Jaqtılıq basımın tájiriybede úyreniw

3.Jaqtılıq basımın tájiriybede úyreniw
Birinshi ret jaqtılıq basımı bar ekenligi haqqındaǵı gipotezani 17-asirde I. Kepler Quyash qasındaǵı ushıw waqtında kometa quyrıqlarınıń minez-qulqların túsindiriw ushın ilgeri surdi. 1873 jılda Maksvell óziniń klassik elektrodinamikasi sheńberinde jaqtılıq basımı teoriyasın berdi. Jaqtılıq basımı birinshi ret 1899 jılda PN Lebedev tárepinen eksperimental túrde úyrenilgen. Onıń evakuatsiya etilgen kemedegi tájiriybelerinde aylanıwshı teń salmaqlılıq jińishke gúmis ipda toqtatilgan bolıp, onıń rokkalari mlyuda hám túrli metallardan jasalǵan jińishke disklar menen baylanısqan. Tiykarǵı qıyınshılıq radiometrik hám konvektiv kúshler fonında jaqtılıq basımın ajıratıw edi (átirap daǵı gazdıń temperaturası kórsetilgen hám yoritilmagan tárepden parqı nátiyjesinde payda bolǵan kúshler). Alternativ nurlanıw menen túrli tárepler Lebedev radiometrik kúshlerdi teńlestirdi hám Maksvell teoriyası menen qanaatlanǵan (± 20%) shártlesiwge eristi. Keyinirek, 1907-1910 jıllarda. Lebedev gazlar daǵı jaqtılıq basımın úyreniw boyınsha anıqlaw tájiriybeler ótkerdi hám teoriya menen maqul túsetuǵın shártlesiwge eristi.
Búgińi qarawlarǵa kóre jaqtılıq tolqın -bólekshe ekilikke iye, yaǵnıy ol bólekler (fotonlar) hám tolqınlardıń qásiyetlerin (elektromagnit nurlanıw ) kórsetip beredi.
Eger biz jaqtılıqnı fotonlar aǵımı dep esaplasak, ol jaǵdayda klassik mexanika principlerıge kóre, bólekler denege urılǵanda oǵan impulsni ótkeziwi, basqasha aytqanda, basım ótkeziwi kerek. Geyde bul basım dep ataladı radiatsiya basımı.
Jaqtılıq basımın esaplaw ushın siz tómendegi formuladan paydalanıwıńız múmkin:
Qay jerde normal túrde 1 s sırtqa 1 m² ga túsetuǵın nurli energiya muǵdarı ; jaqtılıq tezligi; sáwlelendiriw koefficiyenti.
Eger jaqtılıq normal múyesh astında tusse, basım tómendegi formula menen ańlatılıwı múmkin:
Bul jerde nurlanıw energiyasınıń volumetrik tıǵızlıǵı, sáwlelendiriw koefficiyenti, túsip atırǵan nur baǵdarınıń birlik vektorı, sawleleńen nur baǵdarınıń birlik vektorı.
Birinshi ret jaqtılıq basımı ámeldegi degen shama etilgen Nemis alımı Yoxannes Kepler 17-asirde. Quyash qasında ushıp júrgen kometalarniń minez-qulqların úyrenip, ol kometaniń quyrıǵı mudamı Quyashqa keri jóneliste búklemlerine itibar qaratdı. Kepler názerinde bul iyiw qanday da tárzde quyash nurları tásirinde bolǵan.
Jaqtılıq elementqa kóretadigan túrli tasirlari arasında onıń basımı úlken axamiyatga iye. Jaqtılıq basımı jaqtılıq elektromagnit teoriyasınıń rawajlanıwı ushınkatta áhmiyetke iye boldı, bunnan tashqair jaqtılıqtıń tábiyaatına bolǵan umumfilosofik kózqaras ushın talay qızıqlı bolıp kosmik tarawda da keń qollanıladı. Jaqtılıq ózi yoritayotgan denelerge basım berihi kerek degen ideyanı Keplar aytqan bolıp ol kometalar quyrıqları formasına sol basım sebep boladı dep bilgen. Jaqtılıq basımı haqqındaǵı ideya Nyutondıń zarrlar aǵıp shıǵıw teoriyasınan da kelip shıǵadı. Bul teoriyaǵa muwapıq jaqtılıq bólekleri ózlerin qaytaratuǵın yamasa utatuǵın jismarga urılǵanda impulslariniń bir bólegin olarǵa beriwi, yaǵniy basım payda etiwi kerek. Bul máseleniń teoriyası hám tájiriybesi júdá uzın tariyxga iye. Tájiriybe jóninde júdá soda urınıslar menen birge talay saldamlı tájiriybeler xam ótkerilip, bul tájiriybelerdiń bazilari, máselem Kruks tájiriybesi siyreklashtirigan gazlardıń kinetikasi menen baylanıslı bolǵan arnawlı hádiyseń jańalıq ashılıwına alıp keldi. Franklin ózinden aldın jaqtılıq basımın anıqlawǵa arnalǵan barlıq urınıslardıń
muvafaqqiyatsizlikka ushrganliklari korpuskular teoriyaǵa qarsı qoyılatuǵın dálillerden biri retinde kórsetken. Keyinirek de Yuń da sol dálillerden paydalanǵan, biraq na Franklin van a Yuń bul basımdıń eń kem ma`nisi haqqında hesh nárse dep almadılar, sebebi yoruglik bólekleriniń massası haqqında hesh nárse deyih múmkin emes edi, sonday eken sol waqıtta tájiriybede qollanılǵan burama táreziniń bayqaǵıshlıǵı jetkilikli yamasa jetkilikli emesligi haqqında da hesh nárse deyiw múmkinmes edi.
Maksvel jaqtılıqtıń elektromagnitik teoriyası tiykarında jaqtılıq basımınıń bolıwı zárúr ekenligin keltirip shıǵarganidan hám hatta bul basımdıń úlkenlligini xisoblab bergennen keyin Franklinniń jaqtılıqtıń jaqtılıq tolqın teoriyası elastiklik teoriyası retinde rawajlanıp atırǵanı ushın áhmiyetli axmiyatga iye bolǵan etirozlari korpuskular qıyallarǵa qarsı qoyılatuǵın dálil retinde óz kúshin joǵatdı.
Jaqtılıq kese elektromagnitı tolqın bolǵanı ushın ótkizgish sırtına túskende bunday tasirlar kórsetiwi kerek. Kórsetilgen sirt tegisliginde jatqan elektr vektorı sol tegislik boyınsha tok payda etedi;yorug'lik tolqınınıń magnit maydanı payda bolǵan bul júzimka Amper nızamına tiykarlanıp sonday kúsh menen tasir etediki, bul kúshdıń baǵdarı jaqtılıqtıń tarqalıw baǵdarı menen birdey boladı. Sonday etip jaqtılıq menen qaytarıwshı yamasa yutuvshi dene ortasındaǵı ponderomotor óz-ara tasir denege bolıp atırǵan basımdı payda etedi. Basım kúshi jarıqliniń intensivligine baylanıslı boladı. Jaqtılıq nurları parallel dáste shólkemlestirgeni halda Maksvelniń esabı boyınsha p basım jaqtılıq energiyasınıń ol tıǵızlıǵına yaǵniy kólem birligindegi energiyaǵa teń boladı. Bunda jaqtılıq tushaytgan dene absolute qara, yaǵniy oziga tusayotgan jaqtılıq energiyasın tolıq utatuǵın dene dep shama menen oylainadi. Eger deneniń qaytarıw koefitsiyenti nolge teń bolmay, qandayda bir R mániske teń bolsa ol halda basım p=u (1+R) boladı, ideal ayna ushın menshikli halda r-1 basım p=2 u boladı. Eger 1 sm2 júzege 1 s ishinde normal túsip atırǵan energiyanı E menen belgilesak ol halda nur energiyasınıń tıǵızlıǵı E/c gat eń boladı, bul jerde c jaqtılıq tezligi. Sonday etip jaqtılıqtıń basımın tómendegishe ańlatıw múmkin.
Maksvel jarıq kúnde quyash nurları 1 m2 qara sırtqa 0, 4 mG kúsh menen basım beredi dep taptı. Eger jaqtılıq diywalǵa boslıq ishindegi barlıq jónelisler boyınsha túsip atırǵan bolsa nurlanıwdıń tıǵızlıǵı ol gat eń bolǵanda qara sırtqa p=u/3 basım beriledi.
Jaqtılıq basımın birinshi bolıp Lebedov Mokvada óz dáwirindegi eksperimental kórkem onerdiń úlgisi bolǵan tájiriybelerde anıqladi hám o'lshadi.
Lebedov tájiriybesindegi ásbap jińishke ipga baylanısqan jeńil osmadan ibarat bolıp, bul osmaniń shetlerine juqa jeńil qanatshalar jalǵanǵan ; bul qanatshalarniń biri qoraytirilgan ekinshisi bolsa jıltır halda qaldırilgan. Xavosi sıpab alınǵan G ıdıs ishine jaylastırılǵan R aspa júdá bayqaǵısh burama tárezi quraydı.
B ayqulaq lampanıń jarıqlıǵı linzalar hám aynalar sisteması járdeminde qanatshalarniń birine toplap jiberiledi hám R osmaniń buralishiga sebep boladı. osmaniń buralishi ipga biriktirilgen aynasha hám truba járdeminde baqlanadı. S1 S4 qos aynanı jıljıtib B doǵanıń jarıqlıǵın qanatshaniń betiga yamasa arqasına jiberiw hám usınıń menen osmaniń buralish baǵdarın ózgertiw múmkin.
P1 plastinka jaqtılıq dástesiniń malum bólegin T termoelementga jiberedi, termoelement bolsa túsip atırǵan energiya úlkenligin ólshewge múmkinshilik beredi. Tájiriybeler túrli forma daǵı aspalar járdeminde ótkerilgen edi. Lebedovniń tájiriybesi tiykarǵı qıyınshılıqlar gazdıń konveksioan aǵısları bar ekenligi hám radiometric tasirni bar ekenligi edi. Bul irkinishler jaqtılıq basımınan bir neshe júz mıń ret úlken bo'lsihi múmkin.
Konveksion aǵıslar qanatshalar bir az og'ib turǵanda osmani buradi. Bul tasir túsip atırǵan jaqtılıq aǵımınıń baǵdarına baylanıslı bolmaǵanı ushn Lebedov konveksioan aǵıslardı úyreniw hám vbartaraf qilsihda jaqtılandıriw baǵdarın ózgertiwden paydalanǵan.
Biraq bul tájiriybe anıq nátiyjelerdi bermadi. Onı ámelge asırıwda qıyınshılıqlar bolǵan. vakuum nasosları sol waqıtta ámeldegi bolmaǵanlıǵı sebepli olar ádetdegi mexanik nasoslardan paydalanǵanler. hám olardıń járdemi menen ıdısda tolıq vakuum payda etiw múmkin emes edi. Nasos shıǵarılǵannan keyin de onıń ishinde bir az hawa qaldı. Ídıstıń qanatları hám diywalları basqasha isitilgan. Jaqtılıq nurına qaragan tárep tezirek isiydi.jáne bul hawa molekulalarınıń háreketleniwine sebep boldı. Íssı hawa aǵısları joqarıǵa kóterildi. Qanatlardı ulıwma vertikal túrde ornatıp bolmaydılıǵi sebepli, bul aǵıslar qosımsha momentlerdi jarattı. Bunnan tısqarı, qanatlardıń ózi tegis emes qızıp ketken. Jaqtılıq deregine qaragan tárep qıziydi. Nátiyjede, ipniń búklem múyeshine qosımsha tásir kórsetildi.
Tájiriybeni jáne de anıqlaw qılıw ushın Lebedev kútá úlken kemani aldı. Ol eki jup júdá názik platina dóńgeleklerden qanat yasadi. Bunnan tısqarı, bir jup dóńgeleklerdiń qalıńlıǵı basqa jup dóńgeleklerdiń qalıńlıgınan parq eter edi. Tayaqtıń bir tárepinde sheńberler eki tárepinde jıltır, basqa tárepinde bir tárepi platina qara menen oralǵan. Qanatlarǵa tásir etiwshi kúshlerdi teń salmaqlılıqlaw ushın olarǵa bir tárepden yamasa basqa tárepden jaqtılıq nurları jóneltirildi. Nátiyjede nurdıń qanatlarǵa basımı o'lshandi. Eksperimental nátiyjeler Maksvellniń jaqtılıq basımı bar ekenligi haqqındaǵı teoriyalıq shamaların tastıyıqladi.jáne onıń ma`nisi Maksvell boljaw etken menen derlik birdey edi.
1907 - 1910 jıllarda anıqlaw tájiriybeler járdeminde Lebedev jaqtılıqtıń gazlarǵa basımın o'lshedi.
Jaqtılıq, hár qanday elektromagnit nurlanıw sıyaqlı, energiyaǵa iye E.
Onıń impulsi p \u003 d E v / v 2,
qayda v - elektromagnit nurlanıw tezligi,
v bul jaqtılıq tezligi.
Sebebi v = den keyin p \u003 d E / s.
Kvant teoriyasınıń payda bolıwı menen jaqtılıq fotonlar aǵımı retinde qaraldi - elementar bólekler, jaqtılıq kvantalari. Fotonlar denege zarba berip, ózleriniń impulslarini oǵan ótkerediler, yaǵnıy basım ótkeredi.
Radiometrik tasirlar siyreklashgan gazda qanatchaning kórsetilgen hám yoritilmagan tárepi temperaturalar parqı nátiyjesinde payda boladı. Balonda qalǵan gazdıń molekulaları qanatchaning ıssılaw tárepinen tezlik menen qaytadı, tepki nátiyjesinde qanatshalar jaqtılıq aǵımı tasirida buralgan tárepke buralishga ıntıladı. Eger temperaturalar parqın kemeytiw ushın júdá juqa qanatchalarni qollap, balondagi
gazdıń basımı kemeytirilse radiometric tasir kemeytiriledi. Eger jaqtılıq jıltır qanatchaga túsetuǵın bolsa jaqtılıqtıń basımı jaqtılıq qoraytirilgan qanatchaga túskendaguga qaraǵanda shama menen eki ret úlken bo'lshi kerek. Kerisinshe qoraytirilan qanatsha kórsetilgende radiometrik tasir kóbirek boladı, sebebi qoraytirilgan qanatsha kúshlilew qıziydi. Lebedovning tajrbasida Jıltır qanatchaga qoraytirilgan qanatchag qaraǵanda shama menen 2 ese kóp tasir etiwi haqıyqatlıqtan da baqlanǵan bolıp, radiometric tasirni radiometric tasirning tolıq jónge salıw etilgenligi tastıyıq etedi.
Lebedov ólshewleri jaqtılıq basımınıń maksvel esaplab chiqgan ma`nisine tuwrı keletuǵın nátiyjeler berdi. Kóp jıllardan keyin Gerlax vakum alıwdıń jetilisken usıllarınan paydalanıp Lebedov tájiriybelerin tákirarladi. Nátiyjede tejriba ótkeriw aljasıqibgina qalmay bálki nátiyjeler teoriyaǵa jaqsılaw tuwrı keletuǵın bolıp shıqtı. Lebedov jarıqlining gazlarǵa kórsetetuǵın basımın tappish hám ólshew sıyaqlı taǵı basqa júdá hám qıyın máseleni sheshdi.
|