Urganch davlat universiteti fizika –matematika fakulteti Fizika yo’nalishi 203- guruh talabasi Sharipova Xolidaning

1.2 “Molekular fizikani” mavzusini talabalarning qiziqish va bilish darajasidan kelib chiqib o’qitish .
Akademik litseylarida “Molekulyar fizika”ni o`qitishda o`quvchilarni maktabda ya`ni 6- va 9-sinflarda olgan boshlang`ich tushunchalarini yanada rivojlantirish maqsadida‚ ya`ni oddiydan boshlab murakkabga qarab o`qitilishini nazarda tutib‚ talabalarning boshlang`ich bilimga ega bo`lganini bilganholda “Molekulyar fizika” fani o`qitiladi. Akademik litseylarda o’quvchilar o‘zlari tanlagan yo’nalish bo’yicha bilimlarini oshirish va muayyan fanlar asoslarini chuqur, mukammal o’zlashtirish imkoniyatlariga ega bo’ladi. Aniq fanlarga yo’naltirilgan akademik litseylarda fizikaning “Molekulyar fizika” bo’limi ham maktab va kasb-hunar kollejlariga jumladan tabiiy fanlarga yo’nalgan akademik litseylarga nisbatan kengroq va chuqurlashtirib o’tiladi.Ko’proq bu bo’limda masalalar yechishga e’tibor qaratiladi. “Molekulyar fizika”bo’limi olamning hozirgi zamon fizik manzarasini o’rganishda fundamental o’rinni egallaydi, chunki barcha moddalar atomlar va mayda zarralardan tashkil topgan, ular uzluksiz harakatda bo’lib,uzoq masofalarda tortishishadi,bir biriga juda yaqin kelsa itarishadi.
Akademik litsey fizika kursida “Molekulyar fizika “ alohida o’rin egallaydi,chunki moddalarning tuzilishi va xossalari asosida ilmiy dunyo qarashi shakllantarish,fizika o’qitishning asosiy vazifalaridan biridir.Moddalarning ichki tuzilishi masalasi ximiya, biologiya,astronomiya va boshqa fanlarga ham singib ketgan. Molekulyar fizikani o’qitishda yo’l qo’yilgan kamchiliklarni bartaraf qilish yo’llari quyidagicha bo’ladi.
Bo’limga taalluqli bilimlar sistemasi yaxlit,mantiqan zid bo’lmagan va fizika kursi bilan shunday ichki bog’lanishga ega bo’lishi lozimki,bu bo’limning g’oyalari butun kurs bo’yicha izchil va keng qo’llanib,olamning fizik manzarasini shakllantirishda zamin bo’lib xizmat qiladi.Bo’limning strukturasi shunday bo’lishi kerakki,o’quv materiallarini induktiv va deduktiv bayon qilishda o’quvchilar,ilmiy bilishning molekulyar kinetik, statistik va termodinamik metodlarini birgalikda qo’llashning afzalliklarini o’rishi, o’quvchilar bu metodlarning o’rganilayotgan hodisa va jarayonlarga amalda tadbiq qila oladigan malakaga ega bo’lishlari, hamda molekulyar fizikaning amalda qo’llanilishining ilmiy asoslarini tushuntirishlari kerak.
Akademik litseylarda “Molekulyar kinetik nazariya” mavzusini o’qitishda quyidagilarga e’tibor berilsa maqsadga muvofiq bo’ladi.
Fizika o’qitishning birinchi bosqichida har xil agregat holatdagi moddalarning xossalarini tushuntirishda, molekulyar-kinetik tasavvurlarni rolini oshirish nazarda tutiladi.
Fizika o’qitishning ikkinchi bosqichida molekulyar fizikani o’rganishda izchillik tamoyilini amalga oshirish;
birinchi bosqichdagi sifat jihatdan tushuntirishlarni ikkinchi bosqichda, miqdoriy qonuniyatlar darajasiga olib chiqish.
Ikkinchi bosqichda o’quv materialini umumlashtirish, ya’ni uni shunday tanlash va o’qitish kerakki, diqqatni molekulyar fizikaning asosiy tushunchalari, qonunlari va metodlarini o’rganishga keng ko’lamdagi issiqlik hodisalari va jarayonlarini “Molekulyar kinetik nazariya” asosida umumlashtiririshga jalb qilish.
Dinamik vastatistik qonuniyatlarning mohiyatini, olamning moddiyligi va birligi g’oyasini, modda tuzilishi va mikrojarayonlarni bilish mumkinligini yoritish asosida talabalarda ilmiy dunyoqarashini shakllantirish
Hozirgi o’tish davrida milliy dasturda aytilganidek, ta’lim taraqqiyotining rivoji maqsadida o’rta maxsus bilim yurtlari akademik litseylar va o’rta maxsus kasb-hunar kollejlari tashkil etildi. 9 yil davomida maktabda o’quvchilar umumiy tayanch ma’lumotlarini olsalar, o’rta maxsus bilim yurtlarida ular o’zlari tanlagan yo’nalishi bo’yicha bilimlarini oshirishda va oliygohlarga kirish uchun aniq maqsadga yo’naltirilgan fanlardan saboq olish imkoniyatiga ega bo’lmoqdalar
Molekulyar fizika va termodinamika ayni bir doiradagi hodisalarni, xususan, jismlardagi makroskopik protsesslarni, ya’ni jismlar tarkibidagi ulkan miqdordagi atomlar va molekulalar bilan bog‘liq bo‘lgan hodisalarni o‘rganadi.
Molekulyar fizika moddaning atom-molekulyar tuzilishi haqidagi tasavvurlardan kelib chiqadi va issiqlikni atom va molekulalarning tartibsiz harakati deb qaraydi. Molekulyar fizikani ko‘pincha modda tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasi deb ham yuritiladi.
Molekulyar fizika materiyaning issiqlik harakatini o‘rganadi.
Issiqlik harakati degan tushuncha bir nechagina molekulalardan iborat sistemalarga tatbiq etilmaydi. Nihoyatda ko‘p molekulalarning xaotik harakati ayrim jismlarning tartibli mexaniq ko‘chishidan sifat tomondan farq qiladi. Xuddi o‘sha sababdan ham xaotik harakat materiya harakatining o‘ziga xos xossalariga ega bo‘lgan maxsus turi hisoblanadi.
Jismlarning ichki xossalari issiqlik harakatiga bog‘liq, shuning uchun issiqlik harakatini o‘rganish jismlar ichida yuz beradigan ko‘p jarayonlarni tushunib olishga imkon beradi.
Atom yoki molekulalari juda ko‘p bo‘lgan jismlar fizikada makroskopik jismlar deb ataladi. Makroskopik jismlarning o‘lchamlari atomlarning o‘lchamlaridan juda ko‘p marta katta bo‘ladi. Ballon ichidagi gaz, idishdagi suv, qum, tosh, po‘lat sterjen, Yer shari makroskopik jism hisoblanadi. Makroskopik jismlarda yuz beradigan jarayonlarni (protsesslarni) molekulyar fizika o‘rganadi.
Atom va molekulalarning issiqlik harakatiga bog‘liq bo‘lgan va boshqa ko‘p hodisalar issiqlik hodisalari deb ataladi.
Issiqlik hodisalarining qonunlari kashf etilishi bu hodisalardan amalda, texnikada samarali foydalanishga imkon beradi. Hozirgi zamon issiqlik dvigatellari, gazlarni suyuqlikka aylantiradigan qurilmalar, sovitgich apparatlar va boshqa qurilmalar ana shu qonunlarga asoslanib loyihalanadi.
Makroskopik jismlarning ichki holati makroskopik parametrlar deb ataladigan miqdorlar bilan aniqlanadi. Bular jumlasiga bosim, hajm va temperatura kiradi.
Bosim deb, sirtning bir birlik yuzasiiga perpendikulyar ravishda ta’sir qiluvchi kuchga miqdor jihatdan teng bo‘lgan fizik kattalikka aytiladi, ya’ni
, (1)
bu yerda - ta’sir qiluvchi kuch;
- sirtning yuzasi.
SI sistemasida bosim Paskallarda o‘lchanadi, ya’ni
. (2)
Ko‘pincha bosimning amaliyotda foydalaniladigan birliklari: millimetr simob ustuni (mm sim. ust.), fizik atmosfera (atm.) va texnik atmosfera (at.)
(3)
.
Normal atmosfera bosimi deb, dengiz sathida temperaturada balandligi 760 mm simob ustuniga teng bo‘lgan atmosfera bosimiga aytiladi.
Atmosfera bosimi ob-havoni belgilaydigan boshqa ko‘p hodisalar bilan uzviy bog‘liqdir. Shuning uchun ob-havoni oldindan aytish va boshqa maqsadlar uchun atmosfera bosimini bir onda o‘lchashga to‘g‘ri keladi. Atmosfera bosimlarini o‘lchashda qo‘llaniladigan asboblar barometrlar deb ataladi.
Berk idishlardagi bosimni o‘lchashga mo‘ljallangan asboblarga manometrlar deyiladi. Manometrlar ikki turga: suyuqlikli va metall manometrlarga bo‘linadi. Suyuqlikli manometrlar kichik bosimlarni o‘lchashda, metall manometrlar esa katta bosimlarni o‘lchashda ishlatiladi.
Hajm quyidagi formula bilan ifodalanadi:
, (4)
bu yerda - moddaning hajmi;
- moddaning massasi; - moddaning zichligi.
. (5)
Issiqlik hodisalari to‘g‘risidagi butun ta’limotda temperatura tushunchasi markaziy o‘rin egallaydi. Temperatura jismning isiganlik darajasini ifodalaydi.
Temperaturani o‘lchaydigan asbob – termometr deyiladi. Termometrning ishlash prinsipi jismlarning bir-biriga energiya berish yoki olishiga asoslangan. Ko‘pincha ishlatiladigan termometrlar suyuqlikli (simobli, spirtli) termometrlardir. Amaliyotda temperatura Selsiy shkalasi orkali o‘lchanadi va , bilan belgilanadi.
Kelvin boshqa temperaturalar shkalasini taklif kildi. Kelvinning taklif kilgan shkalasini termodinamik yoki absolyut temperatura shkalasi deyiladi. Bu shkala bilan ifodalangan temperatura bilan belgilanadi va Kelvin (K) hisobida ifodalanadi. Temperatura birligi kelvin SI da asosiy birliklardan biri hisoblanadi. Kelvin shkalasida ifodalangan temperatura Selsiy shkalasida ifodalangan temperatura bilan quyidagicha bog‘lanishga ega bo‘ladi:
. (6)
Holat parametrlari bir-biriga qonuniy ravishda bog‘langan bo‘lib, ulardan birining o‘zgarishi natijasida boshqalari ham o‘zgaradi. Bu kattaliklarning o‘zaro bog‘lanishi analitik usulda funksiya ko‘rinishida ifodalanishi mumkin, ya’ni
. (7)
Biror jismning parametrlari orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi munosabat shu jismning holat tenglamasi deb ataladi. Binobarin, yukoridagi (7) ifoda holat tenglamasidir.
Har qanday moddaning xossalari uni tashkil etuvchi zarralarning xossalari va harakatining harakteri bilan aniqlanadi.
Moddaning uzlukli (diskret) tuzilishi to‘g‘risidagi tasavvur uzoq o‘tmishdayoq paydo bo‘lgan edi. Hozirgi zamon fanining ma’lumotlariga ko‘ra, har qanday modda molekulalar deb ataluvchi zarrachalardan tuzilgan bo‘lib, molekulalar esa o‘z navbatida atomlardan tashkil topgandir.
Moddalar uzluksiz xaotik (tartibsiz) harakatda bo‘lgan atom va molekulalardan tuzilgan degan fikrga asoslangan modda tuzilishining nazariyasiga molekulyar-kinetik nazariya deyiladi.
Modda tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasi quyidagi uchta qoidaga asoslanadi:

1. 
   Barcha moddalar molekulalardan tashkil topgan; molekulalar o‘z navbatida atomlardan tashkil topgan;
   
2. 
   Molekulalar har doim uzluksiz tartibsiz (xaotik) harakatda bo‘ladi;
   
3. 
   Hamma moddalar zarralari orasida tabiati elektromagnit ta’siridan iborat bo‘lgan tortishish va itarishish kuchlari mavjud.
   

Molekulyar-kinetik nazariya gazsimon, suyuq va qattiq holatdagi moddalarni o‘rganishda asosiy nazariya bo‘lib qoldi.
Molekulyar-kinetik nazariyaning to‘g‘riligini Broun harakati, diffuziya va boshqa hodisalar to‘la tasdiqlaydi.
Broun harakati deb, suyuqlik yoki gazlarda muallaq holatdagi qattiq va erimaydigan zarrachalarning uzluksiz xaotik harakatiga aytiladi.
Diffuziya deb, bir-biri bilan chegaradosh ikki modda molekulalarining xaotik harakati natijasida asta-sekin o‘zaro aralashib ketish hodisasiga aytiladi.
Diffuziya hodisasi gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarda har xil kuzatiladi, bu jismlar atom va molekulalarining bir xil harakatlanmasligini ko‘rsatadi.
Diffuziya hodisasi tabiatda va texnikada katta rol o‘ynaydi. O‘simliklarning ildizlari o‘simlik uchun zarur moddalarni tuproq osti suvlaridan ildizlar ichiga qarab yo‘nalgan diffuziya oqimi vositasida oladi. O‘simlik uchun zarrali bo‘lgan moddalar o‘simlik tomonidan o‘zlashtirilmaydi, ya’ni diffuziyalanmaydi.
Texnikada diffuziya har xil moddalarni, masalan, lavlagidan qandni, kimyo sanoatida xilma-xil moddalarni, tabiiy uran rudasidan yadro yoqilg‘isi uran izotopini ajratib olishda va shu kabilarda foydalaniladi.
Hozirgi zamon fanida jismlarning fizik xossalarini o‘rganishda ikki xil yondoshishdan – termodinamik va molekulyar-kinetik usuldan foydalaniladi. Termodinamik usul jismlarning ichki tuzilishdagi xususiyligini hisobga olmagan holda ularda energiya aylanishi va saqlanishi qonunlari asosida o‘rganishga asoslangan bo‘lib, termodinamik usul deyiladi.
Molekulyar-kinetik usul moddalarning ichki tuzilishi asosida ularning xossalarini chuqurroq o‘rgatadi. Molekulyar-kinetik usul statistik usul deb, molekulyar-kinetik nazariya esa statistik fizika deb ham yuritiladi. Har ikkala termodinamik va statistik usullar bir-birini to‘ldiradi. Bu usullarning birlashishi gaz, suyuq va qattiq holatdagi moddalarning tuzilishi va ularda bo‘ladigan jarayonlarni o‘rganishga keng yo‘l ochib beradi.
Gazlarning kinetik nazariyasi gaz holatini harakterlovchi kattaliklari bilan molekulalar harakati o‘rtasidagi bog‘lanishni hosil qiladi.
Biror idishda olingan gaz xaotik harakatdagi molekulalar to‘plamidan iboratdir. Har bir molekula idish devoriga urilganda devorga biror kichik kuch bilan ta’sir qiladi, ammo molekulalar to‘plami esa kattagina kuch bilan ta’sir qiladi. Idish devorining yuza birligiga ta’sir etuvchi kuch gaz molekulalarining bosimiga teng. Demak, gazning bosimi gaz molekulalarini issiqlik harakati tufayli idish devoriga urilishidan kelib chiqadi.
Qirrasi bo‘lgan kub idishda molekuladan iborat gaz joylashgan, har bir molekulaning massasi ga teng. Molekulalar harakatining batamom xaotik bo‘lishi tufayli ularning idish devorlariga ta’sirlari natijasi xuddi barcha molekulalarning qismi idishning oldingi va orqa devorlari orasida, qismi o‘ng va chap devorlari orasida va qismi yuqori va pastki devorlari orasida to‘g‘ri chiziqli harakat qilgandagidek bo‘ladi (1-rasm). Shuning uchun ular uchala o‘zaro perpendikulyar yo‘nalishlarning har biri bo‘ylab harakatlanuvchi molekulalar soni ga teng bo‘ladi.