Материяның өрістік формасының заңдылықтарын сипаттаңыз.

Материя (лат. materіa — зат) — әлемдегі алуан түрлі нысандар мен олардың жүйелерін, дүниедегі сан алуан құбылыстар мен оқиғалардың, қандай да болсын қатынастар мен байланыстардың, қасиеттер мен формалардың негізін, ішкі мәнін, себебін білдіретін философиялық ұғым. Айналадағы бүкіл дүние — мәңгі қозғалыстағы М-ның алуан түрге түсіп, құбылып өзгеруінің, шексіз байланыстары мен қатынастарының көрінісі.

Өріс – еркіндік дәрежесі шексіз көп физикалық жүйе, материяның негізгі түрі. Электрлік, гравитациялық, ядролық және әлсіз әсерлесуге қатысатын нысандардың өз өрістерітері болады. Өріс – осы нысандардың әсерлесуін тасымалдайтын орта. Бір бөлшектің күш әсері екінші бөлшекке өріс арқылы біртіндеп шекті уақытта беріледі. Әсерлесу кезінде өріс бірінші бөлшектің энергиясы мен импульсының бір бөлігін екінші бөлшекке қарай тасымалдайды. Сондықтан өріс материяның негізгі түрі болып табылады. Өріс ұғымын тұтас ортаның қасиеттерін зерттеуге де қолданады. Бұл жерде ортаның әр нүктесінің күйін анықтайтын физикалық шамалар жиынтығы (қысым, температура, тартылыс күші, т.б.) өріс болып табылады. Ал кванттық механикада әр бөлшекке оның физикалық қасиетінің кеңістікте таралуын сипаттайтын толқындық функциялар өрісі сәйкес келеді. Яғни, элементар бөлшектерді және олардың әсерлесуін сипаттауда өріс басты ұғым. Өрістерді сипаттайтын теңдеулерден бөлшектердің барлық қасиеттерін анықтауға болады. Қазіргі кезде кеңінен қолданылып жүрген өріс теңдеулері сызықты, локалды және нормаланған болып келеді. Өрістердің бейсызық, локалды емес теңдеулері соңғы кездерде қарастырылып жүр. Ол сызықты теорияның негізгі принциптерін өзгертіп, қайта қарастыруды қажет етеді.

Физикалық өріс – шексіз еркіндік дәрежесінің санына ие және физикалық шаманың кеңістікте үздіксіз таралуымен сипатталатын жүйе түріндегі материяның ерекше түрі.

Гравитациялық өріс, тартылыс өрісі – кез келген физикалық объектінің айналасында болатын физикалық өріс. Денелер гравитациялық өріс арқылы өзара әсерлеседі.

Гравитациялық өріс - гравитациялық өзара әсерлесуді жүзеге асыруға керекті күш өрісі.

Электр өрісін электр заряды бар денелер туғызады. Бойымен электр зарядтары өтетін өткізгіштің төңірегінде магнит өрісі пайда болады. Қозғалмайтын зарядтың электр өрісі барлық уақытта да өзгеріссіз қалады. Бірқалыпты қозғалатын зарядтардың, яғни тұрақты электр тоқтарының төңірегінде пайда болатын магнит өрісі де өзгермейді.

Ал егер электр заряды бар бөлшектер тыныштық немесе бірқалыпты қозғалыс калпынан шығып, айнымалы қозғалыс жасаса, онда қандай өріс пайда болар еді? Бұл сұрақтың жауабын ағылшынның ұлы ғалымы Максвелл тапты.

Электр зарядтары айнымалы қозғалғанда, яғни кез келген айнымалы тоқта электр өрісі де, магнит өрісі де уақыт өтуіне қарай өзгеріп отырады. Сонымен қатар бұл өрістер, Максвеллдің 1865 жылғы теориялық пайымдауынша, өздерін біртұтас электро-магниттік өріс түрінде керсетеді.

Максвелл сегіз жыл бойы тынбай жүргізген физика-математикалық талдауларын 1873 жылы қорытындылады. Ол біртұтас электромагниттік өрістің теориясын жасады және оның бос кеңістікте де толқын түрінде тарай алатынын дәлелдеді. Максвеллдің электромагниттік өріс теориясының түйіні мынаған саяды.

1. Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.

2. Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады. Осылайша өзгеріп отыратын электр және магнит өрістері әр уақытта да өзара байланыста болады, сондықтан олардың ажырамас бірлігін электромагниттік өріс дейді. Электромагниттік өрісті көрнекі түрде бейнелеу үшін оны, бір жағынан, электр ерісінің Е кернеулік векторы арқылы, екінші жағынан, магнит өрісінін В индукция векторы арқылы сипаттап кескіндейді. Электромагниттік өріс — ақиқат нәрсе. Ол материя формасының бір түрі болып табылады. Материя формасының екінші түрі зат.

Электр зарядтары айнымалы қозғалыс (мысалы, тербеліс) жасағанда, олардың туғызатын айнымалы электромагнитгік өрісі кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне тарайды.

45) Термодинамиканың екінші заңы. Термодинамиканың 1 заңы энергияның сақталу және айналу заңы болып табылғанымен термодинамикалық процестің бағытын анықтай алмайды. Термодинамиканың 2 заңы табиғаттағы процестердің даму бағытын анықтайды.

Энтропия түсінігін және Клаузиустың теңсіздігін қолдана отырып, термодинамиканың 2 заңын тұйық жүйедегі қайтымсыз процестер үшін энтропияның өсу заңы деуге болады: кез-келген тұйық жүйедегі қайтымсыз процесс сол жүйенің энтропиясы өсетіндей болып жүреді немесе қысқаша былай айтуға болады: тұйық жүйеде жүретін процестерде энтропия азаймайды. Тұйық емес (ашық) жүйелерде энтропия өсуі де, азаюы да, тұрақты болуы да мүмкін. Энтропия тұйық жүйедегі тек қана қайтымды процестер үшін тұрақты, ал тұйық жүйедегі қайтымсыз процестер үшін әрқашанда өседі.

Термодинамиканың 2 заңының Кельвин және Клаузиус бойынша тұжырымдамаларына тоқталайық.

Кельвин бойынша тұжырымдамасы: сырттан энергия алмай жұмыс атқаратын машина жасау мүмкін емес, яғни мәңгі двигательдің 1 түрін жасау мүмкін емес.

Клаузиус бойынша тұжырымдамасы: тек бір дененің сууы нәтижесінде жұмыс жасайтын машина жасау мүмкін емес.

Кельвин және Клаузиус тұжырымдамалары бір-біріне эквивалентті. Егер тұйық жүйеде термодинамиканың 2 заңына қайшы келетін қиялдағы процесті жүргізсек, онда энтропия азаяды. Бұл Кельвин және Клаузиус тұжырымдамаларының эквивалентті екендігін көрсетеді.

Термодинамиканың екінші заңы да бірінші заң сияқты адамзат өміріндегі тәжірибелер негізінде туған. Оның қалыптасуына жылу машина-ларының пайдалы әсер коэффициентін анықтау, есептеу кезіндегі зерттеулер көп әсер етті. Термодинамиканың екінші заңы саналатын қорытынды Қарно-ның 1824 жылы "Оттың (жылудың) қозғаушы куші және сол күш-ті үдететін машина туралы ойлану” деген еңбегінде алғаш ғылы-ми тұрғыдан көрсетілді. Осы ойды 1850 жылы Клаузиус математи-калық өрнекпен дәлелдей келіп, жылу салқын денеден өздігінен ыстық денеге ауыспайды деген пікір айтты. Ал, 1854 жылы Кель-вин кез келген денедегі жылуды басқа қосымша эрекет етпестен, тек салқындату салдарынан ғана жұмысқа айналдыруға болмайды десе, Оствальд екінші тектегі мэңгілік двигательді жасау мүмкін емес деді. Жоғарыда келтірілген тұжырымдардың әрқайсысының термо-динамиканың екінші заңына пара-пар екенін дәлелдеу қиын емес. Егер олардың біреуін негізгі постулат ретінде алса, қалғандары соньщ салдары болып шығады. Әрбір макроскопиялық система көптеген бөлшектерден тұрады. Ал мұндай системаларға ықтималдық теориясының заңдары қол-данылады. Егер табиғи процестердің бәріне де нақ осы тұрғыдан қарасақ, кез келген процестін, өзгерістің ықтималдығы аз жағдай-дан ықтималдығы көбірек жаққа ұмтылатыны анық. Мұндай пікір де термодинамиканың екінші зааына анықтама бола алады. Дәл осы секілді, диффузия салдарынан екі не онан да көп газдардың өзара еркін араласуы, жылу алмасу (жылжу, қозғалу) нәтижесін-де ыстық денедегі жылудың салқын денеге ауысуы, тағы да басқа процестер зерттелетін система күйінің ықтималдығымен тығыз байланысқан. Термодинамикада ықтималдық теориямен қатар ста-тистика да қолданылады. XIX ғасырдын, екінші жартысында ста-тистикалық сипатты пайдаланып, термодинамика екінші заңының мәні толық ашылып, дәлелденді. Бұл салада, елеулі еңбек еткен ғалымдар Больцман, Гиббс, Смолуховский тағы басқалар.