Posted in Ֆիզիկա

Ատոմի կառուցվածք

Էլեկտրոններ կան բոլոր մարմիններում, այդ իսկ պատճառով բոլոր մարմինները կարելի է էլեկտրականացնել: Էլեկտրոնները գտնվում են ատոմում:Ատոմի դրական լիցքավորված միջուկը գտնվում է ատոմի մեջտեղում, իսկ էլեկտրոնները պտտվում են նրանից շատ մեծ հեռավորության վրա: Էլեկտրոնները ձգվում են միջուկից, բայց պտտվելու պատճառով չեն ընկնում նրա վրա, ինչպես,օրինակ Երկիրը չի ընկնում Արեգակի վրա: Ամեն նյութի յուրաքանչյուրբ ատոմ նման է փոքր Արեգակնայի համակարգի, որի կենտրոնում միջուկն է. Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը, ինչպես մոլորակներ՝ Արեգակի: Սովորական վիճակում բոլոր մարմինները էլեկտրաչեզոք են, ուրեմն ատոմներն էլ էլեկտրաչեզոք: Այսինք էլեկտրոնների գումարային լիցքի բացարձակ արժեքը հավասար է միջուկի լիցքին: Որոշակի պայմաններում ատոմից կարող են պոկվել կամ միանալ էլեկտրոննե, և այդ դեպքում էլեկտրոնների ընդհանուր լիցքը կփոխվի: Մինչդեռ միջուկի լիցքը փոխելը շատ դժվար է: Իսկ եթե այն փոխվի, ապա կառաջանա արդեն մի այլ քիմիական տարր: Ատոմի միջուկում կան դրական լիցքավորված մասնիկներ՝պրոտոնները և չեզոք մասնիկներ՝նեյտրոններ: Մի քանի էլեկտրոն կորցրած ատոմը արդեն չեզոք չէ. այն ունի դրական լիցք, իսկ եթե ատոմին միանա մի քանի էլեկտրոն այն ձեռք կբերի բացասական լիցք:

Advertisements
Posted in Ֆիզիկա

Մարմինների էլեկտրականացում․ Կուլոնի օրենք

Ակնհայտորեն երևում է նաև, որ ձգողության այդ ուժը բազմաթիվ անգամ գերազանցում է նույն մարմինների գրավիտացիոն փոխազդեցության ուժը: Այս նոր փոխազդեցությանն անվանում են էլեկտրական (հուներեն «էլեկտրոն» բառը նշանակում է սաթ), փոխազդող մարմիններին՝ էլեկտրականացած, իսկ պրոցեսը՝ էլեկտրականացում:Մարմինների էլեկտրական փոխազդեցությունը քանակապես բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է էլեկտրական լիցք և նշանակվում q տառով:ՄՀ-ում էլեկտրական լիցքի միավորը Կուլոնն է (1 Կլ)՝ ի պատիվ Շառլ Կուլոնի (1736−1806 թթ.), ով ձևակերպել է էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության օրենքը: Նշանակում է գոյություն ունի երկու տեսակի էլեկտրական լիցք: Ամերիկացի ֆիզիկոս Բենջամին Ֆրանկլինի առաջարկով մետաքսով շփված ապակու վրա առաջացած լիցքն անվանեցին դրական և վերագրեցին «+» նշան, իսկ բրդով շփված սաթի վրա առաջացած լիցքին՝ բացասական և վերագրեցին «−» նշան: Այս նշանակումից հետո կարելի է սահմանել լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության կանոնը:

Posted in Ֆիզիկա

Էլեկտրականություն

Էլեկտրականությունը մեր տրամադրության տակ գտնվող էներգիայի ամենաօգտակար տեսակներից է: Էլեկտրականությամբ են աշխատում գրպանի լապտերները, հեռուստացույցները, սառնարանները, լվացքի մեքենաները, էլեկտրաքարշները և շատ սարքեր ու սարքավորումներ: Էլեկտրականությունը ստացվում է ինչպես մեր ձեռքին գտնվող փոքրիկ մարտկոցներից, այնպես էլ մեզանից հեռու գտնվող հսկա գեներատորներից: Հազարամյակներ շարունակ մարդիկ ականատես են եղել բնության ահեղ երևույթին՝ կայծակի շլացուցիչ բռնկմանը, և միայն մեզանից շուրջ 100 տարի առաջ նրանք սովորեցին օգտագործել բնության էլեկտրական ուժերը, էլեկտրականությանը «հարկադրեցին ծառայել» իրենց: Բնության մեջ կան լիցքավորված մանրագույն մասնիկներ: Դրանց մի մասն ունի դրական, մյուսը՝ բացասական լիցք: Բացասական լիցքով ամենափոքր մասնիկները կոչվում են էլեկտրոններ: Դրանք կարող են ուղղորդված շարժվել մետաղե հաղորդիչների ներսում: Հենց այդ լիցքավորված մասնիկների կանոնավոր հոսքը մի ուղղությամբ՝ էլեկտրական հոսանքն է: Այն նյութերը, որոնց միջով կարող է էլեկտրական հոսանք անցնել, կոչվում են հաղորդիչներ: Մետաղները, օրինակ՝ պղինձը և ալյումինը, լավ հաղորդիչներ են: Ածխածինը (գրաֆիտ) նույնպես հաղորդիչ է: Նյութերը, որոնք հոսանք չեն հաղորդում, կոչվում են մեկուսիչներ: Վերջիններիս թվին են պատկանում ռետինը և պլաստմասսաները: Էլեկտրական մալուխների հաղորդալարը պատրաստվում է պղնձից և փաթաթվում մեկուսիչով, որպեսզի հոսանքը մի հաղորդալարից չանցնի մյուսին կամ մալուխին ձեռք տվողին: Շատ ցածր ջերմաստիճաններում (-200օC և ավելի ցածր) որոշ նյութեր դառնում են գերհաղորդիչներ, այսինքն՝ զրկվում են դիմադրությունից: Որպեսզի էլեկտրական փոքրիկ լամպը լուսարձակի, այն հարկավոր է միացնել մարտկոցին: Վերջինս ունի 2՝ դրական (+) և բացասական (-) արտանցիչներ: Եթե դրանք միացնենք հաղորդիչով, օրինակ` փոքրիկ լամպով և հաղորդալարերով, ապա էլեկտրոնները բացասական արտանցիչից հաղորդիչի միջով կհոսեն դեպի դրականը: Այս ամբողջ հաղորդաշղթան (հաղորդալարերը, փոքրիկ լամպը և մարտկոցը միասին) կոչվում է էլեկտրական շղթա: Եթե դրան միացնենք նաև անջատիչը, ապա հոսանքը կարելի է միացնել և անջատել: 
Մենք մտնում ենք տուն, սեղմում անջատիչի կոճակը, և սենյակում իսկույն վառվում է էլեկտրական լամպը: Ինչո՞ւ. որովհետև, սեղմելով անջատիչի կոճակը, մենք միացրինք էլեկտրական շղթան: Լամպի պարույրի միջով անցնող էլեկտրոններն իրենց ճանապարհին սկսում են այս ու այն կողմ «հրել» թելիկի մետաղի ատոմներին, որից թելիկը վայրկենապես շիկանում է և լուսարձակում: Որքան ուժեղ է էլեկտրոնների հոսքը, և բարձր պարույրի դիմադրությունը, այնքան ավելի է շիկանում լամպի թելիկը, և այնքան ավելի վառ է լուսարձակում այն: Ավելի հաստ հաղորդալարից պատրաստված նույնպիսի պարույրներ տաքացնում են էլեկտրական արդուկներն ու սալիկները: Այս երևույթը կիրառվում է նաև գործարանային էլեկտրական վառարաններում՝ մետաղ հալելու համար: Միայն թե այդ վառարաններում պարույրները պատրաստված են մատի հաստության մետաղալարից: Էլեկտրական շղթան օգտագործում են նաև միացվող ու անջատվող էլեկտրամագնիս պատրաստելու համար: Էլեկտրական խաղալիքների աշխատանքի համար բավական է նույնիսկ էլեկտրական մարտկոցից ստացվող հոսանքը: Իսկ որպեսզի լուսարձակեն միլիոնավոր լամպեր, աշխատեն մեծ հաստոցների ու մեքենաների  շարժիչները, շարժվեն տրամվայներն ու էլեկտրաքարշները, անհրաժեշտ է մեծ քանակությամբ էլեկտրական էներգիա: Այդ էներգիան ստանում են էլեկտրակայաններում և էլեկտրահաղորդման գծերով մատակարարում քաղաքներին ու գյուղերին: Էլեկտրական հոսանքը, որպես ֆիզիկական մեծություն, բնութագրվում է ուժով, աղբյուրի լարումով ու հզորությամբ: Էլեկտրական հոսանքի ուժը չափվում է Ամպերով (Ա), որը համեմատական է 1 վ-ում հաղորդչով անցնող էլեկտրոնների թվին: Էլեկտրական աղբյուրի լարումը չափվում է Վոլտով (Վ) և բնութագրում է այն ուժը, որով հաղորդչում հրվում են էլեկտրոնները: 1,5 Վ լարումով մարտկոցին ձեռք տալը վտանգավոր չէ: Սակայն չի կարելի ձեռքով բռնել, ասենք, 220 Վ լարումով ցանցի մերկ հաղորդալարը, որովհետև հոսանքը, անցնելով մարդու մարմնով, կարող է նրան սպանել: Իսկ հոսանքի հզորությունը չափվում է Վատտով (Վտ), որը աղբյուրի` աշխատանք կատարելու կամ ջերմություն անջատելու կարողությունն է: Որքան մեծ է, օրինակ, սպառիչի հզորությունը, այնքան այն ավելի շատ էլեկտրականություն է ստանում և լույս ու ջերմություն անջատում 1 վ-ում: 
Posted in Ֆիզիկա

Նյութի ագրեգատային վիճակը

Նյութը կարող է ունենալ 3ագրեգատային վիճակ` պինդ, հեղուկ, գազային և հազվադեպ նաև պլազմայի տեսքով: Ընդհանրապես նյութի ագրեգատային վիճակը կախված է մոլեկուլների ասավորությունից և նաև այդ մոլեկուլների շարժումից: Շատ հաճախ նյութերը կարող են փոխել իրենց ագրեգատային վիճակները՝այսինքն մի ագրեգատային վիճակից դառնան այլ ագրեգատային վիճակով նյութ: Առօրյայում շատ հանդիպող նյութը՝ջուրն է: Ջուրը պինդ ագրեգատային վիճակով հանդիսանում է որպես սառույց, հեղուկ ագրեգատային վիճակով՝որպես սովորական ջուր, իսկ գազային ագրեգատային վիճակով հանդիսանում է՝ամպերի տեսքով: Պինդ (բյուրեղային) վիճակից նյութի անցումը հեղուկ վիճակի կոչվում է  հալում,իսկ հակառակ պրոցեսը՝  բյուրեղացում կամ  պնդացում: Նյութի անցումը հեղուկ վիճակից գազայինի կոչվում է շոգեգոյացում, հակառակ պրոցեսը կոչվում է խտացում (կոնդենսացիա, լատ. «կոնդենսատիո»՝ «խտացում» բառից: Նյութի անցումը պինդ վիճակից գազայինի (շրջանցելով հեղուկ վիճակը) կոչվում է սուբլիմացիա (լատ. «սուբլիմո»՝ «բարձրացնում եմ» բառից), հակառակ պրոցեսը՝  դեսուբլիմացիա: Նշեմ նաև, որ պինդ մարմինը հալեցնելու համար կամ նրա ագրեգատային վիճակը հեղուկի փոխելու համար անհրաժեշտ է նրան ջերմաքանակ հաղորդել: 1 կգ բյուրեղային նյութը նույն  ջերմաստիճանի հեղուկի վերածելու համար, կոչվում է հալման տեսակարար ջերմություն:

Posted in Ֆիզիկա

Առաջադրանքներ Գայանե Մխիթարյանի խնդրաքրքից

Ջերմաքանակ

Տարբերակ 1

1.Ջերմաքանակ անվանում են ներքին էներգիայի այն մասը, որը մարմինը ստանում կամ կորցնում է ջերմահաղորդման ժամանակ:

2.Ինչ միավորով է չափվում մարմնի ներքին էներգիան:

  1. Ջ, կՋ, 2.Ջ/վ, կՋ/վ, 3.Ջ(կգ C), կՋ(կգ C), 4. Վտ, կՎտ

3. Ցինկի տեսակարար ջերմունակությունը՝ 380Ջ(կգ C) նշանակում է 1կգ զանգվածով ցինկը 1C տաքացնելու համար պահանջվում է 380Ջ էներգիա:

4.Հավասար զանգվածերով ջրին, սպիրտին, կերոսինին և բուսական յուղին հաղորդվում են հավասար ջերմաքանակներ: Հեղուկներից ո՞րի ջերմաստիճանը ավելի շատ կմեծանա:

  1. ջրինը, 2.սպիրտինը, 3.կերոսինինը 4.բուսական յուղինը

Տարբերակ 2

  1. Տեսակարար ջերմունակություն են անվանում ջերմության այն քանակը, որն անհրաժեշտ է մարմինը 1C տաքացնելու համար,
  2. Մարմինը տրված չափով տաքացնելու համար անհրաժեշտ ջերմաքանակը կախված է նյութի տեսակից, նրա զանգվածից և ջերմաստիճանի փոփոխությունից
  3. Այն ջերմաքանակը, որն անհրաժեշտ է տվյալ նյութի մեկ կիլոգրամի ջերմաստիճանը 1C ով փոփոխելու համար անվանում են այդ նյութի տեսակարար ջերմունակություն
  4. Բուսական յուղը

Տարբերակ 3

  1. Ջերմաքանակ են անվանում ներքին էներգիայի այն մասը, որը մարմինը ստանում կամ կորցնում է ջերմահաղորդման ընթացքում:
Posted in Ֆիզիկա

Կոնվեկցիյաի վերաբերյալ փորձ

Անհրաժեշտ պարագաներ և նյութեր՝

Ամրակալան թաթիկով, հրակայուն անոթներ՝սրվակ, փորձանոթ, P-ձև անոթներ, ջուր, կալիումի պերմանգանատ, սպիրտայրոց

Նպատակը՝

Այս փորձի շնորհիվ մենք պետք է ավելի լավ հասկանանք կոնվեկցիա և դիֆուզիա թեմաները, տեսնել, թե ինչպես են նրանք աշխատում և ի վեջո ականատես լինենք այդ երևույթներին, տեսնելով այդ շերտերը և քննարկելով ավելի լավ յուրացնել դասի բովանդակությունը:

Ընթացքը՝

Ամրակալանով ամրացնում ենք անոթը, նրա մեջ լցնում ենք ջուրը, այնուհետև լցնում ենք կալիումի պերմանգանատը կամ մարգանցովկան: Լցնելուց հետո այն սկսում ենք տաքացնել սպիրտայրոցով և հետևում ենք ընթացքին: Ընթացքը շատ հետաքրիքր է, քանի որ այստեղ կատարվում է երկու երևույթ՝դիֆուզիա և կոնվեկցիա: Սկզբում այն չի շարժվում, այնուհետև հստակ երևում են շերտերը, քանի որ տաք շերտը բարձրանում է վերև, իսկ սառը շերտը իջնում է և շերտերը գունավորելով մենք կարողանում ենք ավելի ստույգ հետևել փորձին և ավելի հասկանալի դաձնել դասի բնույթը:

Posted in Ֆիզիկա

Դիֆուզիա

Գազերում տեղի ունեցող բախումների հետևաևքով դիֆուզվող մասնիկներից յուրաքանչյուրն անընդհատ փոխում է շարժման ուղղությունը և արագությունը ու թողնում զիգզագաձև հետագիծ։ Անկանոն շարժման պատճառով մասնիկի տեղափոխությունն ավելի փոքր է, քան բեկյալով անցած ճանապարհը։ Մասնիկների դիֆուզիոն ներթափանցման արագությունը փոքր է ազատ շարժման արագությունից (օրինակ, հոտի դիֆուզիոն տարածման արագությունը շատ ավելի փոքր է մոլեկուլների շարժման արագությունից)։ Մասնիկի տեղափոխությունը ժամանակից կախված փոփոխվում է պատահականորեն, իսկ քառակուսային միջինը՝ L², մեծ թվով բախումների դեպքում աճում է ժամանակամիջոցին համեմատական․ L2 ~ Dt որտեղ D-ն կոչվում է դիֆուզիայի գործակից։ Այս առնչությունը ստացել է Ալբերտ Այնշտայնը։ Դիֆուզիաան լինում է դասական և անոմալ։ Անոմալ դիֆուզիաի դեպքում մասնիկների միջին քառակուսային տեղափոխությունը դադարում է ուղիղ համեմատական լինել ժամանակից, խախտվում է Ա. Էյնշտեյնի առնչությունը։ Այդ դեպքում կախվածությունը նկարագրվում է աստիճանային օրենքով՝ L2 ~ Dtα։ α = 1 դեպքը համապատասխանում է դասական դիֆուզիային։ α 1 դեպքում, ֆենոմենը կոչվում է սուպերդիֆուզիա (super-diffusion) կամ Լեվիի թռիչք։ Անոմալ դիֆուզիան հայտնաբերված է տարբեր համակարգերում, մասնաորապես ծակոտկեն միջավայրերում (porous media), գեոֆիզիկայում, բջջում սպիտակուցների դիֆուզիայի ժամանակ, ուլտրա — սառը ատոմներում և այլ համակարգերում։