11)Физика заңдарының классификациясын беріңіз.

Физика (көне грекше: φύσις — табиғат) — зат әлемді және оның қозғалысын зерттейтін ғылым. Бұл жөнінде физика күш, энергия, масса, оқтама т.б. сияқты тұжырымдамалармен шұғылданады. Жалпы мағынасы бойынша физика — табиғаттың негізгі (іргелі) қарым-қатынастарын, заңдылықтарын зерттейді. Физика ғылымы ең жалпы және негізгі болатын, затты әлемнің күйін, өзгеруін және құрылымын анықтайтын жаратылыстану бөлімі болып келеді. Физиканың негізгі мақсаты - табиғатта болып жатқан әр түрлі физикалық құбылыстарды зерттеп, оларды өзара байланыстыратын заңдарды ашу. Аталмыш заңдар еблгілі бір ғылым саласына негізделуі хақ. Ендеше физтканың сол салаларына тоқталар болсақ:

1. Механика-[грек. ''mechanіke'' (techne) – машина және машина жасау өнері] – материалдық денелердің механикалық қозғалысын және өзара әсерлесуін зерттейтін ғылым.

Ньютонның бірінші заңы-егер денеге басқа денелер әрекет етпесе немесе олардың әрекеті теңгерілген болса, онда дене не тыныштықтағы күйін сақтайды, не түзусызықты және бірқалыпты қозғалысын жалғастырады дегенқорытындыға келген болатын. Бұл — инерция заңы. И. Ньютон инерция заңын механика негізіне енгізді, сондықтан бұл заңды Ньютонның бірінші заңы деп атайды.

Ньютон екінші заңы - материалдық нүкте импульсінің уақыт бойынша бірінші туындысы нүктеге әсер ететін барлық күштердің қосындысына теңдігі туралы механиканыңзаңы: Ньютонның үшінші заңы-Әрекет етуші күшке әрқашан тең қарсы әрекет етуші күш бар болады. Басқаша айтқанда, денелердің бір-біріне әрекет етуші күштері модулі бойынша өзара тең және бағыттары қарама-қарсы:

Кинематика (гр. kіnma, kіnmatos – қозғалыс)– механиканың, дене қозғалысының геометриялық қасиеттерін, олардың массасы мен әсер етуші күштерді ескермей зерттейтін бөлімі. Бірқалыпты түзу сызықты қозғалыстың жылдамдығы деп ∆V(speed)= ∆S/∆t=(x2-x1)/(t2-t1) қатынасын айтады. Егер v > 0 онда дене ОХ осінің оң бағытына қарай қозғалады, егер v < 0, онда қарама-қарсы бағытта қозғалады. х координатасының t уақыттан тәуелділігі (қозғалыс заңы) бірқалыпты түзусызықты қозғалыста сызықты математикалық теңдеумен өрнектеледі: x(t) = x0 + vt. Бұл теңдеуде v = const - дене қозғалысының жылдамдығы, x0 - дененің t = 0 кезіндегі нүктенің координатасы. Динамика (гр. dуnamіs – күш) – механиканың түсірілген күш әсерінен материалдық денелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі. Динамиканың негізі – механиканың Ньютон заңдары.

Әрбір дененің импульсі өзгергенімен, олардың импульстерінің қосындысы өзгеріссіз қалды. Сонымен, тұйық жүйедегі өзара әрекеттесетін денелер импульстерінің қосындысы өзгермейді (сақталады):  Статика (гр. statіke – салмақ, тепе-теңдік туралы ілім) – механиканың күш әсеріндегі материялық денелердің тепе-теңдік шарттарын зерттейтін саласы; механикалық жүйелердің тепе-теңдік күйін күш әсерімен зерттейтін механика бөлімі.

Аксиомы (законы) статики: 1) инерция аксиомасы: Под действием взаимно уравновешивающихся сил материальная точка (тело) находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно. 2) аксиома равновесия двух сил: Две силы, приложенные к абсолютно твердому телу, будут уравновешены тогда и только тогда, когда они равны по модулю, действуют по одной прямой и направлены в противоположные стороны. 3) аксиома присоединения и исключения уравновешивающихся сил: Действие системы сил на абс. твердое тело не изменится, если к ней прибавить или отнять уравновешенную систему сил. Следствие: Действие силы на абс.тв. тело не изменится, если перенести точку приложения силы вдоль ее линии действия. Т.е. сила, приложенная к абс.тв. телу– скользящий вектор. 4) аксиома параллелограмма сил: Равнодействующая двух пересекающихся сил приложена в точке их пересечения и изображается диагональю параллелограмма, построенного на этих силах.  ; 5) аксиома равенства действия и противодействия (3-й закон Ньютона): Всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие. 6) принцип отвердевания: Равновесие сил, приложенных к нетвердому телу, не нарушается при его затвердевании.

2. Молекулалық физика – физиканың әр түрлі агрегаттық күйдегі заттардың физикалық қасиеттерін олардың молекулалық құрылысы негізінде зерттейтін саласы. Молекулалық физиканың ең алғаш қалыптасқан бөлімі – газдардың молекулалық-кинетикалық теориясы. 

Заңдары: 1) әлемдегі барлық денелер мен заттар атомдар мен молекулалардын тұрады, олар өз кезегінде одан да кішкентай элементар бөлшектерден тұрады.

1. молекулалар мен атомдар үздіксіз хаостық қозғалыста болады.

2. Молекулалар мен атомдар арасында өзара тартылыс және тебіліс күштері болады.

3. Электродинамика- электромагниттік өрісті жалпы түрде (яғни өрістердің ауыспалы, уақытқа тәуелді түрлері қарастырылады) және оның электр заряды бар денелермен өзара әрекеттесуін(электромагниттік өзара әрекеттесу) зерттейтін физика саласы. Электродинамика пәні электрлік және магниттік құбылыстар арасындағы байланысты электромагниттәк сәулеленуді, электрлік токты, және оның электромагниттік өріспен байланысын зерттейді

Электр зарядының сақталу заңы- тұйық жүйеде барлық бөлшектер зарядының алгебралық қосындысы тұрақты болып қалады.

4. Термодинамика - физика ғылымындағы жылудың жұмыс және басқа энергия түрлерімен арадағы қарым-қатынасын зерттейтін тармағы.

• Термодинамиканың бірінші заңы-жүйеге берілген жылу-Q оның ішкі энергиясының өзгерісіне және жүйенің сыртқы денелерге қарсы істейтін жұмысына жұмсалады: Q=∆U+A

• Термодинамиканың екінші заңы- статистикалық нысандардың (мысалы, атомбеидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.

• Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максималжұмысты сипаттайтын қисық сызықтар өзара бірігіп кетеді, ал олардың ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді қорытындылаудан туатын постулат

5. Электростатика- қозғалмайтын электр зарядтарының өзара әрекеттесуін зерттейтін физика саласы. Электростатикадағы негізгі заңға Кулон заңын жатқызсақ болады. Формуладан көріп отырғанымыздай, вакуум ішіндегі екі нүктелік зарядтың арасындағы күш зарядтың көбейтінділеріне тура, ал арақашықтықтарының квадратына кері пропорционал.

5.Кванттық физика- теориялық физиканың кванттық-механикалық, кванттық-өрістік жүйелері мен қозғалу заңдары зерттелетін бөлімі. Планк гипотезасының мәні-заттың атомдары сәуле шығаруы мүмкін, бірақ үздіксіз емес, бөлек үлес, яғни квант түрінде. Әрбір квант энергиясы жарық толқыны жиіліген пропорционал: Е= ћ·ν; ћ – 1,054·10_34 Дж·с-Планк тұрақтысы

12) Симметрия принциптері мен сақталу заңдарының арасындағы сәйкестікті негіздеңіз (Э.Нётер теоремасы).Әдетте, «симметрия» терминінің астарында не оң-сол симметрия, не орталық симметрия түсінігі жатады. Физика саласында бұл термин тек заттардың тұрақтылығын емес, сонымен қатар физикалық құбылыстарды түсіндіреді.Ең қарапайым симметрия-кеңістіктің біртектілігі мен изотроптығы. Ол физикалық құралдың қай түрі болса да, сағат,теледидар, телефон-егер қоршаған физикалық шарттар өзгермесе,кеңістіктің әр нүктесінде бірдей жұмыс істеуге тиіс деп түсіндіреді. Тағы бір маңызды симметрия- уақыттың біркелкілігі. Барлық физикалық үрдістер, олар қашан басталса да, бірдей жылжып өтеді.Кеңістікте тасымалдау жөніндегі симметрияның тікелей салдары, сақталу заңының импульсі болып табылады.Энергияның, импульстің сақталу заңы мен қозғалу мөлшері моментінің сақталу заңы ең жалпылама заңдарға жатады. Бұл заңдар қозғалыстың сақталуы жалпы заңының нақтылы көріністері болып табылады және әртүрлі қозғалыстың мөлшерлік ғайып болмайтындығынбілдіреді.Сақталудың жалпы заңдары қатарына зарядтардың (бариондық, электрлік,лептондық) сақталу заңдары де кіреді, солардың ішінде заряд есебінде сипатталатын массаның да сақталу заңы. Бұл заңдар барлық зарядтардың сақталатын шама екендігін ұйғарады (яғни олар микро - объектілердің күшті, электромагниттік, әлсіз, гравитациялықөзара әсерлерге деген қабілеттілігін сақтайды). Сондықтан да оларды «материалдық нысаналардың өзара әсерлерге деген қабілетінің сақталуы туралы жалпылы ұйғарымды нақтыланды ғылыми қағидалар ретінде қарастыруға болады».

Жоғарыда көрсетілген сақталу заңдары өзара әсерлердің барлық типтерінде орындалады,белгілі өзара әсерлердің бірде біреуі оларды бұзбайды, және де егер берілген сақталу заңдарын қанағаттандырмайтын болса, микробөлшектердің ешқандай да айналуларымүмкін бола алмайды.Элементарлық бөлшектердің өзара әсерін зерделеу әрекеттену облысы шектелген сақталу заңдарының да ашылуына әкеліп соқты; олар жалпылама емес, өзара әсерлердің біреулері оларды бұзады, басқалары бұзбайды. Бөлікті сақталу заңдарына мыналар жатады:изотоптың сақталуы, жұптың сақталуы және т.б. Бей әмбебап бола отырып, бұл сақталу заңдары белгілі бір өзара әсерлерге тиым салады, белгілі бір облыстарда элементарлық бөлшектердің қалай болса солай айналуларына жол бермейді. Бұл сақталу заңдарының бұзылуы да микро - дүниені реттейтін өзара әсерлердің сапалы өзгешеліктеріне мегзейді.Эмми Нетер теоремасында айтылғандай, әрбір үздіксіз симметрияның физикалық жүйесіне белгілі бір сақталу заңына сәйкес келеді. Осылайша, энергияның сақталу заңы уақыттың біртектілігіне, ал импульстың сақталу заңы кеңістіктің біртектілігіне, импульс моментінің сақталу заңы кеңістіктің изотропиясына, электр зарядының сақталу заңы симметрия принципіне сәйкес келеді.

13) Термодинаканың үш заңы мен энтропия ұғымының физикалық мәндерін талдаңыз.Термодинамика - физика ғылымындағы жылудың жұмыс және басқа энергия түрлерімен арадағы қарым-қатынасын зерттейтін тармағы.Термодинамиканың бірінші бастамасы — термодинамикалық жүйелер үшін энергияның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады.Дене күйінің барлық энергиясы - микроскопиялық қозғалысының толық түріндегі сыртқы кинетикалық энергиясы Е_к және салмақ күші өрісі, электрлі немесе магнит өрісі жағдайындағы потенциалды энергия Е_n, сонымен қатар, дене бөлшектерінің құрамдық әрекеттері мен қозғалу энергиясын жасаушы ішкі энергия U қосындыларынан тұрады: Қаралып отырған жылу динамикалық жүйе шамаланса, онда дененің орталық салмақтық алмасу жылдамдығы өте аз (С=0), яғни қозғалыссыз жұмыстық дене көлемінің өзгеруі туралы сөз болады, сондықтан Е_к=0. Айталық, Е_р=0 сонымен, бұл жерде толық энергия ішкімен бірдей (E=U), ал жүйе энергиясының өзгеруі - жұмыстық дененің, ішкі энергиясының өзгеруіне келтіреді. Жылу динамикасының бірінші заңына сәйкес, жұмыстық дененің энергиясы кезінде, қабылданған жағдайға тиісті кезіндегі жүйенің өтуі 1 бастапқы күйінен 2 соңғы мәндеріне артуы, денеге берілген жылулық dQ және мәніне келуі dL істелінген жүйе жұмысына тең: dU=dQ-dL немесе әдетте былай жазу қабылданған - Сыртқы ортамен әрекеттестігі жоқ болғандағы кезінде (dQ=0 және dL=0), формуладағы dU=0, яғни жүйе энергиясы өзгеріссіз сақталады. Жүйелер қатнасының жекеленген жылулығы үшін, ондағы dQ=0 екені белгілі. Теңдеу жұмыстық дененің еркінше алынған санды массасы m арналып жазылған, ал меншікті мәндері үшін былай жазылады: мұндағы q - меншікті жылулық саны; l - меншікті жұмыс; u - меншікті ішкі энергия, q, u, l бірлік өлшемі Дж/кг. Бұл теңдеу, жылудинамикасының бірінші заңының талдаушы тұжырымдалуын көрсетеді, осыған сәйкес жүйеге жеткізілген жылу, жүйелердің ішкі энергиясына жұмсалады және жұмыстың атқарылуына қарсы денеге түскен сыртқы күш. Олар, қайтымдыға да және сыртқы қайтымсыз процесстер үшін де әділетті. Себебі, қабылданған жағдайдағы жылу алмасуы кезінде, дене мен орта арасының соңғы температура айырмашылығы кезінде, қайтымсыз жылуалмасуына сәйкес келеді. Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атомбеидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максимал жұмыстысипаттайтын қисық сызықтар өзара бірігіп кетеді, ал олардың ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді қорытындылаудан туатын постулат. Энтропия (грек. еntropіa – бұрылыс, айналу) – тұйық термодинамикалық жүйедегі өздігінен жүретін процестің өту бағытын сипаттайтын күй функциясы. Энтропияның күй функциясы екендігі термодинамиканың екінші бастамасында тұжырымдалады. Энтропия ұғымын термодинамикаға 1865 ж. Р.Клаузиус енгізген. Кез келген А және В күйлеріндегі жүйе Энтропиясы мәндерінің айырымы мына формула арқылы анықталады: , мұндағы Q – жүйеге күйі шексіз аз квазистатик. болып өзгергенде берілетін жылу мөлшері, Т – жүйенің абс. темп-расы; интрегал екі күйді өзара жалғастыратын кез келген қайтымды жолмен алынады. Изотерм.процесс жағдайында: S=Q/Т. Ал кез келген қайтымды жолмен алынатын тұйық процесс үшін: . Соңғы теңдік Энтропияның dS=Q/Т түріндегі толық дифференциал болатындығының қажетті және жеткілікті шарты, ал Энтропия – күй функциясы. Энтропияның абс. мәні термодинамиканың үшінші бастамасы бойынша анықталады және ол бойынша абс. нөл темп-рада кез келген жүйенің Энтропиясы нөлге айналады. Адиабаталық оңашаланған жүйелеріндегі қайтымды процестер кезінде Энтропияның мәні тұрақты болып қалады да, қайтымсыз процестер кезінде Энтропияның мәні артады; барлық реал процестерінде Энтропияның мәні артады (Энтропияның арту заңы). Статист. физикада Энтропия статист. салмақ () деп аталатын шамамен байланыстырады. Больцман принципіне сәйкес: S=kІn, мұндағы k – Больцман тұрақтысы. Сонымен Энтропия – термодинам. тепе-тендік күйдегі макроскоп. денелерге тән қасиет. Ол бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) Дж/К арқылы өрнектеледі. Энтропия ұғымы ғылымның көптеген салаларында (физика, химия, т.б.) маңызды рөл атқарады. С. Асанов