Файл: растырандар Сакипов Н. З., Беркутбаева Р. А., Сугирбекова А. К. Дрістік кешен Физика пні бойынша бб тобы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 234
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- бұрыштық жылдамдықпен қозғалтса, онда
болады.
Еркін өшетін тербеліс бастапқы берілген энергия есебінен орындалатын тербеліс амплитудасы энергия жылулыққа айналу себебінен кеміп барады.Оның дифференциалдық теңдеуі.
(4.8)
Мұндағы
– тербеліп өзгеріп тұрған шама, 
өшу коэффиценті,
-осы тербелуші жүйенің еркін өшпейтін тербелісінің циклдік жиілігі.
өшетін тербелістің амплитудасы кемиді,сонда
(4.9)
өшудің логарифмдік декременті д.а.
Мұндағы А(t), A(t+T) - t және (t+T) уақыттардағы өшетін тербелістің амплитудалары .
Өшпейтін тербелісті жүзеге асыру үшін бұл жүйеге гармониялық (синусоидалық) заңмен өзгеретін фактор ( мысалы күшпен ) әсер ету керек .
Механикалық жүйе үшін синусоидалық күштің әсерінен болатын еріксіз тербелістер теңдеуі
(4.10)
Мұндағы F
cos
-мәжбүрлеуші күш
Мұндай еріксіз тербеліс амплитудасы
(4.11)
Ал оның фазасы
(4.12)
Мәжбүрлеуші күш жиілігі
тербелуші жүйенің меншікті жиілікке жақындағанда немесе тең болғанда тербеліс амплитудасының күрт өсу құбылысын резонанс д.а
Диссипативті (кедергі күштер әсер ететін ) жүйеде тұрақты сыртқы энергия көзі есебінен болатын өшпейтін тербелісті автотербеліс д.а.
Тұтас ортада тербелістердің тарауын толқын д.а
Егер толқынға сәйкес тербеліс гармониялық болса онда толқын да гармониялық д.а.
Х осінің оң бағытында энергия жұтпайтын ортада таралып тұрған толқын теңдеуі
(4.13)
Мұндағы А-толқын амплитудасы , -жиілігі ,
-бастапқы фазасы, (
фазасы,
-таралу жылдамдығы.
Жоғарыдағы теңдеу-қума толқын теңдеуі. Қарама-қарсы бағытта таралушы жиіліктері мен амплитудалары тең екі қума толқындар қабаттасқанда(интерференцияланғанда)тұрғын толқын пайда болады,оның теңдеуі:
(4.14)
мұндағы k=
-толқындық сан.
Толқын таралу жылдамдығын (ол толқын фазасының орын ауыстыру жылдамдығы болып табылады ) фазалық жылдамдық д.а. Толқын көзімен оны қабылдағыштың бір-біріне салыстырғанда қозғалыс кезінде қабылдап тұрған тербеліс жиілігінің өзгеруі - Допплер эффекті д.а.
Дыбыс жөніндегі физикалық ұғым адам құлағына естілетін, естілмейтін дыбыстардың барлығын қамтиды. Жиілігі 16 Гц-тен төмен болатын дыбыс инфрадыбыс деп, 20 кГц-тен жоғары болатын дыбыс ультрадыбыс деп аталады. Ал 109 Гц-тен 1012 – 1013 Гц-ке дейінгі ең жоғары жиіліктегі серпімді толқындар гипердыбысқа жатады. Дыбысты қарапайым гармониялық тербелістерге жіктеу (жиіліктік дыбыс талдау) нәтижесінде алынатын спектр – дыбыстың маңызды сипаттамасы болып табылады. Егер дыбыс тербелісінің энергиясы жиіліктің кең аймағында таралып жатса, онда ол тұтас спектр деп, ал дискретті (үзілісті) жиілік құраушыларының жиынтығы болса, онда ол сызық спектр деп аталады. Тұтас спектрі бар дыбыс шу (мысалы, ағаштардың желдің әсерінен болатын сыбдыры, механизмдер дыбысы) ретінде қабылданады. Музыкалық дыбыс еселі жиіліктері бар сызықты спектрге жатады; мұнда естілетін дыбыстың негізгі жиілігі – дыбыс биіктігін, ал оның гармониялық құраушыларының жиыны – дыбыс тембрін анықтайды. Сөйлеу кезіндегі дыбыс спектрінде форманттар болады.Дыбыс көздерінің тербелісін қоздыру, көбінесе, соққы (мысалы, қоңырау, шектер) арқылы жүзеге асырылады. Мұнда автотербеліс режимі (мысалы, үрлемелі музыкалық аспаптарда ауа ағыны есебінен) ұсталуы мүмкін. Табиғаттағы дыбыс,
ауа ағыны қатты денелерді орай аққанда, құйындардың түзілуі және құйындардың сол денелерден бөлінуі (мысалы, жел соққан кездегі сымдар мен құбырлардағы дыбыс, т.б.) кезінде пайда болады. Төменгі және инфратөменгі жиіліктегі дыбыс жарылыс, опырылыс кезінде туады. Қазіргі кезде адам организміне және техникалық жабдықтарға зиянды әсері болатын өнеркәсіптік, көліктік шуларды және аэродинамикалық шу көздерін зерттеуге үлкен көңіл аударылып отыр. Дыбыс қабылдағыштар қабылдаған дыбыс энергиясын энергияның басқа түрлеріне түрлендіреді. Мысалы, адамдар мен жануарлардың есіту аппараты дыбыс қабылдағышқа жатады. Техникада дыбысты қабылдау үшін, көбінесе, электр акустикалық түрлендіргіштер (мысалы, ауада микрофон, суда гидрофон, ал жер қыртысында геофон) пайдаланылады. Дыбыс толқындарының таралуы, ең алдымен, дыбыс жылдамдығымен сипатталады. Газдар мен қатты денелерде қума толқындар (бөлшектердің тербеліс бағыты толқынның таралу бағытымен бағыттас) тарай алады. Ортаның біртекті болмауы да дыбыс толқындарын (мысалы, су көпіршігіндегі, теңіздің толқынданған бетіндегі, т.б. дыбыстың шашырауы) шашыратады. Дыбыстың таралуына атмосфера, теңіздегі қысым, температура, желдің күші мен жылдамдығы да әсер етеді.
Дыбыс толқындары жиіліктері 16-20000 Гц болған ортада таралушы серпімді толқындар болып табылады.
Ультрадыбыс– адам құлағына естілмейтін жиілігі 20 кГц-тен жоғары серпімді толқындар. Ультрадыбысты жануарлар (жарғанаттар, балықтар, жәндіктер) қабылдай алады.
Ал тербеліс жиілігі 16 Гц-тен төмен дыбыс толқындары инфрадыбыстар деп аталады.
Бұл дыбыстарды адам құлағы қабылдамайды, бірақ олар белгілі бір дәрежеде адам организміне әсер етеді. Мысалы, 5 Гц-тен 9 Гц-ке дейінгі жиілік аралығында инфрадыбыстар бауырдың, асқазанның, көкбауырдың тербеліс амплитудаларын арттырады, көкірек қуысында ауыртпалық туғызады, ал 12—14 Гц жиіліктерде құлақта шуыл пайда болады. Инфрадыбыстардың адам организміне кері әсері болғандықтан, олар техникада кеңінен қолданыс таппаған.
Алайда инфрадыбыстардың бірнеше жүздеген километрге таралу мүмкіндігі оның әскери мақсатта, балық аулау кәсібінде пайдаланылуына жол ашты. Теңізде туындайтын инфрадыбыстарды медуза, су шаяны тәріздес теңіз жәндіктері жақсы қабылдайды.
Инфрадыбыстардың әсерінен қорғану жолдарының бірі — дыбысты естілетін жиіліктер аймағына көшіру. Ол үшін әртүрлі құрылғылардың қатаңдығы арттырылады, резонанстьж, камералық сөндіргіштер пайдаланылады.
Ультрадыбыстар, керісінше, физикалық және технологиялық әдістерде кеңінен қолданылып отыр. Бұл дыбыстарды адамдар арнайы құралдардың көмегімен естиді және қабылдай алады.
Ультрадыбыс толқындарының басты ерекшелігі — оларды дыбыс көзінен белгілі бір бағытта таралатындай етіп бағыттауға болады.
Инфрадыбыс жиіліктері
<16 Гц
Ультрадыбыс жиіліктері >20000Гц оларды адам құлағы қабылдай алмайды.
ЛЕКЦИЯ №5
Молекулалық физика және термодинамика негіздері.
Молекула-кинетикалық теория (МКТ)негізінде идеал газ моделі жатады,ол бойынша:
1.Молекулалардың өз көлемі газ жайғасқан ыдыс көлемінен аңағұрлым кіші.
2.Молекулалар арасында өзара әсер етуші күштер жоқ.
3.Молекулалардың бір –бірімен және ыдыс қабырғаларымен соқтығысулары абсолют серпімді.
Идеал газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалыста орташа кинетикалық энергиясы
(5.1)
Мұндағы
-молекула массасы,
-орташа квадраттық жылдамдық, к=1,38*10
дж/К-Больцман тұрақтысы.Т-абсолют температура.
Термодинамикалық параметрлер-қысым(p) ,көлем(v),температура (Т).
Бойль-Мариотт заңы
Изотермиялық процесс (T=const, m=const ) p*v=const (5.2)
Гей –Люссак заңдары :
Изобаралық процесс (P=const m=const ) v=
(1+
t) (5.3)
Изохоралық процесс (v=const .m=const)
(5.4)
t-Цельсий шкаласы бойынша температура.
Бұл теңдеулер Кельвин шкаласында
, 
(5.5)
Кельвин және Цельсий шкаларындарағы температуралар арасындағы байланыс
Т=273.15+t (5.6)
МКТ негізгі теңдеуі
(5.7)
Мұндағы n- молекулалар концентрациясы(көлем бірлігіндегі молекулалар саны)
Идеал газ күйінің (Менделеев -Клапейрон)теңдеуі;
PV=
(5.8)
Мұндағы
–газ массасы,
-оның молярлық массасы,
R=8.31Дж/моль*К -әмбебап газ тұрақтысы .
Идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралуы-Максвелл таралуы
(5.9)
Молекулардың ең ықтималды жылдамдығы
v=
(4.10)
Олардың орташа арифметикалық және орташа квадраттық жылдамдықтары:
болады.Еркін өшетін тербеліс бастапқы берілген энергия есебінен орындалатын тербеліс амплитудасы энергия жылулыққа айналу себебінен кеміп барады.Оның дифференциалдық теңдеуі.
(4.8)Мұндағы
– тербеліп өзгеріп тұрған шама, өшу коэффиценті, -осы тербелуші жүйенің еркін өшпейтін тербелісінің циклдік жиілігі.өшетін тербелістің амплитудасы кемиді,сонда
(4.9)өшудің логарифмдік декременті д.а.
Мұндағы А(t), A(t+T) - t және (t+T) уақыттардағы өшетін тербелістің амплитудалары .
Өшпейтін тербелісті жүзеге асыру үшін бұл жүйеге гармониялық (синусоидалық) заңмен өзгеретін фактор ( мысалы күшпен ) әсер ету керек .
Механикалық жүйе үшін синусоидалық күштің әсерінен болатын еріксіз тербелістер теңдеуі
(4.10)Мұндағы F
cos -мәжбүрлеуші күшМұндай еріксіз тербеліс амплитудасы
(4.11)Ал оның фазасы
(4.12)Мәжбүрлеуші күш жиілігі
тербелуші жүйенің меншікті жиілікке жақындағанда немесе тең болғанда тербеліс амплитудасының күрт өсу құбылысын резонанс д.аДиссипативті (кедергі күштер әсер ететін ) жүйеде тұрақты сыртқы энергия көзі есебінен болатын өшпейтін тербелісті автотербеліс д.а.
Тұтас ортада тербелістердің тарауын толқын д.а
Егер толқынға сәйкес тербеліс гармониялық болса онда толқын да гармониялық д.а.
Х осінің оң бағытында энергия жұтпайтын ортада таралып тұрған толқын теңдеуі
(4.13)Мұндағы А-толқын амплитудасы ,
-жиілігі , -бастапқы фазасы, ( фазасы, -таралу жылдамдығы.Жоғарыдағы теңдеу-қума толқын теңдеуі. Қарама-қарсы бағытта таралушы жиіліктері мен амплитудалары тең екі қума толқындар қабаттасқанда(интерференцияланғанда)тұрғын толқын пайда болады,оның теңдеуі:
(4.14)мұндағы k=
-толқындық сан.Толқын таралу жылдамдығын (ол толқын фазасының орын ауыстыру жылдамдығы болып табылады ) фазалық жылдамдық д.а. Толқын көзімен оны қабылдағыштың бір-біріне салыстырғанда қозғалыс кезінде қабылдап тұрған тербеліс жиілігінің өзгеруі - Допплер эффекті д.а.
Дыбыс жөніндегі физикалық ұғым адам құлағына естілетін, естілмейтін дыбыстардың барлығын қамтиды. Жиілігі 16 Гц-тен төмен болатын дыбыс инфрадыбыс деп, 20 кГц-тен жоғары болатын дыбыс ультрадыбыс деп аталады. Ал 109 Гц-тен 1012 – 1013 Гц-ке дейінгі ең жоғары жиіліктегі серпімді толқындар гипердыбысқа жатады. Дыбысты қарапайым гармониялық тербелістерге жіктеу (жиіліктік дыбыс талдау) нәтижесінде алынатын спектр – дыбыстың маңызды сипаттамасы болып табылады. Егер дыбыс тербелісінің энергиясы жиіліктің кең аймағында таралып жатса, онда ол тұтас спектр деп, ал дискретті (үзілісті) жиілік құраушыларының жиынтығы болса, онда ол сызық спектр деп аталады. Тұтас спектрі бар дыбыс шу (мысалы, ағаштардың желдің әсерінен болатын сыбдыры, механизмдер дыбысы) ретінде қабылданады. Музыкалық дыбыс еселі жиіліктері бар сызықты спектрге жатады; мұнда естілетін дыбыстың негізгі жиілігі – дыбыс биіктігін, ал оның гармониялық құраушыларының жиыны – дыбыс тембрін анықтайды. Сөйлеу кезіндегі дыбыс спектрінде форманттар болады.Дыбыс көздерінің тербелісін қоздыру, көбінесе, соққы (мысалы, қоңырау, шектер) арқылы жүзеге асырылады. Мұнда автотербеліс режимі (мысалы, үрлемелі музыкалық аспаптарда ауа ағыны есебінен) ұсталуы мүмкін. Табиғаттағы дыбыс,
ауа ағыны қатты денелерді орай аққанда, құйындардың түзілуі және құйындардың сол денелерден бөлінуі (мысалы, жел соққан кездегі сымдар мен құбырлардағы дыбыс, т.б.) кезінде пайда болады. Төменгі және инфратөменгі жиіліктегі дыбыс жарылыс, опырылыс кезінде туады. Қазіргі кезде адам организміне және техникалық жабдықтарға зиянды әсері болатын өнеркәсіптік, көліктік шуларды және аэродинамикалық шу көздерін зерттеуге үлкен көңіл аударылып отыр. Дыбыс қабылдағыштар қабылдаған дыбыс энергиясын энергияның басқа түрлеріне түрлендіреді. Мысалы, адамдар мен жануарлардың есіту аппараты дыбыс қабылдағышқа жатады. Техникада дыбысты қабылдау үшін, көбінесе, электр акустикалық түрлендіргіштер (мысалы, ауада микрофон, суда гидрофон, ал жер қыртысында геофон) пайдаланылады. Дыбыс толқындарының таралуы, ең алдымен, дыбыс жылдамдығымен сипатталады. Газдар мен қатты денелерде қума толқындар (бөлшектердің тербеліс бағыты толқынның таралу бағытымен бағыттас) тарай алады. Ортаның біртекті болмауы да дыбыс толқындарын (мысалы, су көпіршігіндегі, теңіздің толқынданған бетіндегі, т.б. дыбыстың шашырауы) шашыратады. Дыбыстың таралуына атмосфера, теңіздегі қысым, температура, желдің күші мен жылдамдығы да әсер етеді.
Дыбыс толқындары жиіліктері 16-20000 Гц болған ортада таралушы серпімді толқындар болып табылады.
Ультрадыбыс– адам құлағына естілмейтін жиілігі 20 кГц-тен жоғары серпімді толқындар. Ультрадыбысты жануарлар (жарғанаттар, балықтар, жәндіктер) қабылдай алады.
Ал тербеліс жиілігі 16 Гц-тен төмен дыбыс толқындары инфрадыбыстар деп аталады.
Бұл дыбыстарды адам құлағы қабылдамайды, бірақ олар белгілі бір дәрежеде адам организміне әсер етеді. Мысалы, 5 Гц-тен 9 Гц-ке дейінгі жиілік аралығында инфрадыбыстар бауырдың, асқазанның, көкбауырдың тербеліс амплитудаларын арттырады, көкірек қуысында ауыртпалық туғызады, ал 12—14 Гц жиіліктерде құлақта шуыл пайда болады. Инфрадыбыстардың адам организміне кері әсері болғандықтан, олар техникада кеңінен қолданыс таппаған.
Алайда инфрадыбыстардың бірнеше жүздеген километрге таралу мүмкіндігі оның әскери мақсатта, балық аулау кәсібінде пайдаланылуына жол ашты. Теңізде туындайтын инфрадыбыстарды медуза, су шаяны тәріздес теңіз жәндіктері жақсы қабылдайды.
Инфрадыбыстардың әсерінен қорғану жолдарының бірі — дыбысты естілетін жиіліктер аймағына көшіру. Ол үшін әртүрлі құрылғылардың қатаңдығы арттырылады, резонанстьж, камералық сөндіргіштер пайдаланылады.
Ультрадыбыстар, керісінше, физикалық және технологиялық әдістерде кеңінен қолданылып отыр. Бұл дыбыстарды адамдар арнайы құралдардың көмегімен естиді және қабылдай алады.
Ультрадыбыс толқындарының басты ерекшелігі — оларды дыбыс көзінен белгілі бір бағытта таралатындай етіп бағыттауға болады.
Инфрадыбыс жиіліктері
<16 Гц Ультрадыбыс жиіліктері
>20000Гц оларды адам құлағы қабылдай алмайды.ЛЕКЦИЯ №5
Молекулалық физика және термодинамика негіздері.
-
Идеал газдардың МКТ. -
Клапейрон – Менделеев теңдеуі. -
Идеал газдардың негізгі теңдеулері. -
Газ заңдары. -
Термодинамика негіздері. Ішкі энергия. Жылусыйымдылық. -
Карно циклы. Жылуөткізгіштік. Қайтымды және қайтымсыз процестер.
Молекула-кинетикалық теория (МКТ)негізінде идеал газ моделі жатады,ол бойынша:
1.Молекулалардың өз көлемі газ жайғасқан ыдыс көлемінен аңағұрлым кіші.
2.Молекулалар арасында өзара әсер етуші күштер жоқ.
3.Молекулалардың бір –бірімен және ыдыс қабырғаларымен соқтығысулары абсолют серпімді.
Идеал газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалыста орташа кинетикалық энергиясы
(5.1)Мұндағы
-молекула массасы, -орташа квадраттық жылдамдық, к=1,38*10 дж/К-Больцман тұрақтысы.Т-абсолют температура.Термодинамикалық параметрлер-қысым(p) ,көлем(v),температура (Т).
Бойль-Мариотт заңы
Изотермиялық процесс (T=const, m=const ) p*v=const (5.2)
Гей –Люссак заңдары :
Изобаралық процесс (P=const m=const ) v=
(1+ t) (5.3)Изохоралық процесс (v=const .m=const)
(5.4)t-Цельсий шкаласы бойынша температура.
Бұл теңдеулер Кельвин шкаласында
, (5.5)Кельвин және Цельсий шкаларындарағы температуралар арасындағы байланыс
Т=273.15+t (5.6)
МКТ негізгі теңдеуі
(5.7)Мұндағы n- молекулалар концентрациясы(көлем бірлігіндегі молекулалар саны)
Идеал газ күйінің (Менделеев -Клапейрон)теңдеуі;
PV=
(5.8)Мұндағы
–газ массасы, -оның молярлық массасы,R=8.31Дж/моль*К -әмбебап газ тұрақтысы .
Идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралуы-Максвелл таралуы
(5.9) Молекулардың ең ықтималды жылдамдығы
v=
(4.10)Олардың орташа арифметикалық және орташа квадраттық жылдамдықтары: