и изотобының концен¬
трациясе 10 % тәшкил иткәндә критик концентрациягә
җитәргә мөмкин.
Тиз хәрәкәт итүче нейтроннар реакторында төш ягу¬
лыгы белән акрынайткычтан тыш тагын, җылылыкны
аерып чыгару өчен, сыек яки газсыман җайланма була.
Реактордан нейтроннар очып чыкмасын өчен, махсус
кайтаргычлар куела. Атом электростанцияләрендә тәү¬
леккә 1 МВт җылылык энергиясе алу өчен, реакторда
1 г уран сарыф ителә (моның өчен 3 т гадәти ягулык
кирәк булыр иде).
Q 1. Уран атомы төшенә нейтрон килеп
* бәрелгәндә, нәрсә була? 2. Уран ато¬
мы төше таркалганда, энергия бүленеп
чыга. Моның сәбәбе нәрсәдә? 3. Уран
төшен акрын нейтроннар белән бомба-
га тоту тиз нейтроннарга караганда ни
өчен эффектлырак? 4. Ни сәбәпле та¬
бигый уран атом ягулыгы булып исәп¬
ләнми, аны саклау шартлау куркыны¬
чы белән бәйләнмәгән?
Төш бүленүнең идарә ителүле чылбырлы реакция¬
се бара торган җайланма төш реакторы дип атала
(рәс. 147). Төш реакторының төп өлеше — төш ягулыгы
блоклары (1) урнашкан актив зона (2).
Нейтроннарны арттыру өчен, актив зона кайтаргыч
(3) белән каплана. Чылбырлы реакция махсус стерженьнәр
(5) ярдәмендә көйләнә. Көйләүче стерженьнәрне актив
зонадан нейтроннар арттыру коэффициенты 1 гә тигез
булганчы тартып чыгаралар. Әлеге шартларда реактор
эшли башлый. Реактор эшләү дәверендә актив зона төш
50. АТОМ
ЭЛЕКТРО¬
СТАНЦИЯЛӘРЕ
6	1
%^‘о‘ σooo 9rK⅛
“Zj о о
∑j о о о
о о о о
/1-
2 z3
‘о’
'4
ь*
Төш
реакторы
1
/
5
4
4
Рәс. 147
3
2
8
7
6
Рэс. 148
187

Курчатов Игорь
Васильевич (1903—
1960) — атом энер¬
гиясе өлкәсендә фән¬
ни тикшеренү эшлә¬
рен оештыручы кү¬
ренекле совет физи¬
гы. Өч тапкыр Со¬
циалистик Хезмәт
Герое исеменә лаек
булган. Аның җи¬
тәкчелегендә Евро¬
пада беренче атом
реакторы (1946) һәм
беренче атом бомба¬
сы (1949) иҗат ител¬
гән. Сегнетоэлек-
триклар, төш реак¬
цияләре, ясалма ра¬
диоактивлык проб¬
лемалары өстендә
эшләгән. Чагыштыр¬
мача «яшәү вакыты»
озак булган ярсы¬
тылган халәттәге
төшләр булу мөм¬
кинлеген ачкан.
бүленгәннән соң барлыкка килгән кыйпылчыклар белән
пычрана һәм нейтроннарны арттыру коэффициенты
1 дән кими. Бу кимүне стерженьнәрнең актив зонадагы
озынлыгын үзгәртеп компенсациялиләр. Көтелмәгәндә
реакциянең интенсивлыгы артып китсә, актив зонага
махсус стерженьнәр кертеп, реакциянең интенсивлыгын
киметергә яки реакцияне туктатырга мөмкин.
Төш реакторы нейтроннар һәм ү-нурланыш чыганагы
булу сәбәпле, анда тимер-бетоннан эшләнгән зур массалы
радиаңион саклагыч (4) була.
Төш реакторы атом электростанциясенең төп эле¬
менты булып тора (рәс. 148). Атом электростанциясен¬
дә төшләр бүленгәндә аерылып чыккан энергия электр
энергиясенә әверелә. Реакция вакытында реакторның
актив зонасыннан бүленеп чыккан эчке энергияне (җы¬
лылыкны) йөртүче су (1) булырга мөмкин. 300 °C ка
кадәр җылытылган су актив зонадан җылы алмашу җай¬
ланмасына — пар генераторына (7) килә, су кайнап чык¬
масын өчен, аны югары басым астында тоталар. Җылы
алмашу җайланмасында су парга әйләнә (2), ул пар тур¬
бинаны (3), ә турбина электр тогы генераторын (4) хәрә¬
кәткә китерә. Эш башкарган пар конденсацияләнә (5), су
насос (8) ярдәмендә яңадан реакторга килеп керә.
Дөньяда идарә ителә торган чылбырлы реакцияне
беренче тапкыр Америкада 1942 елда иҗат итәләр.
Совет галиме И. В. Курчатов җитәкчелегендә СССРда
беренче төш реакторы 1946 елда эшли башлый. Обнинск
шәһәрендә 1954 елда дөньяда беренче атом электростан¬
циясе төзелә һәм бөтен кешелек дөньясы атомны тыныч¬
лык шартларында файдаланып булуга инана.
Соңрак атом электростанцияләре Англиядә (1956),
АКШта (1957), Франциядә (1965), Кытай (1969), Нинд-
стан һ. б. илләрдә төзелә.
Атом-төш реакторларында җитештерелә торган
энергия дөньяда җитештерелә торган энергиянең 6%ын
тәшкил итә. Франция, Швеция һәм башка кайбер илләр¬
дә электростанцияләрдә җитештерелә торган энергиянең
16% ы атом электростанцияләрендә җитештерелә.
Обнинск атом электростанциясенең егәрлеге
5 МВт, Ленинград атом электростанциясенең егәрлеге
3000 МВт.
Атом электростанцияләренең өстенлеге шунда: алар,
җылылык электростанцияләре кебек, атмосфераны төтен,
тузан белән пычратмыйлар, гидростанцияләрдәге кебек.
188

зур мәйданда уңдырышлы җирләрне биләп алган сусак¬
лагычлар да кирәк түгел.
Төш реакторлары, электростанцияләр белән беррәт¬
тән, эре диңгез транспортында. Җирнең иярченнәрендә
файдаланыла.
Хәзерге реакторларда уран-235 кулланыла, югал¬
туларны исәпкә алганда, уранның 1,5% ы гына файдага
китә. Уран запасы бик зур түгел, бигрәк тә руданың
концентрациясе югары (0,1%) булганы — 10—20 млн
тонна чамасы. Атом электростанцияләре арту белән, кон¬
центрациясе аз булган рудалардан уран табарга туры
киләчәк, бу инде атом-төш энергиясенең кыйммәтләнүенә
китерә. Бу хәлдән котылу өчен, атом-төш ягулыгы бу¬
лып саналучы уран-238 не эшкәртеп, ясалма төш энер¬
гиясенә — плутоний-239 га әверелдерү карала (рәс. 149).
Дөньяда атом-төш энергиясен җитештерү елга
15 млрд тонна гади ягулыкны алыштыра.
Атом электростанцияләре төзү планетабызда терек¬
лекнең яшәү мөмкинлекләренә тәэсир итүенә бәйле
сораулар тудырды. АКШ һәм элеккеге СССР да атом
электростанцияләрендә булган һәлакәтләр атом-төш
куркынычсызлыгын дөньядагы иң хәлиткеч мәсьәләләр
рәтенә кертте.
1986 елда Чернобыль атом электростанциясендә
булган һәлакәт кешеләр үлеменә, Европада зур терри¬
торияләрнең радиоактив зарарлануына китерде. Күп
кенә радиоактив элементларның таркалу периоды зур
булу сәбәпле, бу һәлакәтнең тәэсире әле йөзләгән еллар
дәвамында үзен сиздерәчәк.
Атом электростанцияләре хезмәткәрләрен реактор¬
ның актив зонасында чылбырлы төш реакциясе вакы¬
тында хасил булган ү-нурланыштан һәм нейтроннардан
саклау мәсьәләсе бар. Тулы куркынычсызлык булдыру
өчен, атом электростанцияләрендә, атом-төш энергетик
җайланмалары булган корабльләрдә төш реакторын
γ
е
238 тт
92’-'
239
92
239
93
23 мин
е
Np
2,3 дн
и
п
Рәс. 149
189

ү-нурланышны һәм нейтроннарны яхшы йотучы калын
тимер-бетон катламы белән әйләндереп алалар.
Атом-төш реакторы эшләгән вакытта, аның актив
зонасында радиоактив изотоплар өзлексез арта баралар.
Реакторда, атом бомбасы шартлагандагы кебек үк, чыл¬
бырлы төш реакциясе бара, радиоактив изотоплар җыела.
Атом-төш реакторында һәлакәт булган очракта,
кешеләр өчен зыяны зур булган радиоактив изотоплар
атмосферага тарала. Чернобыль АЭС нда нәкъ менә шун¬
дый һәлакәт була: әйләнә-тирә атмосферага 7 т чамасы
уран төшен таркатучы продуктлары булган атом-төш
ягулыгы тарала.
1. Чылбырлы реакциянең тизлеген
• нинди зурлык белән сыйфатлыйлар?
Чылбырлы реакция өчен кирәк булган
шартларны әйтегез. 2. Атом электро¬
станциясендә эшләгәндә кирәк бул-
ган төп куркынычсызлык чараларын
санап чыгыгыз. 3. Атом электростан¬
цияләрендә атом төше энергиясе ничек
хасил була? 4. Атом энергетикасының
төп проблемаларын әйтегез.
51. АТОМ
ТӨШЛӘРЕН
СИНТЕЗЛАУ
ЭНЕРГИЯСЕ
Атом төшләрен синтезлау энергиясе бик югары
! син-
температурада (Г ≥ 100 • 10® К) җиңел төшләрне
тезлауга нигезләнгән. Синтезлау процессы ионлашкан
газ — плазма җирлегендә бара. Кайнар плазманы та¬
бу һәм саклау мәсьәләсе бар, аның төрле схемалары
өйрәнелә. Синтезлауның энергетик реакторлары — идарә
ителә торган термотөш реакторлары — әлегә иҗат ител¬
мәгән.
Әлеге югары температураны булдыру гади мәсьәлә
түгел. Моңа төшнең бүленү реакциясе вакытында,
ягъни төш шартлавы нәтиҗәсендә ирешеп була. Водород
бомбасында шартлагыч матдәләрне кабызып җибәрү
җайланмасы — кабызгыч була. Төш кабызгычының
шартлавы — дейтерий белән тритий катнашмасының
бик кыска вакыт эчендә бик югары температурага ка¬
дәр җылынуы — термотөш шартлавы өчен кирәк булган
шарт тудыра.
Водород бомбасы — Җир шарындагы барлык терек¬
лекне юк итәргә сәләтле булган бик куркыныч корал.
Термотөш энергиясен тыныч максатларда файдалану,
ягъни термотөш реакциясе белән идарә итү хәзерге за¬
манның иң актуаль мәсьәләсе булып тора.
Водород бомбасында бара торган төш синтезы реак¬
циясе белән идарә итү әлегә мөмкин түгел. Аның белән
190

идарә итү, ягъни җиңел төшләрне синтезлаган¬
да аерылып чыга торган энергияне файдалану
өчен, 10® К чамасындагы температура булды¬
рып, шул температурада барлыкка килгән плаз¬
маны билгеле күләмдә 0,1 с тан да ким булмаган
вакыт эчендә саклау зур техник мәсьәлә булып
тора. Бу юнәлештә төрле ил галимнәре зур эш¬
ләр башкара.
Россия галимнәре эшләгән «Токамак»
исемле җайланма әлеге шартларга бик якын
килә. Тороид формасындагы вакуум камерасына
кидертелгән кәтүкләр трансформатор прин¬
цибында көчле магнит кыры хасил итәләр
(рәс. 150). Беренчел кәтүктәге аралыкны үзгәртеп, ка¬
мерада өермәле электр кыры булдырыла, электр тогы
камерадагы газ аша узганда ионлаша һәм плазма бар¬
лыкка килә. Бу җайланмада Россия галимнәре плазманы
к
Рэс. 150
1,3 • 10' К га кадәр җылытуга ирешкәннәр. Ә менә плаз¬
маны термотөш реакциясе өчен кирәк булган вакыт дәва¬
мында саклау мәсьәләсе әлегә хәл ителмәгән.
Шулай итеп, термотөш реакторын иҗат итү ысул¬
лары галимнәргә билгеле дип әйтеп була. Океан суында
дейтерийның запасы чикләнмәгән, аны җитештерү
иҗат ителсә, идарә ителә торган термотөш синтез¬
лау реакциясе рәвешендә кешелек өчен бетмәс-төкән¬
мәс энергия чыганагы булдыру мәсьәләсе хәл ителә ди¬
гән сүз.
Q 1. Термотөш реакциясе нәрсә ул?
• 2. Җиңел атом төшләре кушылсын
өчен кирәк булган төп шартны әйтегез.
3. Термотөш һәм авыр төшләрнең бү¬
ленү реакцияләрендә 1 нуклонга бүле¬
неп чыккан энергияне чагыштырыгыз.
4. «Токамак» җайланмасының эшләү
принцибын аңлатыгыз.
Элементар кисәкчекләр дөньясы шактый катлау¬
лы булуга карамастан, галимнәрнең күзаллавы күп
мәсьәләләрне ачыклый. Шулай да элементар кисәк¬
чекләрнең күп төрле үзлекләрен аңлатучы теория бар
дип әлегә әйтеп булмый.
Өлешләргә таркатырга мөмкин булмаган микро-
объектларны элементар кисәкчекләр дип атыйлар.
Ләкин күп кенә элементар кисәкчекләрнең төзелеше кат¬
лаулы. Аларның төзүче кисәкчекләрен зур көчләр тотып
52. ЭЛЕМЕНТАР
КИСӘКЧЕКЛӘР
191

тора, шул сәбәпле алар арасындагы бәйләнешләрне өзү
мөмкин түгел.
1953 елда билгеле булган элементар кисәкчекләр
бишәү: электрон, протон, нейтрон, нейтрино, фотон.
Соңрак аларның саны арта — бүгенге көндә, антикисәк¬
чекләр белән бергә исәпләгәндә, 350 дән артык элементар
кисәкчек билгеле.
Элементар
кисәкчекләр
фундаменталь
кисәкчекләр
Адроннар
ft
в
в
в
о
в
в
ч
ft
в
ч
а
ft
в
в
и
у
в
№
> ft
F∣ Д
S Г
ft Р
S' S &
(33
t=3
3
в в
м g <33
ft
в
в
в
о
в
ft
в
W
ft
в
в
в
о
м
в
S
в”
о
g я ft
а о ь
а в ’S
ч а в
g 3 g,
в а
Ё ft
в в
в м
£ а
3
Ен
Р.
в
ч
Ен
в
в
в
и
ft
в
в
б о
Pl Р<
ф
W Ф W
ft
в
в -
о о
ч й
и S
'≡ ф
.л Ч
ft в
в в
S ⅛
§ S
д в 3
к а а
α
в
в
в
о
н ° ≈
⅛ «3 S
в
V
и
\о
ф
о
в
е-.- S
«
о
ь
05 S в
a
й е к
W Ь 5
iH ш W
≡ ⅛ п r⅛
м и “ S
к S м £
а
Барлык элементар кисәкчекләрне дә зур ике класс¬
ка бүлгәннәр: адроннар (катлаулы төзелешле кисәкчек¬
ләр) һәм фундаменталь кисәкчекләр (чын элементар
кисәкчекләр, хәзерге вакытта ал арны структурасыз дип
исәплиләр, материянең беренчел элементы булуга дәгъва
итәләр).
Фундаменталь кисәкчекләргә кергән чын элементар
кисәкчекләр — фундаменталь үзара тәэсир итешүне
таратучылар, лептоннар һәм кварклар.
192

Кырның квант теориясе нигезендә табигатьтә бул¬
ган фундаменталь үзара тәэсир итешүләр (көчле, элек-
тромагнитик, зәгыйфь һәм гравитация көчләре) алмаш
характерда булалар. Көчләрнең үзара тәэсир итешү про¬
цессында кисәкчекләр билгеле квантларны нурланды¬
ралар яки йоталар.
Лептоннарга электрон, мюон һәм нейтринолар керә.
Барлык адроннар да кварклардан торалар. Кварк¬
ларның башка кисәкчекләрдән аермалы үзенчәлеге —
аларның вакланган электр корылмасы булуда. Ул эле¬
ментар корылманың 1 өлешенә тигез.
Адроннарның үзенчәлеге: составлары катлаулы; һәм
бары тик кварклар гына көчле үзара тәэсир итешүдә
катнаша алалар.
Өч кварктан торучы кисәкчекләрне барионнар дип
атыйлар. Аларга нуклоннар (протон һәм нейтрон) һәм
гиперон дип аталган авыр кисәкчекләр керә.
Ике кварктан торучы кисәкчекләрне мезоннар
дип атыйлар (кварк һәм антикварк). Аларга пионнар,
каоннар һәм башка кисәкчекләр керә.
Элементар кисәкчек үзенең антикисәкчеге белән
бәрелешкәндә, ягъни аннигиляция вакытында, әйтик,
электрон үзенең антикисәкчеге позитрон белән бәрелеш¬
сә, алар берничә (ике, өч, ...) ү-квантка әверелә:
е'^ + e^ → 2ү.
Элементар кисәкчекләр катнашында бара торган
үзара тәэсир итешү процесслары безгә билгеле булган
дүрт фундаменталь үзара тәэсир итешү көчләренә бүле¬
нә. Болар — көчле, электромагнитик, зәгыйфь һәм гра¬
витация үзара тәэсир итешү көчләре (рәс. 151).
Көчле үзара тәэсир итешү көче атом төшләрендә
протоннар һәм нейтроннар тартылуын тәэмин итә.
Электромагнитик көчләр электромагнитик кырда
электроннарның атом төшләре һәм молекулаларда атом¬
нарның үзара тартылып торуын тәэмин итә.
Зәгыйфь көчләр кайбер элементар кисәкчекләрнең
һәм атом төшләренең акрын бара торган таркалу про¬
цессларында чагыла.
Гравитация көчләр барлык элементар кисәкчек¬
ләргә дә хас, ләкин 10 ®
аралыкларда бу көчнең әһәмияте юк диярлек.
Хәзерге физика табигатьтә барлык үзара тәэсир
итешүләрнең бер-берсенә бәйләнгән булуын һәм аларны
в
м һәм аннан да кимрәк булган
а
б
Рәс. 151
193
г

бердәй үзара тәэсир итешүнең төрлечә чагылышы дип
карый. Үзара барлык тәэсир итүләрне берләштерү фикере
физик теориянең хәл ителмәгән мәсьәләсе булып тора.
Электромагнитик һәм зәгыйфь үзара тәэсир итешү
көчләрен берләштерүче бердәй электрозәгыйфь үзара тәэ¬
сир итешү көче теориясе бар. Бу яңа теориядә электро¬
магнитик кыр һәм үзара зәгыйфь тәэсир итү кыры бер
үк кырның төрле компонентлары итеп карала.
Көчле үзара тәэсир итешү теориясендә дә әһәмиятле
үсеш бар: нуклоннар үзләре генә төп кисәкчекләрне тәш¬
кил итмиләр, ә бәлки адроннар белән бергә кварклардан
оешкан төп кисәкчекләрне тәшкил итәләр.
Кваркларны ирекле халәттә күзәтү мөмкин түгел,
ягъни алар адроннардан башка яши алмыйлар. Про¬
тоннар һәм нейтроннар үзләре кварклардан торсалар
да, аларның массасын кварклар түгел, ә кварклар ара¬
сындагы көчле үзара тәэсир итешү көче тәшкил итә.
1.	Нинди кисәкчекләрне элементар
* кисәкчекләр дип атыйлар? 2. Кисәк¬
чек һәм антикисәкчек аннигиляциясе
нәрсә ул? 3. Позитрон нинди кисәкчек
ул? Позитрон электроннан нәрсә белән
аерыла? 4. Элементар кисәкчекләрнең
әверелешләре табигатьтә ике юл белән
бара. Шуларны аңлатыгыз.
Кайбер элементар кисәкчекләрнең характеристикалары
Исеме
Кисәкчек
Антикисәкчек
Масса,
Корылма,
Яшәү вакыты,
с
Фотон
0
0
Ү
Ү
тотрыклы
Электрон
±1
тотрыклы
Протон
1836
±1
тотрыклы
Нейтрон
1839
10≡
е
е
1
Р
Р
п
п
0
Нейтрино
V
0
0
V
тотрыклы
Мюон
μ'
μ+
207
±1
2,2 • 10
1-6
Пион
273
±1
2,6 • 10
1-8
π
π
194

Мәсьәлә чишү үрнәкләре
1	нче мәсьәлә. Уран атомы төше таркалганда
барлыкка килгән кисәкчекләрнең кинетик энергиясен
табарга. Кинетик энергия тулысы белән кулон этешү
көчләре хисабына хасил була дип исәпләргә.
Атом төшенең радиусы R масса саны А белән түбән¬
дәгечә бәйләнгән:
K= 1,3 • 10^^≡ • A⅜M.
Кулон көчләренең тәэсирен төш диаметрына тигез
булган кисәкчекләрнең үзәкләре арасындагы ара ерак¬
лыгына тигез дип алырга.
Кл
Бирелгән:
= ?2 = 46 е
е = 1,6 • 10"^®
r=2R
R=l,3- 10^^≡ ∙⅞⅛M
А = 238 а. м.б. =
= l,6∙10^≡^
Чишү.
Төш кисәкчекләренең кине¬
тик энергиясе Е^ бер кисәк¬
чек электр корылмасының
потенциаль энергиясенә тигез
була:
л’
⅛ = 9 • 10®
кг
H•м:^
Кл2
46e∙46e
г
Мәсьәләнең шарты буенча ара
ераклыгы г = 2R була.
Санча кыйммәтләрен куеп табабыз:
1-15 31
Е =2
τ∕∙	•
Г = 2 ∙ 1,3 ∙ 10
238 м = 1,6 ∙ 10
,-14
м.
Е = Е :
к
К
= й
к
Кинетик энергияне табабыз:
Е = 9 • 10„•
9
к
46•l,6•10~^θ ∙46∙l,6∙10~^^
1,6-10-1^
≈ 3 • 10“^^ Дж ≈ 190 МэВ.
Дж ≈
2	нче мәсьәлә. Дейтерий һәм тритийдан 1 кг
гелий синтезлаганда аерылып чыккан энергияне исәп¬
ләргә. Әлеге энергияне табу өчен, күпме ташкүмер
кирәк булыр иде? Ташкүмернең ж,ылы тудыручанлыгы
3	■ ισ∙½.
КГ
195

Бирелгән:
= 2,01355 а.м.б.
= 3,01550 а.м.б.
= 4,00151 а.м.б.
т = 1,00866 а.м.б.
- 3 • 10" 3≥
кг
'"≡H
тз
2
Не
җ.т.
Чишү.
Синтезлау вакытында аерылып
чыккан энергияне масса аша
исәплибез:
Е
т =

^җ.т.
Санча кыйммәтләрен куеп,
аерылып чыккан энергияне
табабыз:
Е = 17,6 МэВ-1,6-10
rl3
Дж
МэВ'
н
т = ?
Төш реакциясендә аерылып чыккан энергия түбән¬
дәгечә:
,2
ΔE = ∖mc^.
- т
п'
He
Масса дефекты түбәндәгечә:
∆τn = τn2jj +	- nii
Санча кыйммәтләрен куеп, масса дефектын табабыз:
∆zn = 2,01355 а.м.б. + 3,01550 а.м.б. -
- 4,00151 а.м.б. - 1,00866 а.м.б. = 0,01888 а.м.б.
Төш процессларында системаның энергия үзгәрешен
мегаэлектронвольтларда күрсәтү өчен, масса үзгәрешен
белү җитә:
∆τn = 0,01888 а.м.б. = \Е МэВ;
ΔE = 0,01888 а.м.б. • 931,5 = 17,6 МэВ.
1 кг гелийда булган төшләр санына тапкырласак,
синтез вакытында бүленеп чыккан энергияне табабыз:
5∙10≡θ
4
Дж
МэВ
= 4,2 • 10^^ Дж.
Е = 17,6 МэВ • 1,6 ■ 10
,-13
Е энергиясен ташкүмернең җылы тудыручанлыгына
бүлеп, кирәк булган ташкүмер массасын исәплибез:
Е _ 4,2-10^^
q,^,S 8-10^
кг ≈ 1,4 • кг.
т =
■җ.т.
196

д 10 нчы күнегү
1 238
92
кытында нинди атом төшенә әверелә?
2.	Азот атомы төше, космик нейтронны
йотып, радиоактив углерод (^gC) төшенә
әверелә. Бу реакцияне языгыз.
3.	Торийның (2д® Th) ярымтаркалу
риоды — 7000 ел. 100 ел эчендә торий¬
ның баштагы микъдары күпмегә тар¬
калыр?
4.	Төш шартлавы вакытындагы чыл¬
бырлы реакциядә 10“®
10 г уран-235 реакциягә керә. Бу шарт¬
лауның егәрлеге күпме булыр?
и уран атомы төше а-таркалу ва-
5.	Литий атомы төшендә нуклоннар¬
ның чагыштырма бәйләнеш энергиясен
исәпләгез. Литий атомының төш мас¬
сасы 6,013 а. м. б.
6.	Төш реакциясенең энергетик чыгы¬
шын исәпләгез:
пе-
с вакыт эчендә
ничә
Н + ≡H → ≡H + q.
7.	Көмеш атомы төшендә
нуклон, протон, нейтрон бар?
8.	Ярымтаркалуның дүрт периодына
тигез вакыт эчендә радиоактив төшләр
саны ничә тапкыр кими?
1
1
1^ Эксперименталь мәсьәләләр
Максат: нурланыш интенсивлыгы үзгәрешен
күзәтү.
Җиһазлар: СГС-6 көпшәсе белән ионлашу-нурлану
индикаторы, ССЭШ электронлы счётчик-секундомеры,
ВУП-2 тибындагы универсаль ток турайткычы, Вильсон
камерасындагы радиоактив препарат, алка эленгән
штатив, вакыт билгеләгеч.
Нурланыш
интенсивлыгы¬
ның радио¬
актив препарат
белән көпшә
арасындагы
ераклыкка
бәйләнеше
Эшкә күрсәтмәләр
Исәпләү көпшәсе аша үткән ионлашучы кисәкчек
ССЭШ индикаторлары ярдәмендә автоматик рәвештә
теркәлә. Көпшәнең чикләренә пропорциональ рәвештә
көпшәдән төрле ераклыкта радиоактив препарат урнаш¬
тырыла.
Көпшәгә бәрелүче Р-кисәкчек яки ү-квант импульс¬
ларын исәпләү алдан басылган «Сброс» кнопкасын җи¬
бәргәч башлана. 2—3 мин эчендә 1 мин ка туры килгән
импульслар санының уртача кыйммәте табыла (иң элек
фон импульслары саны теркәлә).
Тәҗрибә ярдәмендә мондый нәтиҗә табылырга
мөмкин: көпшәгә кадәрле ара ераклыгы 11 см, 22 см
була.
Нурланышны теркәү (фон импульслары саныннан
башка — 12 импульс/мин): 1 мин — 660 импульс; 1 мин —
160 импульс.
197

и
+ 350 в
Рэс. 152
Тәҗрибәдән күренгәнчә, нурланыш интенсивлыгы
радиоактив препарат белән көпшә арасындагы ераклыкка
бәйләнгән.
Электронлы счётчик-секундомерга (ССЭШ) ялгау
системасы 152 нче рәсемдә сурәтләнгән.
Радиоактив тар¬
калу законын
эксперимент
ярдәмендә
тикшерү
(радиоактив
таркалуны
модельләштерү)
Максат: радиоактив таркалу законының дөресле¬
ген тикшерү.
Җиһазлар: 128 данә вак (металл) акча, савыт (бан¬
ка), вак акчаны тарату өчен тараткыч.
Эшкә күрсәтмәләр
Радиоактив таркалу вакытында бирелгән изотопның
радиоактив төшләре башка төшләргә әверелә, вакыт үтү
белән, аларның саны кими. Ьәр изотопның ярымтарка-
лу периоды Т — башлангыч атомнар санының яртысы
таркалсын өчен кирәкле вакыт була. Бирелгән изотоп¬
ның ярымтаркалу периоды никадәр азрак булса, һәр
секунд саен күбрәк атомнар таркала. Бу — изотопның
радиоактивлыгы зуррак дигән сүз.
Радиоактив таркалу нәтиҗәсендә бирелгән изотоп¬
ның атомнар саны радиоактив таркалу законы буенча
кими:
N =	• 2 т.
2V	•
t = пТ вакыттан соң калган атомнар саны N(пТ) =
= Nq • 2“" була.
Т вакытында һәр радиоактив төш 1/2 ихтималлыгы
белән таркала. Радиоактив таркалуны вак акчалар ярдә¬
мендә модельләштереп була, шул ук ихтималлык белән
вак акчалар «иләк» йә «күн» булып төшәләр.
Вак акчаларны савытта бутап таратабыз. «Иләк»
(орёл) төшсә таркалмаган, ә «күн» (решка) төшсә, төш
198

таркалган дип исәплибез. Нәр очракта вак акчаларны
тарату ярымтаркалу периодына тигез булган вакытка
туры килә.
Эшкә күрсәтмәләр
1.	Вак акчаны, санап (Nθ = 128), савытта бутаганнан
сон, таратабыз.
2.	«Таркалмаган» төшләр санын исәплибез («иләк»
белән төшкән акчалар).
3.	Акчаларның барысын да яңадан савытка салып
бутыйбыз, «таркалмаган» төшләрне исәплибез.
4.	Тәҗрибәне, 10 тапкыр кабатлап, таблицага
язабыз.
Акчаларны
тарату саны
„ _ t
”'-т
« Таркалмаган »
төшләр саны
«Таркалган»
төшләр саны
= N - N,
5.	Тәҗрибәне тагын 2 тапкыр кабатлыйбыз =128
һәр очрак өчен).
6.	N = Nq • 2“" формуласына туры килгән N{t} бәй-
лелеге графигын сызабыз.
Нәтиҗә
1.	Нәр радиоактив төш 1/2 ихтималлыгы белән
таркала.
2.	Нәр вакыт арасы саен (Т) атомнар (таркалмаган)
саны яртылаш кими.
3.	Димәк, радиоактив таркалу законы дөрес була.
Атомнарны
тәэсирләндерү
Максат: атомнарны тәэсирләндерү һәм ионлаш¬
тыру энергиясенең зурлыгын күзәтү.
Җиһазлар: авометр, лампа-тиратрон ТГ1-0,1/0,3; һәм ионлаштыру
ток чыганаклары (20 В), потенциометрлар һәм R^, энергиясен
турайткыч (Дд) урынына гальванометр.	билгеләү
Әлеге эксперименталь мәсьәләне эшләү өчен, 153 нче
рәсемдә күрсәтелгән принципиаль схемадан файдалана¬
быз. Бу схемада газ (аргон) белән тутырылган тиратрон
ТГ1-0,1/0,3 лампасы кулланыла. Әйтелгән лампаны табу
читен түгел, ул электронлы осциллографларда да бар.
199

Схемадагы ток чыганаклары — 20 В чамасы (даими
ток). Көчәнешне көйләү өчен, 5—10 К Ом га исәпләнгән
потенциометр (JR∣) кулланыла.
Kg потенциометры турайткыч (выпрямитель) кул¬
ланмаган очрак өчен генә кирәк. Анод чылбырындагы
гальванометрның сизгерлеге югары (0,5 • 10'® А/бү-
лем) булырга тиеш. Гальванометрны (50—100 МкА)
микроамперметр белән дә чагыштырып була. Вольтметр
итеп авометр кулланыла. Лампаны кыздыру көчәнеше
6,3 В.
Эшкә күрсәтмәләр
Катодтан чыгучы электроннарны тизләтү өчен,
катод белән сетка арасына 1 нче ток чыганагыннан C∕j^,
көчәнеше бирелә. 17^, ионлашу энергиясенә карап, нуль-
дән максималь зурлыкка чаклы үзгәрә. Сеткага һәм анод¬
ка икенче ток чыганагыннан электроннарны тоткарлый
торган и2 көчәнеше бирелә (анодка ток чыганагының
тискәре полюсы тоташтырыла), t/g көчәнешен даими
санап, анодтагы ток белән электроннарны тизләтүче
көчәнеш арасындагы бәйлелекне тикшерәбез.
Рәсемдә күрсәтелгән таблица (рәс. 153, 154) һәм
график (ток зурлыгы шартлы берәмлекләрдә), атомнар¬
ны тәэсирләндерү һәм ионлаштыру энергиясен билгеләү
өчен, нигез булып торалар. Ток зурлыгы t/g = 12 В бул¬
ганчы нульдән узмый, ә Uγ = 12 В булганда, анод чылбы¬
рында ток барлыкка килә, (7g ≈ 16 В булганда, ток кинәт
үсеп китә. Сәбәбе: электронны тизләтүче көчәнешнең
үсүе электроннарның кинетик энергиясен арттыра:
2 ’
биредә т, V, е — электронның массасы, тизлеге, корыл¬
масы.
eU.
1
Т
I
I
Рәс. 153
200

¼, В
12
13
13,5
14
14,5
15
15,5
16
16,2
11
60
I,
шартлы
бер.
12
17
26
50
60
ι∙L
—I-
12
Атомнар тәэсирләндерү өчен кирәк булган минималь
энергия дә eU. = формуласы буенча исәпләнә.
Ток зурлыгының кинәт артып китүе көчәнеш
15,5—16 В булганда сизелә, бу — ионлаштыру энергиясе
15,8 эВ дигән сүз. Атомнарны тәэсирләндерү энергиясе
12 эВ була (көчәнеш 12 В булганда, ток сизелә).
16,2
Рәс. 154
1
3
5
8
и
«Атом төше физикасы» бүлегендәге
белемнәрнең иң мөһимнәре
Әлеге бүлектә атом төше модельләре карала.
Томсон моделе. Электроннары үз эченә алган уңай корылган шар.
Сызыклы спектрларны аңлата алмый.
Резерфорд моделе. Планетар модель: уңай корылган төш тирә¬
сендә электроннар әйләнеп йөриләр. Атомның тотрыклылыгын һәм сызык¬
лы спектрларны аңлата алмый.
Резерфорд — Бор моделе. Уңай корылган төш тирәсендә электрон¬
нар әйләнеп йөриләр. Атом бер стационар халәттән икенче халәткә күчә
ала. Бу очракта атом энергияне нурландыра яки үзенә йота.
Катлаулы атомнарның төзелешен аңлата алмый.
Атом төшенең протон-нейтрон һәм тамчы моделе (уран
атомы төшенә нейтрон тәэсир иткәндә, төшнең таркалуы сыеклык тамчысы
кебек бүленә) иҗат ителгән.
Төшне тулысы белән аерым нуклоннарга таркату өчен кирәк булган
атом төшләренең бәйләнеш энергиясе түбәндәге формула белән исәпләнә:
Е.
'к- = (Zm + N — т ) с^.
Ъэап. '∙	'п төш'
Z — төштәге корылма-протоннар саны. Химик элементның Менделеев
таблицасындагы тәртип номерына тигез;
N — элементның атом массасы белән протоннар саны аермасы.
Радиоактив таркалу законы N = Aθ • 2 т формуласы белән күр¬
сәтелә:
N - t вакыты узгач калган радиоактив төшләр саны;
201

— башлангыч вакыт моментында (/ = 0) радиоактив төшләр
саны;
Т — ярымтаркалу периоды.
Радиоактив нурланыш төрләре: а-нурланыш, Р-нурланыш һәм ү-нур-
ланыш.
а-нурланыш: гелий атомы төшләре агымы электр һәм магнит кырлары
тәэсирендә тайпыла (читкә китә), ионлаштыру сәләте югары, ә үтеп керү
сәләте түбән.
^-нурланыш: электроннар агымы электр һәм магнит кырлары тәэ¬
сирендә тайпыла, ос-кисәкчекләр белән чагыштырганда ионлаштыру сәләте
түбән, ә үтеп керү сәләте югары.
у-нурланыш: кыска дулкынлы (λ =
ланыш, электр һәм магнит кырларында тайпылмый, ионлаштыру сәләте
түбән, үтеп керү сәләте югары.
Атом төше реакциясе тигезләмәсе түбәндәгечә:
^1 ү 4. -^2 ү _ -^3 ү _L -^4 ү
Zj-^l Z2-^2	Z3-^3	Z4-^4∙
Бу тигезләмәнең сул ягында — реакциянең баштагы элементлары,
уң ягында — реакция нәтиҗәсендә барлыкка килгән элементлар. Атом-
төш реакциясе вакытында электр корылмасы һәм масса саклану законы
үтәлә.
Азот атомы төшен кислород изотобына (^sθ) әверелдерү — бе¬
ренче атом-төш реакциясе була:
м) әлектромагнитик нур-
Х+	2 v = -^3 V _L ∙^4 V
Z,-^2	Zq-^3	z^-^4∙
^^^ + 4He→ ^^O + iH.
Тиз хәрәкәт итүче протоннар ярдәмендә беренче тапкыр башкарылган
атом төшенең таркалу реакциясе тигезләмәсе түбәндәгечә:
Li +ip = ^He + ^He.
7
3
Реакция нәтиҗәсендә хасил булган ике гелий төшенең кинетик энер¬
гиясе протонның кинетик энергиясеннән зуррак була. «Литий — протон»
системасы энергиясенең бер өлеше очып таралган а-кисәкчекләрнең кине¬
тик энергиясенә әверелә.
Уран атомы төшенең таркалу реакциясе тигезләмәсе түбәндәгечә:
235
92
и + ¼ → ^⅛9Cs + 2 ¼.
55
о
о
Уран атомы төшенең таркалуы нәтиҗәсендә, яңа нейтроннар һәм
радиоактив булган цезий һәм рубидий хасил була.
202

Водород изотоплары төшләре дейтерий һәм тритий кушылып, гелий
атомы төше хасил булу белән бара торган термотөш реакциясе — энергетик
яктан бик нәтиҗәле реакция, аныц тигезләмәсе түбәндәгечә:
≡H + 2H = ^He +⅛ra.
Бер нуклонга 3,5 МэВ энергия туры килә, төш таркалу реакциясе
белән чагыштырганда 3,5 тапкыр артыграк энергия бүленеп чыга.
1 г гелийны синтезлаганда, 2,6 • 10^'* МэВ энергия барлыкка килә.
Элементар кисәкчекләр катнашында бара торган барлык процесслар
да энергия саклану законы нигезендә йотылу һәм нурландыру күренешен
чагылдыра. Элементар кисәкчекләрнең төп үзлеге — хасил булу һәм юкка
чыгу сәләте, ягъни үзара әверелү сәләте.

КҮНЕГҮЛӘРДӘГЕ МӘСЬӘЛӘЛӘРГӘ ҖАВАПЛАР
1 нче күнегү
.2
1.	0,08 Вб/м'
2.	90'
3.	Алдагысы — көньяк полюс
4.	4 Н
1°
3. 108,7 лк
50 000 лк
7. L яктылык чыганагыннан
5.


1,6 СМ ераклыкта
2 нче күнегү
1.	1,2 • 10^2 Дж
2.	1 Тл
3.	1 • 10 ≡ Н
4.	8,9
5 • 0,9 н
3 нче күнегү
1.	0,1 Тл
2.	9 Дж
1 нче күнегү
2.	0,8 м
3.	0,5 • 10^θ
4.	0,8 с; 0
6. 4,4 • 10® кг; 7 • 10^® кг
√3
“	2
8. υ = с
кг
4 нче күнегү
1.	0,15 В
2.	2 кВ
3.	10 А/с
4.	5,8 м/с
5.	0,32 Дж
8 нче күнегү
1.	3,1 эВ
2.	276 нм
3.	2,4 • 10
7. 250 нм
,-19
Дж
5 нче күнегү
1.	0,5 • 10 ' Дж
2.	6,28 • 10
3.	155 Ом
4.	36 мкФ
9 нчы күнегү
4. 0,55 нм
6.	375 км
7.	0,6 • 10^^ тапкыр
9. 8,2 • 10 ^
1-31
м; 3,6 • 10
1-7
м
1-8
с;'
max
= 0,1 А
6 нчы күнегү
1.	1000 лм
2.	44 лк
10 нчы күнегү
3.	0,01 өлеш
4.	11,5 МВт
5.	5,3 МэВ/нуклон
6.	5,5 МэВ
8. 16 тапкыр
204

ЭЧТӘЛЕК
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
МАГНИТ КЫРЫ
Электр тогының магнит кыры.
Электр токларының магнитик
тәэсирләшүе

Лоренц көче

Ампер законы һәм аны техника¬
да куллану

Магнитогидродинамик генера¬
тор

Токның магнит кыры энер¬
гиясе

4
8
10
14
16
20
24
8.
9.
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Фарадейның электромагнитик
индукция законы. Ленц кагый¬
дәсе

Хәрәкәт итүче үткәргечләрдә ин¬
дукция ЭЙК

Үзиндукция. Индуктивлык. . . 25
Электроннарның, атомнар һәм
молекулаларның магнитик үз¬
лекләре

10.	Мәгълүматны магнит ярдәмендә
яздыру

28
29
ЭЛЕКТРОМАГНИТИК
ТИРБӘНЕШЛӘР ҺӘМ ДУЛКЫННАР
47
11.	Электромагнитик тирбәнешләр 35
12.	Алмаш ток. Электр энергиясен
җитештерү, тапшыру һәм кул¬
лану

13.	Татарстан Республикасы энерге¬
тикасы

14.	Максвелл теориясенең идея¬
ләре

15.	Электромагнитик дулкыннарның
үзлекләре. Радиотапшырулар
принңибы

16.	Радиоэлемтә принциплары . . .
39
50
53
59
17.	Татарстанда радио һәм телефон
элемтәсе

ДУЛКЫНЧА
ҺӘМ ГЕОМЕТРИК ОПТИКА
18.	Яктылык дисперсиясе. Спек¬
траль анализ

19.	Яктылык интерференциясе. . .
20.	Яктылык дифракциясе

21.	Геометрик оптика законнары
22.	Инфракызыл нурлар

23.	Ультрамиләүшә нурлар

24.	Рентген нурлары

25.	Күк йөзенең төсе

26.	Электромагнитик дулкыннар
шкаласы

61
108
77
83
86
91
98
101
103
107
МАХСУС ЧАГЫШТЫРМАЛЫЛЫК
ТЕОРИЯСЕ НИГЕЗЛӘРЕ
27.	Махсус чагыштырмалылык тео¬
риясенең төп постулатлары. . . 123
28.	Бервакытталык проблемасы . . 126
29.	Вакыт аралыгының чагыштыр-
малылыгы

30.	«Игезәкләр пародоксы»

31.	Озынлыкның чагыштырмалы-
лыгы

32.	Масса һәм энергиянең үзара бәй¬
ләнеше

33.	Классик һәм релятивистик ме¬
ханикада физик зурлыкларны
чагыштыру

127
130
132
138
КВАНТ ФИЗИКАСЫ
34.	Җисемнәрдә җылылык нурла¬
нышы

35.	Абсолют кара җисем. Стефан—
Больцман константасы

36.	Планк гипотезасы. Планк кон¬
стантасы

143
145
147
205

37.	Фотоэффект. Столетов тәҗри¬
бәләре

38.	Фотоэффект күренеше өчен Эйн¬
штейн тигезләмәсе

148
150
39. Корпускуляр-дулкын дуализмы 152
АТОМ ФИЗИКАСЫ
166
40.	Атом төзелешенең төш моделе 162
41.	Борның квант постулатлары . . 164
42.	Мәҗбүри нурланыш

43.	Квант механикасы барлыкка
килү

44.	Классик механика белән
.... 169
квант
механикасы арасындагы бәй¬
лелек 	171
45.	Гейзенберг билгесезлекләренең
бәйләнеше

АТОМ ТӨШЕ ФИЗИКАСЫ
46.	Атом төшенең төзелеше

47.	Атом төшләренең бәйләнеш
энергиясе

174
181
184
48.	Радиоактив таркалу законы . . 186
49.	Уран төшләренең бүленү энер¬
гиясе
187
192
193
50.	Атом электростанцияләре.... 189
51.	Атом төшләрен синтезлау энер¬
гиясе
52.	Элементар кисәкчекләр
Кунегуләрдэге мәсьәләләргә
җаваплар

206

Учебное издание
Гайфуллин Василь Габдуллович
Исламшин Рашит Ахатович
ФИЗИКА
Учебник для 11 класса
средней обш;еобразовательной школы
с татарским языком обучения
Казань. Издательство «Магариф». 2010
На татарском языке
Уку-укыту басмасы
Гайфуллин Васил Габдуллович
Исламшин Рәшит Әхәтович
ФИЗИКА
Татар телендә урта гомуми белем бирү мәктәбенең
11 нче сыйныфы өчен дәреслек
Редакция мөдире Л. X. Мөхәммәтҗанова
Редакторлары Л. Р. Газыймова, Р. С. Вафина
Бизәлеш редакторы М. Д. Ваҗиева
Компьютерда биткә салучылары Г. Р. Галимҗанова, Р. Ф. Мөбаракҗанова
Корректоры Г. Г. Мөхәммәтҗанова
Компьютерда рәсемнәрне эшкәртүчесе Э. Ф. Нурмөхәммәтова
Оригинал-макеттан басарга кул куелды 11.09.2010.
Форматы 70 × 90¼θ. Офсет кәгазе. «Школьная» гарнитурасы.
Шартлы басма табагы 15,21+ форз. 0,29.
Нәшер-хисап табагы 14,62+ форз. 0,49.
Тиражы 1250 д. Заказ 0-1402.
«Мәгариф» нәшрияты. 420059. Казан, Оренбург тракты, 20а.
Тел./факс (843) 277-52-88; 277-52-62.
E-mail: magarif@mail.ru
http: //www.magarif.com
«Татмедиа» ААҖ филиалы
«Идел-Пресс» полиграфия-нәшрият комплексы.
420066. Казан, Декабристлар урамы, 2.
E-mail: idelpress@mail.ru

^-⅛∙⅛⅛
⅛>⅛
kxC^’**?«zS^
С^ и* J ∙T^ ■ 'л Γ.∙sS( t.
L	¾ ⅛⅛≈
■ һ	’я.'Л	?₽
'^"'^⅛‰∙'W^
f Җ
;= ⅛
⅛
" гҖ
⅛
■й
Z,->3
√'
u- } м \
>п-
•И
i'
.⅛⅛⅛si⅛ _'^.-•
'⅛ W
‰
й ;<
⅛ ’<а
⅝⅞'

t
ISBN 978-5-7761-2085-5
9
785776
120855