1-tema. Elementar fizika páni boyinsha túsinik. Tuwrí sízíqlí ózgermeli qozǵalís. Jobası

1. Elementar Fizika páni. Fizikalíq izertlew usılları, gipoteza, teoriya, ámeliyat

Fizika grekche «Physis» sózinen alınǵan bolıp, tábiyat maǵanasın bildiredi. Elementar fizika páni basqa pánler sıyaqlı bizdi qorshap turǵan materiallíq dúnyanı-materiyanıń obektiv qásiyetlerin úyrenedi.
Materiya túsinigi obektiv reallíqtı ańlatatuǵın filosofiyalíq kategoriya bolıp, bul obektiv reallíqtı insan óz sezgileri menen qabıllaydı, onnan nusqa aladı hám sáwlelendiredi. Materiya bizdiń seziw organlarımızǵa baylanıslı bolmaǵan halda jasaydı.
Materiya eki kóriniste – zat (elementar bóleksheler-elektron, proton, neytron 8.t.b., atom hám molekulalar, ionlar, fizik deneler) hám fizikalíq maydanlar (gravitacion, kúshli, kúshsiz, elektronmagnit) kórinisinde boladı.
Fizika materiya qozǵalısınıń eń ulıwma kórinislerin hám olardıń bir-birine aylanıwların úyrenedi. Máselen, Jer hám aspan deneleriniń barlıǵı ximiyalíq jaqtan ápiwayı yaki quramalı bolıwınan qáttiy názer fizika ashqan pútkil dúnyalíq tartılısıw nızamına boysınadı. Tábiyatta bolatuǵın barlíq processler fizika anıqlaǵan nızamǵa  energiyanıń saqlanıw nızamına boysınadı.
Fizika barlíq tábiyat pánleriniń tabıslı rawajlanıwı ushın zárúr bolǵan izertlew usılların islep shıǵadı hám zárúr áspablar jaratıwǵa imkán beredi. Máselen, mikroskoptıń biologiya pániniń rawajlanıwındaǵı, spektral analizdiń ximiya, rentgen analizdiń medicina rawajlanıwındaǵı, teleskoptıń astronomiyadaǵı áhemiyeti úlken.
Stoletovtıń fotoeffekt hádiysesi ústinde alıp barǵan jumısları házirgi zaman televideniyası hám avtomatikasınıń rawajlanıwında keń qollanılmaqta. Fizika pániniń awıl xojalıǵı ónimlerin islep shıǵarıwdaǵı roli hám úlken.
Fizikalíq nızamlar tájriybelerden alınǵan maǵlıwmatlardı ulıwmalastırıw nátiyjesinde tabıladı. Fizikalíq nızamlar fizikalíq hádiyseler arasındaǵı obektiv ishki baylanıstı hám fizikalíq shamalar arasındaǵı real qatnaslardı sıpatlaydı.
Tábiyattaǵı bar denelerdiń halatın, qásiyetlerin hám qozǵalısların úyreniwde hámde olar menen baylanıslı bolǵan processlerdi súwretlewde qoyılǵan maqsettiń áhmiyetine kóre fizikada hár qıylı ápiwayılastırılǵan uqsatıwlardan (modellerden) paydalanıladı, yaǵnıy bar obektler olardıń ideallasqan nusqası-modeli menen almastırıladı. Usı maqsette fizikanıń mexanika bóliminde materiallíq tochka, absolyut qattı dene, úzliksiz ortalíq dep atalatuǵın mexanikalíq uqsatıwlardan (modellerden) paydalanıladı.
Úyrenilip atırǵan sharayatta geometriyalíq ólshemleri hám forması esapqa alınbaytuǵın hámde massası bir tochkaǵa toplanǵan dep qaralatuǵın hár qanday dene materiallíq tochka dep ataladı. Materiallíq tochka túsinigi ilimiy abstrakciya esaplanadı. Bul túsinikti kiritkende biz tiykarǵı itibardı úyrenilip atırǵan hádiyseniń bas mánisin anıqlap beriwshi táreplerge qaratıp, basqa qásiyetlerin (deneniń geometriyalíq ólshemleri, quramı, ishki halatı) inabatqa almaymız. Fizika páninde tek bir ǵana dene úyrenilmesten, bir neshe deneler toplamı da úyreniledi. Bul denelerdi materiallíq tochkalar toplamı (sisteması) dep qaraw mumkin. Bir makroskopiyalíq deneni mayda bóleklerge bólip, bul bóleklerdi óz-ara tásirlesiwshi materiallíq tochkalar sisteması dep kóz aldımızǵa keltiriw mumkin.
Absolyut qattı dene dep qálegen eki tochkası arasındaǵı aralíq onıń qozǵalısı dawamında ózgermeytuǵın denege aytıladı. Tábiyatta absolyut qattı deneniń ózi joq. Bizge beligili hár qanday qattı dene sırtqı kúsh tásirinde deformaciyalanadı, yaǵnıy geometriyalíq ólshemleri, forması qandayda bir dárejede ózgeredi. Biraq qoyılǵan máseleniń áhmiyetine qarap kóp hallarda deformaciya nátiyjesinde bolatuǵın ózgerislerdi esapqa almasada boladı. Absolyut qattı dene hár qanday makroskopik dene sıyaqlı bir-biri menen qattı baylanısqan materiallíq tochkalar sistemasınan ibarat dep qaraladı.
Suyıqlíqlarda, gazlarda denelerdiń qozǵalısın hám de teńsalmaqlıǵın úyreniwde úzliksiz ortalíq túsinigi qollanıladı. Bizge belgili, hár qanday materiallíq dene atom hám molekulalardan quralǵan bolıp, diskret dúziliske iye. Biraq máseleni ápiwayılastırıw maqsetinde zattı úzliksiz ortalíq dep qarap, onıń atom hám molekulalardan dúzilgenligi itibarǵa alınbaydı.
Denelerdiń qozǵalıs nızamların úyreniwde keńislik hám waqıt túsiniklerin anıq kóz aldımızǵa keltiriw úlken áhmiyetke iye. Bizge belgili, barlíq materiallíq deneler kólemge iye bolǵanlíqları ushın olar belgili orındı iyeleydi hám bir-birlerine salıstırǵanda qandayda bir jaǵdayda jaylasqan boladı. Dene óz qozǵalısı nátiyjesinde halatların(orınların) ózgertedi. Bul ózgeris, tábiyiy túrde, keńislikte bolıp ótedi hám málim waqıt aralıǵında ámelge asadı. Hár qanday mexanikalíq process bazı bir waqıt aralıǵında keńislikte bolıp ótedi. Waqıt-hádiyselerdiń izbe-iz ózgeris tártibin ańlatatuǵın fizikalíq shama. Deneler qozǵalısın keńislik hám waqıttan ajratılgan halda kóz aldımızǵa keltirip bolmaydı.
Qozǵalıstıń kinematikalíq sıpatlaması degende deneniń qálegen waqıtta keńisliktegi halatın basqa bazı bir denege salıstırǵanda anıqlaw túsiniledi.
Qálegen momentte deneniń keńisliktegi halatın anıqlawda qollanılatuǵın waqıttı ólshewshi áspab (máselen saat) hám sanaq bası(O tochka) menen baylanıslı koordinatalar sisteması sanaq sisteması delinedi.
Fizikalíq hádiyselerdi úyreniw tájriybe tiykarında baslanadı. Hádiyselerdi tábiyiy sharayatlarda úyreniw tiykarında tájriybe arttırıw- baqlaw dep, hádiyselerdi jasalma sharayatta, yaǵnıy laboratoriya sharayatlarında ámelge asırıp tájriybe ótkeriwdi bolsa eksperiment dep ataymız. Álbette, eksperiment baqlawǵa salıstırǵanda bir qatar jetiliskenliklerge iye. Birinshiden, eksperimentte maǵlıwmat alıw ushın sarıplanatuǵın waqıttı tejew mumkin. Máselen, tábiyiy sharayatlarda bazı bir hádiyse bolıwı ushın bir neshe sutkalap, hátteki aylap kútiwge tuwra keledi. Laboratoriyalarda bolsa bul hádiyseni qálegen waqıtta ámelge asırıw múmkin. Ekinshiden, tábiy sharayatlarda ámelge asıp atırǵan tájriybede hádiysege bir neshe faktorlardıń tásiri boladı. Laboratoriyada bolsa jasalma ráwishte sonday sharayatlar jaratıw múmkin, nátiyjede faktorlardan tek biriniń ózgerisi hádiyseniń ótiw processine qanday tásir kórsetiwin tekseriw imkániyatı tuwıladı. Basqasha etip aytqanda, eksperimentte “tazaraq sharayatlar” jaratıw mumkin. Bul bolsa tájriybede anıqlanıp atırǵan shamalardı anıǵıraq ólshewge imkániyat jaratadı.
Ulıwma, tájriybe degende faktlardı anıqlaw ǵana emes, bálki faktlardı sistemaǵa keltiriw, hádiyse yaki processti xarakterlewshi fizikalíq shamalar arasındaǵı baylanıstı sapa, muǵdar jaǵınan anıqlawdı túsiniw lazım.
Tájriybelerde jıynalǵan maǵlıwmatlar hádiyseni túsindiriw ushın gipotezalar jaratıwǵa tiykar bolıp xızmet etedi. Gipotezanı logikalíq rawajlandırıw nátiyjesinde payda bolatuǵın juwmaqlar tájriybelerde tastıyıqlanbasa, bunday gipoteza sınawdan ótpegen, yaǵnıy qáte gipoteza esaplanadı.
Kerisinshe, gipotezadan kelip shıǵıwshı nátiyjeler tájriybelerde tastıyıqlanǵan jaǵdayda gipoteza fizikalíq teoriyaǵa aylanadı. Fizikalíq teoriya bir tarawdaǵı bir qatar hádiyselerdi, olardıń mexanizmlerin hám nızamlılíqların túsindire alıwı kerek. Bunnan tısqarı, fizikalíq teoriya ushraspaǵan jańa hádiyselerdi aldınnan aytıp bere alıw múmkinshiligine iye bolıw kerek. Eger bul jańa hádiyseler tájriybede esapqa alınsa, teoriya jáne sınawdan ótken boladı.