Professori f m. f d. I. Sattorov ttymi qoshidagi al o‘qituvchisi L

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

NIZOMIY NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT PEDAGOGIKA UNIVERSITETI

FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI

Himoyaga ruxsat etilsin” Fakultet dekani, dotsent

G‘.Djabbarov

2014 yil

5140200 - “Fizika va astranomiya” ta’lim yo‘nalishi IV- kurs o’quvchisi

TURDIYEVA Muxlisa Meyliqul qizining

“KOINOTNING KATTA O‘LCHAMLI TUZILISHI”

VA UNI O‘QITISH METODIKASI mavzusidagi

BITIRUV MALAKAVIY ISHI

O’quvchi: M.Turdiyeva

Ilmiy raxbar: «Fizika va uni o‘qitish metodikasi» kafedrasi

dotsenti p.f.n. B. Sattarova

Taqrizchilar: «Fizika va uni o‘qitish metodikasi» kafedrasi

professori f.-m.f.d. I. Sattorov

TTYMI qoshidagi AL o‘qituvchisi L. Po’latova

“Himoyaga tavsiya etilsin ” “Fizika va uni o‘qitish metodikasi” kafedrasi mudiri

dots. X.M.Maxmudova

« » 2014 y.

Toshkent 2014


MUNDARIJA

KIRISH 3

I BOB. KOINOT MODELLARI.

KOSMOGONIYA VA KOSMOLOGIYA MASALALARI

1. 
   Kuzatish natijalari va masalalari 6
   
2. 
   Nostatsionar koinot va masshtab 8
   
3. 
   Kritik zichlik 10
   
4. 
   Kosmologik modellar 12
   
5. 
   Qaynoq Koinot modeli
   

1. 
   Reliktiv (antiqiy) radionurlanish 24
   
2. 
   Kengayish boshida Koinot qanday bo‘lgan 27
   
3. 
   Kimyoviy elementlami hosil bo‘lishi 30
   

II-BOB. “KOINOTNING KATTA O‘LCHAMLI TUZILISHI” BO‘LIMINI O‘QITISH METODIKASI

1. 
   KHKlarida “Koinotning katta masshtabli strukturasi. Olam tuzilishi
   

haqidagi zamonaviy tasavvurlar” mavzusini o‘qitish metodikasi 32

2. 
   “Koinotning katta o‘lchamli tuzilishi” mavzusini o‘qitishda
   

kompyuter dasturiy maxsulotlardan foydalanish usullari 53

III BOB. PEDAGOGIK TAJRIBA-SINOVNI TASHKIL ETISH VA O’TKAZISH

1. 
   Pedagogik tajriba-sinov maqsadi va uni tashkil etish 62
   
2. 
   Pedagogik tajriba-sinov natijalari va ularning tahlili 64
   

HULOSA 66

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI 67

IZOHLI LUG’AT 69

2


KIRISH

Mavzuning dolzarbligi. O‘zbekiston Respublikasida shakllangan uzluksiz ta’lim tizimi barkamol shaxs va malakali mutaxassisni tayyorlash jarayonining samarali tashkil etilishini ta’minlashga xizmat qiladi. Uzluksiz ta’lim tizimi doirasida faoliyat olib boruvchi ta’lim muassasalari ilg‘or, demokratik hamda insonparvar g‘oyalarga tayangan hamda yangicha mazmunga ega bo‘lgan ta’lim jarayonini tashkil etishda muhim o‘rin tutadi.

Ta’lim jarayoniga yangi pedagogik texnologiyalarni tatbiq etish borasida oliy ta’lim tizimida ham izlanishlarning tashkil etilayotganligi alohida e’tiborga molikdir. Zero, oliy ta’lim tizimi ijtimoiy zaruriyat sifatida namoyon bo‘layotgan malakali mutaxassisni tarbiyalash jarayonida o‘ziga xos o‘rin tutadi. Oliy o‘quv yurtlarida turli yo‘nalishlarda malakali kadrlarni tayyorlash davrning o‘ta muhim talabi bo‘lib, bu borada barcha imkoniyatlarni ishga solish alohida dolzarblik kasb etadi.

O‘zbekiston Respublikasining «Ta’lim to‘g‘risida»gi Qonuni va «Kadrlar tayyorlash milliy dasturi» mazmunida barkamol shaxs va malakali mutaxassisni tarbiyalab voyaga yetkazish jarayonining mohiyati to‘la ochib berilgan. Malakali kadrlarni tayyorlash jarayonining har bir bosqichi o‘zida ta’lim jarayonini samarali tashkil etish, uni yuqori bosqichlarga ko‘tarish, shu bilan birga jahon ta’limi darajasiga yetkazish borasida muayyan vazifalarni amalga oshirishi lozim.

O‘zbekiston Respublikasida “Ta’lim to‘g‘risida”gi Qonun va “Kadrlar tayyorlash milliy dasturi” ning qabul qilinishi ta’lim va tarbiya tizimida tub o‘zgarishlar yasashni taqozo qiladi.

Respublikamiz prezidenti I.A.Karimov ta’kidlaganlaridek, “Aslida ta’lim- tarbiya sohasidagi islohotning chegarasi va poyoni yo‘q. Toki hayot davom etar ekan, ta’lim ham, tarbiya ham zamon o‘rtaga qo‘yayotgan yangi-yangi talablarga ko‘ra muttasil ravishda o‘zgarib-yangilanib boraveradi”[1.16. b].

Yuqoridagi mulohazalarga asoslanib, astronomiya kursining mazmuni va tuzilishini ilmiy jihatdan aniqlab berish, o‘rta maxsus ta’lim bosqichida

3


astronomiyaning yakunlovchi mavzusi bo‘lgan koinot va uning katta masshtabdagi tuzilishini mazmunini o‘qitishni takomillashtirish lozimligi muammoning dolzarbligini ko ‘ rsatadi.

Muammoning muhim jihati bugungi kunga qadar erishilgan ilmiy pedagogik salohiyatni, pedagogika fani olamida erishilgan yutuqlarni yangi sharoitlarda ijodiy qo‘llash imkonini yaratish hisoblanadi. Demak, ilmiy va texnikaviy rivojlanish bosqichida barcha fanlarni, jumladan astronomiyadan erishilayotgan yutuqlarni inobatga olgan holda ta’lim tizimida astronomiya o‘qitish samaradorligini oshirish yo‘llarini izlash, uni amalda joriy etish, astronomiya o‘qitish nazariyasi va uslubiyatining dolzarb muammosi. O’rta maxsus ta’lim muassasasi hamda uzviylikni ta’minlagan holda oliy ta’limda astronomiya ta’limi samaradorligini tadqiq etish jarayonida Kadrlar tayyorlash milliy dasturi, «Ta’lim to‘g‘risidagi»gi qonun va Vazirlar Mahkamasi tomonidan e’lon qilingan bir qator qaror va ko‘rsatmalar, shuningdek, astronomiya o‘qitish uslubiyatining bugungi kunda erishgan yutuqlari mavzuning yoritilishi uchun asos qilib olindi va ulardan keng foydalanildi.

Bitiruv malakaviy ishining maqsadi. “Koinotning katta o‘lchamli tuzilishi”ga doir ilmiy bilimlarni o‘rganish hamda ushbu mavzuni innavatsion va zamonaviy axborot texnologiyalarini qo‘llagan holda o‘qitish metodikasini ishlab chiqish hamda astronomiya ta’limi jarayoniga joriy etishdan iborat.

Bitiruv malakaviy ishining ob’ekti. Kasb-hunar kollejlarida astronomiya o’qitish jarayoni.

Bitiruv malakaviy ishining predmeti. O’rta maxsus ta’lim muassasalarida “Koinotning katta o‘lchamli tuzilishi”ni o‘qitishda zamonaviy tekshirishlardan olingan bilimlar asosida takomillashtirishning mazmuni, shakllari, metodlari va vositalari.

Bitiruv malakaviy ishining vazifalari.

1. 
   Koinotning katta o‘lchamli tuzilishiga doir nazariy bilimlarni chuqur o‘rganish.
   

4

2. 
   O‘rta maxsus ta’lim muassasalarida “Koinotning katta o‘lchamli
   

tuzilishi” mavzusini zamonaviy texnologiyalar asosida o‘qitishni takomillashtirishning metodologik, didaktik hamda metodik funksiyalarini nazariy va amaliy jihatdan o‘rganish.

3. 
   O‘rta maxsus ta’lim muassasalarining astronomik ta’lim mazmunini
   

takomillashtirishda “Koinotning katta o‘lchamli tuzilishi” mavzusini oxirgi yillarda olingan yangi bilimlar bilan takomillashtirish.

4. 
   O‘rta maxsus ta’lim muassasalarida “Koinotning katta o‘lchamli
   

tuzilishi” mavzusini zamonaviy texnologiyalar asosida olib borish metodikasini ishlab chiqish.

Bitiruv malakaviy ishining ilmiy yangiligi va nazariy ahamiyati.

“Koinotning katta o‘lchamli tuzilishi” mavzusini o‘qitish jarayonida zamonaviy tadqiqotlar natijasida olingan oxirgi yangi ma’lumotlarga tayanildi hamda shu olingan bilimlar natijasida mavzuni zamonaviy pedagogik hamda axborot texnologiyalari muhitida o‘qitishning metodikasi ishlab chiqildi va takomillashtirildi.

5

I BOB. KOINOT MODELLARI. KOSMOGONIYA VA KOSMOLOGIYA MASALALARI

1. 
   Kuzatish natijalari va masalalari
   

Koinotning bizga ko‘rinadigan qismi Metagalaktika deb ataladi. Metagalaktika milliardlab galaktikalar, kvazarlardan tarkib topgan. Hozirgi zamon kuzatish vositalari yordamida qayd qilingan eng uzoq ob’ekt (kvazar) larning masofasi Metagalaktikaning radiusi deb qabul qilingan va u 4000 Mps (megaparsek)dan biroz ko‘proq. Bu o‘lcham Xabbl qonuniga galaktikalarni qochish tezligi o‘rniga kvazarlar tezligi (270000 km/s)ni va Xabbl doimiysi o‘rniga N=73 km/s-Mps qo‘yib topilgan. Metagalaktikadagi ob’ektlar har xil yo‘nalishlar va masofalar bo‘yicha o‘rtacha olganda bir tekis joylashganlar. O’rtacha bir jinsli deganda biz Metagalaktikani katta o‘lchamli (1000 Mps) tuzilishni nazarda tutmoqdamiz. Yuqorida ko‘rganimizdek kichik o‘lchamli (100 Mps) qismlarida Metagalaktika bir jinsli emas, unda galaktikalar guruhlari, to‘dalari, o‘ta katta to‘dalar kuzatiladi. Metagalaktikani katta o‘lchamlarda bir jinsliligi undan tashqarida ham o‘rinli bo‘lsa kerak deb faraz qilish mumkin. Shunday qilib butun koinot (ya’ni Metagalaktika va undan tashqaridagi koinot qismi) da materiya izotrop va bir jinsli taqsimlangan deb qarash mumkin.

Har xil uzoqlikda joylashgan koinot ob’ektlaridan kelayotgan va qayd qilinayotgan nurlanish ulardan har xil vaqtlarda sochilgan. Yorug‘likning tarqalishi tezligi fundamental fizik doimiyligini hisobga olsak uzoqda joylashgan kvazar(kvazag)lardan kelayotgan nurlanish fotonlari yaqindagi galaktika (Andromeda tumanligi) dan kelayotganlarga qaraganda ancha (10 mld. yil) oldin sochilgan (yo‘lga chiqqan)lar. Metagalaktikada uzoqlik bo‘yicha ob’ektlar (galaktikalar)ni taqsimlanishidagi bir jinslilik ular hosil bo‘lish vaqti bo‘yicha uzluksiz ketma-ketlikni hosil qiladi degan xulosaga olib keladi. Agar endi Metagalaktikada kuzatilayotgan zamonaviy bir jinslilik undan tashqarida ham o‘rinli deb faraz qilsak koinotning fazoviy (makoniy) bir jinsliligi uning zamoniy

6


bir jinsliligi bilan uyg‘unlashgan degan xulosaga kelamiz. Galaktikalar, kvazarlar va kvazaglar spektrida chiziqlarni qizilga siljishi ularni bizdan uzoqlashish bilan tushuntiriladi. Ob’ekt bizdan qancha uzoqda bo‘lsa uni uzoqlashish tezligi shuncha katta. Metagalaktika kengaymoqda, kengayish tezligi Xabbl qonuni

u=H-r

bilan ifodalanadi. Metagalaktikani tashqi chegarasi yaqinida kengayish tezligi yorug‘lik tezligiga yaqinlashadi. Agar bu qonuniyat Metagalaktikadan tashqarida ham o‘rinli deb hisoblasak u holda koinot makon va zamon bo‘yicha bir jinsli Butun koinot hozir zamonda kengaymoqda. Demak u o‘tgan zamonlarda hozirgiga qaraganda zichroq va qaynoqroq bo‘lgan va uzoq o‘tmish (10 mld. yil oldin) esa zichlik va temperatura juda yuqori bo‘lgan.

Metagalaktikada kuzatilayotgan ob’ektlar va jarayonlar butun olamni tortishish qonuni (umumiy nisbiylik nazariyasi)ga bo‘ysunadi. Bu qonunni uzoq o‘tmishdagi o‘ta yuqori zichlik (10⁹³g/m³) va temperaturadagi (10³² K) koinotga tatbiq etib bo‘ladimi, yo‘qmi bu muammo bo‘lib qolmoqda. Koinotning rivojlanish masalalari va muammolari bilan kosmologiya shug‘ullanadi. Bu masalalarga keyinroq qaytamiz.

1) Kosmogoniya masalalari. Tabiatda har bir jarayon va ob’ektning hosil bo‘lish, rivojlanish va oxirati bo‘lgani singari galaktikalar, yulduzlar va boshqa kosmik ob’ektlar ham shunday bosqichlarni o‘tishlari kerak. Galaktikalar koinot rivojlanishining yulduzlar esa galaktikalar evolyutsiyasining mahsulotlaridir, chunki galaktikalar yulduzlardan, Metagalaktika esa galaktikalardan tarkib topgan.

Galaktikalarni uch xil turi mavjud: elliptik, spiral va noto‘g‘ri galaktikalar. Noto‘g‘ri galaktikalar nisbatan qaynoq va demak yoshroq yulduzlardan tarkib topgan, elliptik galaktiklar esa aksincha nisbatan past temperaturadagi yulduzlardan tarkib topgan. Spiral galaktikalar oraliq o‘rin egallaydi.

Qaynoq va yosh yulduzlar Galaktika tekisligi yaqinida, gaz+chang tumanliklar ichida kuzatiladi. Yosh yulduzlar nostatsionar bo‘lib ular anashu tumanliklardan hosil bo‘lganligini ko‘rsatuvchi ko‘pgina kuzatish natijalari bor. Ko‘rinishdan yulduz va Galaktikalarni hosil bo‘lishi va rivojlanishida umumiy

7


qonuniyatlar bo‘lishi kerak. Agar yulduzlar gaz va changdan hosil bo‘lgan bo‘lsalar galaktikalar ham o‘z navbatida ulkan gaz+chang bulutlardan hosil bo‘lgan. Dastavval Quyosh atrofida sayyoralarni hosil bo‘lish muammolari bilan shug‘ullangan kosmogoniya XX dan boshlab yulduzlar evolyutsiyasi masalalarini ham o‘z ichiga oldi. Haqiqatdan sayyoralar Quyosh bilan birgalikda, yulduzlar esa o‘z atrofidagi sayyoralar bilan birgalikda hosil bo‘lganlar. Demak sayyoralarni hosil bo‘lish jarayoni yulduz evolyutsiyasi bilan birgalikda ko‘rinish maqsadga muvofiqdir.

Shunday qilib hozirgi zamon kosmogoniyasi yulduzlar va ular atrofida sayyoralar tizimi va karrali yulduzlar tizimlari hosil bo‘lishi mexanizmlarini nazariy ravishda ko‘radi va bunda kuzatishdan olingan natijalarga va umumfizik qonunlarga asoslanadi.

2. 
   Nostatsionar koinot va masshtab faktori
   

Yuqorida keltirilgan dalillardan ko‘rinib turibdiki yulduzlar va galaktikalar orasida nostatsionarlari mavjud, qolganlari statsionar bo‘lsalarda (masalan: bizning Galaktika va Quyosh) ulardan fazoga uzluksiz ravishda modda va energiya oqimi chiqib turadi. Chaqnovchi yulduzlar va aktiv yadroli galaktikalar esa vaqti-vaqti bilan fazoga kata miqdorda modda otib turadi.

Galaktikalar o‘zagidagi, kuzatilayotgan modda oqimini shuningdek Metagalaktikani kengayishini XX asrning buyuk astronomi V.A.Ambarsumyan koinotda o‘ta zich materiya manbalari bor va ular o‘zlaridan uzluksiz modda sochadilar, yulduzlar va galaktikalar hosil qiladigan chang+gaz modda ana shu o‘ta zich materiyadan hosil bo‘ladilar deb tushuntirgan. Ambarsumyan nazariyasi ham galaktikalar nostatsionar ob’ektlar ekanligini ta’kidlaydi. Metagalaktika ham o‘z navbatida nostatsionardir, chunki uni tashkil etgan galaktikalar, kvazar (kvazag)lar bir-birlaridan qochmoqdalar. Agar endi Metagalaktika tashqarisidagi ob’ektlar ham shunday xususiyatga ega deb faraz qilsak Butun Koinot nostatsionar ekan degan xulosaga kelamiz. Butun koinotning tashkil etuvchilari bir-birlaridan

8


uzoqlashmoqda deganda biz ularni o‘z ichiga olgan fazo kengaymoqda degan xulosaga kelamiz. Haqiqatdan ham kengayayotgan ideal gazda atomlar va molekulalar bir-birlaridan qochmaydilar balki bosim kuchi ta’sirida gazning hajmi kattalashadi.

Koinotni kengayish tezligini masofaga bog‘liq ravishda ortib borishini ham uni o‘z ichiga olgan fazo kengaymoqda deb hisoblaganda oson tushunish mumkin.

Adiabatik kengayayotgan ideal gazdagi ikkita molekulani bir-biridan «uzoqlashish» tezligi ular orasidagi masofani o‘zgarishining vaqtga nisbatiga teng. Molekulalar bir-birlaridan qancha uzoqda bo‘lsalar ular orasidagi masofani ortish miqdori shuncha katta bo‘ladi, demak uzoqlashish tezligi shuncha katta bo‘ladi yoki havo shari olib uni shishira boshlasak shar sirtiga siyoh bilan qo‘yilgan ikki nuqta bir-biridan uzoqlasha boshlaydi, uzoqlashish tezligi nuqtalar orasidagi masofaga bog‘liq, masofa qancha katta bo‘lsa tezlik ham shuncha katta bo‘ladi.

Koinotning kengayishishini masshtab faktori (R(t))ni o‘zgarishi bilan ifodalash mumkin. Hozirgi paytda ikkita galaktika orasidagi masofa r₀ bo‘lsa u biror ixtiyoriy t vaqt momentida r(t)=R(to)r₀ bo‘ladi,ya’ni t=t₀ bo‘lganda R(to)=1 va r=ro.

Endi r(t) ni vaqt bo‘yicha o‘zgarishini ko‘raylik. t dan t+dt gacha bo‘lgan vaqt oralig‘ida masofani o‘zgarishi