202. Загальні відомості про елементарні частинки.

Термін "елементарні частинки” часто використовується в сучасній фізиці для найменування великої групи найдрібніших частинок матерії, які не являються атомами і атомними ядрами (виняток складає ядро атома водню–протон).  На початку XX ст. Е.Резерфорд підтвердив це експериментально і запропонував ядерну модель атома, згідно з якою в центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, навколо якого рухаються негативно заряджені електрони. У 1919 р. він відкрив нуклон, що має позитивний заряд, незваний протоном. Інша частинка — нейтрон, який входить до окладу ядра і не має електричного заряду, була відкрита у 1932 р. Дж. Чедвіком. Отже, ядро складається з протонів і нейтронів, які ще називають нуклонами. Ядро не розпадається на окремі нуклони тому, що протони і нейтрони взаємодіють через ядерні сили (сильна взаємодія).  Раніше, у 1932 р. у складі космічних променів була виявлена перша античастинка — позитрон (К. Андерсон).

Усі елементарні частинки характеризуються малими розмірами (у більшості з них порядку 10¯¹⁵ м) і незначними масами.

Нині відомо понад 350 елементарних частинок і відкриття їх триває. Загальними характеристиками елементарних частинок є їхня маса m, електричний заряд q, спін s і час життя τ.  Масу елементарних частинок виражають числом, кратним масі електрона; електричний заряд — в одиницях, кратних заряду електрона е; спін — кратний значенню сталої Планка h

Залежно від властивого їм типу взаємодій усі елементарні частинки, крім фотона, поділяються на дві основні групи: адрони, які беруть участь в усіх типах взаємодій — гравітаційній, електромагнітній, сильній і слабкій, та лептони, яким не властива сильна взаємодія.

 В залежності від часу життя елементарні частинки поділяються на стабільні, квазістабільні і нестабільні (резонанси).Стабільними являються електрон, протон , фотон і нейтрино.

До квазістабільних відносять частинки , які розпадаються за рахунок електромагнітних і слабких взаємодій.

Резонансами називаються елементарні частинки , які розпадаються за рахунок сильних взаємодій. Їх характерний час життя 10¯²³ -10 ¯²⁴ сек.

Для всіх елементарних частинок з нульовими значеннями хоча б одного із зарядів існують античастинки з тими самими значеннями маси , часу життя ,спіну, але з протилежними знаками всіх зарядів. Частинки , які не мають античастинок , називаються абсолютно нейтральними. Прикладом таких частинок служить фотон.

178.Елементи квантової фізики.Принцип невизначеності. В класичній механіці для рухомого тіла завжди можна одночасно і точно визначити його координату х і швидкість v (або імпульс mv) і, відповідно, найти його траєкторію. Для мікрочасток це можна зробити лише наближено. Причому добуток неточностей («невизначеностей») Δх і Δv в одночасному визначенні координати і швидкості не може бути менше величини h/2πm,  де m - маса частинки,h=6,625·10-34 Дж·с – величина, яку називають сталою Планка. Це положення відоме як співідношення невизначеностей, або принцип Гейзенберга. Із співвідношення невизначеностей слідує, що чим більша точність визначення координати, тим менша точність одночасного визначення її швидкість, і навпаки. Важливо, що неможливість одночасного точного визначення координати і швидкості частинки не є наслідок недосконалості вимірювальних приладів і методів виміру. Це принципова неможливість, яка відображає об‘єктивні властивості мікро частин, їх двосторонню корпускулярну-хвильову природу.Так як постійна Планка h дуже мала,то для тіл великої маси величина →0; тому Δх і Δv можуть бути одночасно нехтовно малі. А це означає, що одночасне вимірювання координати і швидкості мікроскопічного тіла проводиться практично точно. Співвідношення невизначеностей проявляється тільки для мікро частин, оскільки величина їх маси  значно відрізняється від нуля і тому Δх і Δv не можуть одночасно мати малі значення. Взагалі, співвідношення невизначеностей і для мікрочастинок проявляється не в усіх випадках їх руху.

204.Теорія похибок і використання її при обрахунку експериментальних даних При розв‘язанні будь-якої математичної або інженерної задачі на ЕОМ числовий результат, як правило, не є точним, оскільки при постановці задачі і виконанні обчислень виникають похибки. Тому будь-яка задача, яка пов'язана з деякими діями над числами, може бути розв'язана з певним ступенем точності. У зв'язку з цим при постановці задачі потрібно обумовлювати точність її розв'язку, тобто задавати похибку, що максимально допустима у процесі обчислень. Тому розглянемо поняття наближеного числа та визначимо основні джерела похибок при розв‘язанні інженерних задач. Наближеним числом називають число а, яке несуттєво відрізняється від точного числа А і заміняє останнє при обчисленнях. Похибки вимірювань розрізняють за такими ознаками 1) за джерелом виникнення; 2) за закономірністю або характером змінювання (в часі або за ансамблем); 3) за формою або способом відображення кількісних характеристик похибки вимірювань. Відносна похибка вимірювання - відношення абсолютної похибки вимірювання до істинного чи умовно істинного (дійсного) значення вимірюваної фізичної величини або до результату вимірювання X. Відносна похибка вимірювання виражається у відносних одиницях або у відсотках .Абсолютна похибка вимірювання - різниця між результатом вимірювання X та істинним значенням вимірюваної величини  . Якщо істинне значення вимірюваної величини невідоме, то замість нього використовують умовно істинне (дійсне) значення Xy.   Застосування ЕОМ для розв‘язання складних прикладних задач сформувало новий спосіб проведення теоретичних досліджень на базі математичних моделей – обчислювальний (або математичний) експеримент.. В виділяють сім етапів обчислювального експерименту: 1. постановка задачі на дослідження, 2. побудова математичної моделі, 3. вибір чисельного методу розв‘язання математичної моделі, 4. розробка алгоритмів та програм, 5. тестування розроблених ПЗ на відомих моделях, 6. дослідження об‘єкта, який розглядається на ЕОМ, 7. аналіз результатів дослідження і застосування.

203. Алгоритм постановки, підготовки проведення експерименту Для проведення експерименту необхідно створити певні умови. Сукупність умов, в яких відбувається експеримент, має назву експериментальної ситуації. Експериментальна ситуація має гарантувати, що саме досліджуваний у цьому експерименті чинник, а не будь-який інший, є причиною зафіксованих у ході експерименту змін в об'єкті.-Експеримент ґрунтується на розробці певної гіпотетичної моделі розглядуваного явища. На підставі цієї моделі явище описують як систему змінних, серед яких виокремлюють незалежні та залежні змінні. Незалежна змінна – це той новий чинник, що його вводять у діяльність експериментальної групи. Він повинен мати такі якості, як усталеність, самостійність, можливість справляти вплив на стан об'єкта дослідження. Залежною змінною називають такий чинник, який змінюється під впливом незалежної змінної. Головним дослідницьким документом при проведенні експерименту є його протокол(журнал). У ньому зазначають найменування теми експериментального дослідження й час його проведення.Спочатку аналізується обстановка до введення експериментального чинника.У протоколі має бути відзначено, які показники виокремлені як незалежні та залежні змінні, а також за допомоги яких процедур фіксуються дані щодо всіх контрольованих змінних. Далі фіксуються початок дії експериментального чинника та те, як власне вплинула експериментальна ситуація на поведінку всієї системи

Основні етапи проведення експерименту[3]

1. Висування експериментальної гіпотези. Експериментальна гіпотеза, на відміну від теоретичної, повинна бути сформульована у вигляді висловлення: «Якщо... те...». Крім того, вона повинна бути конкретизована. Це означає, що вхідні у висловлення «якщо А, то В» змінні А і В повинні контролюватися в експерименті: А – управлятися експериментатором, а В – реєструватися безпосередньо або за допомогою апаратури.

2.Планування проведення експерименту. Планується час і місце проведення експерименту, вибирається експериментатор, складаються інструкції.

3.Підготовка експерименту. Дослідник готує експериментальне помешкання й устаткування. Дослідник повинен вибрати експериментальний інструмент, що дозволяв би йому:

 управляти незалежною перемінною;

 реєструвати залежну перемінну.

Крім того, умови експерименту (помешкання, ситуація, час і ін.) повинні або повторювати вплив зовнішніх змінних, або зберігати константність розміру їхнього впливу на залежну змінну. Якщо це необхідно, проводиться декілька спробних дослідів для налагодження процедури експерименту.

4.Проведення експерименту. Експериментатор повинен чітко знати і дотримуватись порядку дій у ході дослідження (перед експериментатором можуть лежати інструкція, у якій зафіксований цей порядок) В експерименті може брати участь і асистент. Він бере на себе допоміжні задачі. Частіше усього саме асистент веде протокол. Експеримент у залежності від цілей дослідження може бути частково або цілком автоматизованим.

5.Статистична обробка експериментальних даних. Після проведення експерименту отримані в результаті дослідження дані опрацьовуються статистично. Звичайно методи опрацювання даних вибираються на стадії планування експерименту або ж ще раніше – при висуванні експериментальної гіпотези.

6.Висновки й інтерпретація результатів. Цей етап є завершальним у дослідницькому циклі. Результатом експериментального дослідження є підтвердження або спростування експериментальної гіпотези.

205.Динамічні методи дослідження сировини та матер Системний аналіз . Є фундаментальним (універсальним) методом дослідження всіх наук. Його суть — підхід до дослідження будь-якого об'єкта як до системи. Цей метод має особливе значення для вивчення територіальних аспектів економіки. Як правило, територіальні господарські системи (економічні регіони і райони, галузеві й міжгалузеві комплекси, територіально-виробничі комплекси та ін.) є складними утвореннями соціально-економічного і природного характеру. Тріада "природа — господарство — населення" — основний предмет територіальних (регіональних) досліджень. Отже, системний, або комплексний, підхід до вивчення проблем регіональної економіки е головною методологічною вимогою їх наукового дослідження.Історичний метод. Історичний — один із найвідоміших загальнонаукових методів. Він має переваги у регіональних дослідженнях, оскільки господарство, населення, природа є інерційними системами. Кардинальні зміни їхнього розвитку можливі тільки протягом тривалого часу. Вивчення динаміки показників є необхідною умовою визначення тенденцій розвитку і розміщення. Дослідження динамічних рядків в економіці зазвичай охоплює період не менш як 5 років.Порівняльний метод Дає змогу визначити відмінності у рівнях і особливостях розвитку різних територіально-господарських структур. За допомогою цього методу можна обчислити відносну ефективність функціонування різних об'єктів господарської діяльності. Часто історичний і порівняльний методи об'єднують в один — історико-порівняльний.Графічні методиЄ універсальним засобом для наочного відображення об'єктів і явищ дослідження. Сучасна комп'ютерна техніка дає змогу з невеликими витратами часу і праці практично отримати будь-яке графічне зображення (графіки, діаграми тощо). Графічні методи використовують переважно у дослідженнях динаміки розвитку і структури об'єктів. Найважливішим з них у територіальних дослідженнях є картографічний. Вивчення територіальних аспектів розвитку господарства і населення неможливе без картографічного матеріалу (карти, картосхеми, картограми, картодіаграми тощо). Комп'ютерні технології надають необмежені можливості у його використанні.Метод техніко-економічних розрахунківМетодом техніко-економічних розрахунків можна кількісно і якісно вимірювати будь-які процеси і об'єкти, бо кожен такий показник є своєрідною одиницею виміру їх ознак, характеристик, особливостей. Науковим опрацюванням цих показників займається статистика. В окремих науково-дослідних працях для поліпшення аналізу пропонуються нові техніко-економічні показники, котрі поступово можуть стати традиційними. Вони мають переважно інтегральний характер, тобто складаються з низки звичайних статистичних показників, наприклад більшість індексних величин.

206. використ електор приладів при дослідж. Фізичні і фізико-¬хімічні методи досліджень використовують для контролю та управління процесами виробництва продуктів, при виконанні науково-¬дослідних робіт, при визначенні якості готової продукції, при проведенні сертифікаційних досліджень та різних експертиз. Наприклад, температуру топлення визначають за допомогою термометра, густину рідин – пікнометра або ареометра, інтенсивність забарвлення – калориметра, показник заломлення – рефрактометра.

207.Оптичні методи дослідження сировини В оптичних методах аналізу використовуються зв’язок між оптичними властивостями системи:

- світлопоглинанням; світлорозсіюванням; заломленням світла; обертанням площини поляризації плоскополяризованого світла; вторинним свіченням речовини і її складом.

До оптичного діапазону відносять електромагнітні хвилі з довжиною() від 100 до 10000нм. Його розділяють на три області ультрафіолетову(УФ) - (100-380-400); видиму – (380-400-760); інфрачервону(ІЧ) – (760-10000).

ФХМ класифікують відповідно до вимірюваних властивостей систем:В оптичних методах аналізу використовується зв’язок між оптичними властивостями систем: 1) світло поглинанням 1) фотометричний 2) світлорозсіюванням 2) нефелометрія, турбідометрія 3) заломлення світла 3) рефрактометрія

4) обертанням площини поляризації 4) поляриметрія плоскополяризованого світла 5)вторинним свіченням речовини -- 5)люмінесцентний аналіз і її складом.

208.метод дифрактометричних досліджень (комп’ютеризовані дифрактометри типу ДРОН-4М з різноманітними приставками);

метод електронно-мікроскопічних досліджень;

метод металографічних досліджень;

методи термо-ЕРС, електроопору, визначення роботи виходу електронів, термічного коефіцієнту опору тощо;

метод вимірювання амплітудних і температурних залежностей внутрішнього тертя;

методи визначення теплофізичних характеристик матеріалів (теплопровідності, теплоємності, термічного розширення і т.інш.);

методи дифузійних досліджень;

магнітометричні методи досліджень (визначення параметрів магнітного гістерезису, намагніченості та магнітної сприйнятності матеріалів);

метод ядерного магнітного резонансу;

методи фізико-механічних досліджень (границя міцності при розтягуванні, мікротвердість тощо).