UMUMTA’LIM MAKTABLARIDA FIZIKA FANI MASSA VA ENERGIYA HAQIDA MULOHAZALAR Текст научной статьи по специальности «Физика»



www.in-academy.uz

ARTICLE INFO

UMUMTA'LIM MAKTABLARIDA FIZIKA FANI MASSA VA ENERGIYA HAQIDA MULOHAZALAR

Rahmanov Valijon Turdaliyevich1 Sodiqov Abdukarimxon Baxodir o'g'li2 Topiboldiyev Jonibek Axmadjon o'g'li2 Qahharboyeva Shahnoza Shomansur qizi2

1Guliston davlat universiteti Axborot texnologiyalari va fizika-matematika fakulteti Fizika kafedra o'qituvchisi, Guliston shahri. [email protected] 2Guliston davlat universiteti Axborot texnologiyalari va fizika-matematika fakulteti Fizika yo'nalishi 4-bosqich talabalari [email protected] 2Guliston davlat universiteti Axborot texnologiyalari va fizika-matematika fakulteti Fizika yo'nalishi 3-bosqich talabasi [email protected] 2Guliston davlat universiteti Axborot texnologiyalari va fizika-matematika fakulteti Fizika yo'nalishi 3-bosqich talabasi [email protected]

ABSTRACT

Received: 11th January 2024 Accepted: 17th January 2024 Online: 18th January 2024

KEY WORDS Inert massa, gravitatsion massa, tinchlikdagi massa, ekvivalent, yorug'lik bosimi, yorug'lik kuchi, energiya zichligi, yorug'lik impulsi, relyativistik massa, yashiringan energiya, tinchlikdagi energiya, foton massasi.

Mualif maqolada Umumta'lim maktablarida fizika fani massa va energiya haqida mulohazalarga bag'ishlangan bo'lib, unda massa va energiya to'g'risida fikrlar yuritilgan, energiya va massa ekvivalentligi hamda massaning tezlikka bog'liqligi ifodalarini keltirib chiqarishning matematik yechimlari keltirilgan. Maqola avvalo iqtidorli o'quvchilarimiz va talabalarimizni, qolaversa ushbu maqolaga e'tiborini qaratgan barcha-barchani yana bir marta ushbu masalada mulohaza va munozaraga chorlaydi.

Massa-bu skalyar, musbat va klassik mexanikada o'zgarmas kattalik. Massa jismda bor bo'lgan modda miqdorini xarakterlab, inert va gravitatsion massalar shaklida namoyon bo'ladi va ular haqidagi munozaralar uzoq davom etgan. Inert massa- bu jismning inertlik o'ichovi bo'lib, uning inertlik hususiyatini namoyon qiladi, ya'ni, qo'polroq qilib aytilganda, jismda massa qancha katta bo'lsa, uni joyidan qo'zg'atish va u yurib ketayongan bo'lsa to'xtatish qiyin. Inert massa dinamikaning asosiy qonuni, ya'ni N'yutonning ikkinchi qonuni va harakat miqdori o'zgarishining kuch impulsiga tengligi (impulsning o'zgarishi haqidagi

teorema) ifodalarida ham asosiy rolni o'ynaydi F

F = ma => mi =a va mu - mu0 = F-Àt (1)

Bularga asosan jismda massa qancha katta bo'lsa uning tezlanish olishi qiyin va keyingi ifodaga asosan tezligini o'zgartirish yoki impulsini o'zgartirish qiyin, ya'ni ta'sir qilayotgan kuch kattaligi o'zgarmas bo'lganda impulsni o'zgartirish uchun ko'proq vaqt zarur bo'ladi.

www.in-academy.uz

Gravitatsion massa to'g'risida gapirilganda esa jismlarning Yerga yoki Yerning Quyoshga tortilishidagi kabi gravitatsion "zaryad" ko'rinishidagi massa tushiniladi. Gravitatsion "zaryad" , ya'ni gravitatsion massa o'zining atrofida gravitatsion maydonni hosil qilib, ushbu maydon

«

ta'sirida jismlar o'zaro tortishadi. Keyinchalik isbotlandiki, klassik mexanikada, ya'ni u c

il - 41

bo'lganda inert, gravitatsion massalar jismning tinchlikdagi massasiga teng ekanL J:

nig M

F = G rz

m,

mg = mo

(2)

Xuddi shu narsa, ya'ni inert va gravitatsion massalarning o'zaro tengligi hatto foton massasi uchun ham isbotlangan. Buni energiyaning chastota va massa orqali ifodalarini tenglashtirish orqali topamiz va bu inert massadir,

ya'ni, E = hv,

E = mc2^

mi = hv/c2

lekin buning tinchlikdagi massa bilan aloqasi yo'q, chunki foton tinchlikda mavjud emas. Keyinchalik 1960 yilda Amerika olimlari Paund va Rebke tomonlaridan foton gravitatsion massaga ham egaligi eksperimental isbotlandi va u miqdor jihatidan inert massaga teng, ya'ni

I [4]

bitta massaning ikki xil xususiyati mavjud1

Ammo, Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasiga ko'ra (katta tezliklarda) massa tezlikka bog'liq bo'lib qolib, tezlik ortishi bilan ortib boradi. Undan tashqari, Eynshteyn tomonidan, massa bor joyda energiya bor ekanligi aytildi, ya'ni massada juda katta energiya

yashiringan, massa va energiya o'zaro ekvivalent kattaliklar ekanligini e'tirof etadi^ ^

(3)

Massa va energiya munosabatlari, ular orasidagi bog'lanish, massa va energiyaning ekvivalent kattaliklar ekanligi fizika fani tarixida inqilob yaratgani barchamizga ma'lum. Massaning tezlikka bog'liq ekanligi ifodasi ham ozmuncha shov-shuvga sabab bo'lgan emas. Ular haqida o'quvchilar davrasida yoki dars mashg'ulotlarida gapirilganda ko'pincha isboti, ya'ni kelib chiqishi so'raladi. Shu sababli ushbu maqola yuzaga keldiki, uni o'qib iqtidorli o'quvchilar, talabalar o'z qiziqishlariga javob olishadi deb umid qilamiz.

Isbotni massa va energiya ekvivalentligi ifodasidan boshlasak, buning uchun yorug'lik bosimi tushunchasidan foydalanamiz. Olaylik, biror-bir erkin qora plastinkaning S yuzasiga yassi yorug'lik to'lqini tushsin. Bunda yorug'lik bosimi evaziga uning dE energiyasi plastinkani dh masofaga siljishidagi ishga sarflansin. Yorug'lik bosimi P bo'lganda uning kuchi PS bo'ladi va unda energiyaning ishga aylanishini inobatga olsak, dE=PSdh

bo'ladi. Bunda dh masofa shunday masofaki, yorug'lik nuri c tezlik bilan tarqalib plastinka sirtiga dt vaqt ichida beradigan impulse ta'sirida plastinkani dh masofaga siljitadi deb faraz qilamiz:

dh=cdt deb olsak dE=PScdt bo'ladi.

www.in-academy.uz

Bundan bosim:

P =

dE Scdt

(4)

Bosim ifodasi mahrajida dV hajm

1-rasm

Scdt=Sdh=dV bo'lgani uchun

(5)

Bu (5) ifoda energiya zichligi, ya'ni, hajm birligidagi energiyadir. Bu fikr esa ingliz olimi Maksvell tomonidan oldindan aytilgan bo'lib, yorug'lik bosimi yoki umuman olganda nurlanish energiyasi bosimi son jihatidan energiya zichligiga teng edi.

Endi bosim kuchi F=PS tomonidan plastinka sirtiga berilayotgan dK impuls yoki harakat

[4].

miqdorini quyidagicha ifodalaymiz

dK=Fdt=PSdt oldingi ifodalardan foydalansak:

dK = —

c

(6)

K = 1

c

Demak, quyidagi ifoda ham o'rinli: c impulsni massa orqali ifodalasak: K=mc bularni tenglashtirish orqali E=mc2 ni olamiz, energiya bilan massa orasidagi (3) munosabat isbotlandi.

Massaning tezlikka bog'liqligi ifodasiga o'tsak, bu ifoda Eynshteynning nisbiylik nazariyasi xulosalaridan biri sifatida bizga ma'lum. Buni keltirib chiqarish uchun o'zgaruvchan massali jism dinamikasidan foydalanamiz. Bizga ma'lumki, kuch impulse impuls o'zgarishiga teng, ya'ni:

Fdt=d(mv) yoki Fdt=mdv+vdm (7)

dS yo'l qismida sarflangan dE-energiya qismi quyidagicha ifodalanadi: dE=FdS=Fvdt buni esa yuqoridagi (7) ifodadan foydalanib quyidagicha yozish mumkin: dE=mvdv+v2dm bunga dE=c2dm ekanligini hisobga olsak, c2dm=mvdv+v2dm o'zgaruvchilarni ajratamiz:

vdv = (c2 — v2)- yoki -

vdv c2 — v2

m m

Oxirgi ifodani integrallashdan oldin v=0 dagi massani m0- tinchlikdagi massa, v tezlikdagi massani esa relyativistik massa deb olamiz va u m bilan belgilanadi. U holda:

Integrallangandan

so ng:

Va nihoyat:

lnm-lnmo=ln[ c J-V2

www.in-academy.uz

bundanesa:

m —

(8)

Shunday qilib massaning tezlikka bog'liq ifodasini keltirib chiqardik. Endi kinetic energiya ifodalarini keltirib chiqarishga o'tamiz. Buning uchun massa va energiya ekvivalentligi ifodasiga massaning tezlikka bog'liqlik ifodasini qo'ysak:

Oxirgi ifodani qatorga yoyish orqali quyidagini olamiz:

Agarda tezlik u yorug'lik tezligiga nisbatan juda kichik bo'lsa, u holda (9) formulada faqat birinchi va ikkinchi hadini qoldirish mumkin:

,2

(10)

ushbu ifodada ikkinchi had bizga juda ham tanish bo'lgan kinetik energiyaning ifodasi bo'lib, u bor yo'g'I energiyaning jism tezlik olishi evaziga o'sishinigina bildiradi:

-m0v2 = AE = mc2 - mnc2

mc2=moc2+2

1

oL

- " " (11) Bundan ko'rinadiki, katta energiya jismning tinch turgandagi holatiga to'g'ri keladi (moc2) va u yashiringan holatda bo'ladi. Bu energiyaning borligiga biz yadroviy jarayonlarda ishonch hosil qilamiz. Shundagina u o'zini namoyon etdi. Tinchlikdagi energiyaning qanchalik darajada katta ekenligiga ishonch hosil qilish uchun biz harqanday moddaning 1 grammiga to'g'ri keladigan energiyaning qanday qiymatga egaligini ko'rish bilan ishonch hosil qilsak bo'ladi.

E= m0c2=10-3 -9 -1016=9- 1013J

(12)

(10) ifoda energiyaning saqlanish qonunini ifodalasa, uni massaning saqlanish ko'rinishida ham yozish mumkin:

1,2 yum Hi - fHf\ ~1--~

(13)

I 1 2 1 ■ I AE

m = mQ + —m0v yoki m = mQ + —

Open access journal

www.in-academy.uz

— = ¿i/77

Bunda c - jism yoki moddiy nuqta tezlik olganda uning energiyasining ga

o'sishiga mos keladigan massaning o'sishidir, ya'ni energiya kinetik energiya ko'rinishida namoyon bo'ladi.

Umumiy fizika fanini o'rganar ekanmiz, fizik kattaliklar ichida massa eng soddasidek tuyuladi. Masalan, klassik mexanikada og'irlik , og'irlik kuchi va massa to'g'risida gapirganimizda og'irlik kuchi balandlikka, geografik kenglikka bog'lik. Massa esa bularga bog'lik emas, o'zgarmas kattalik deb olinadi. Massaning nisbiy kattalik ekanligini, ya'ni koordinata sistemasining tanlanishiga(tezlikka) bog'likligini va yuqoridagi mulohazalarni hisobga olsak va undan tashqari massa va energiya ekvivalentligini qo'shsak bu kattalik unchalik ham sodda emasligiga ishonch hosil qilamiz. Aksincha u eng murakkab, eng xulosalar yasash qiyin bo'lgan kattalik ekan degan natijaga kelinadi.

Masalan, klassik mexanikada inert, gravitatsion va tinchlikdagi massa o'zaro teng deyish mumkin. Lekin relyativistik mexanikada, ya'ni tezlik yorug'likning vakuumdagi tezligiga yaqin borganda bu tenglik haqida gapirish juda qiyin.Undan tashqari, massaning tezlikka bog'liqlik ifodasiga ko'ra moddiy jismning, ya'ni tinchlikdagi massaga ega bo'lgan jism tezligi yorug'likning vakuumdagi tezligiga tenglashishi mumkin emasligiga ishonch hosil qilamiz. Bu holda massa cheksiz katta bo'lib ketishi mumkin edi. Demak, tinchlikdagi massaga ega moddiy jism va zarralar yorug'likning vakuumdagi tezligichalik tezlikda harakat qilaolmaydi. Bunday tezlikda foton harakatlanadi.

Xulosa

Mexanikaning asosiy qonunlari-bu dinamika qonunlari bo'lib, ularda massa va kuch asosiy kattaliklar bo'lib qatnashadi. Shunday ekan, klassik mexanikada massa o'zgarmas kattalik bo'lganligi uchun ham qonunlar ancha soddalashadi va hatto inert va gravitatsion massalar haqida mulohaza yuritish soddaroq tuyuladi. Lekin relyativistik mexanikada nafaqat dinamika qonunlari va hatto massa bilan bog'lik barcha qonunlar murakkablashishi bilan birga mulohazalar yuritish ham ancha qiyinlashadi.Massaning energiyaga ekvivalent ekanligini inobatga oladigan bo'lsak, juda katta energiya zahirasiga ega ekanligimizga ishonch hosil qilamiz. Bunga, bugungi kunda, yadro va elementar zarralar fizikasida ishonch hosil qilinmoqdaki, ogir yadrolarning bo'linishi va ayniqsa yengil yadrolarning sintezida energiya ajrab chiqishi-bu massa bilan bog'liq tushunchalarlir. Agar biz yengil yadrolarning sintezidagi ajrab chiqadigan energiyani boysindira olsak bundan katta yutuq bo'lmagan bo'lar edi.Chunki shu bilan, Yer yuzida, energiya muammosiga chek qo'yish mumkin bo'lar edi.

Ushbu maqolada biz yorug'likning bosimi borligiga, uning massaga, impulsga, ta'sir kuchiga ega ekanligiga, yorug'lik bosimi-bu ba'zi hollarda hajm birligidagi energiya ko'rinishida uchrashi mumkinligiga, jism massasining kinetik energiya hisobiga ortishiga yana bir bora ishonch hosil qildik. Undan tashqari, o'zgaruvchan massaga ega bo'lgan jism dinamikasi uchun matematik apparatni qo'llashni o'rganish, bular barchasi iqtidorli o'quvchi va talabalar uchun fizikani o'rganishda qo'l keladi degan umiddamiz.

Open access journal

www.in-academy.uz

References:

1. Zaylobidinovich, P. B., Mardon, N., Valijon, M., & Jurabek, R. (2018). SPECTRUM OF THE SHORT CIRCUIT PHOTO CURRENT OF CDTE, CDTE: INPHOTOLOLATIC FILMS DEPENDING ON THE TEMPERATURE. European science review, 1(11-12), 108-110.

2. Turdaliyevich, R. V. (2023). WAYS TO SHAPE THE PRINCIPLES OF HEURISTICS AND CREATIVITY IN READERS IN THE STUDY OF THE TOPIC OF TRANSITION FROM A GASEOUS STATE TO A LIQUID STATE AND METHODS OF LIQUEFACTION OF GASES.

3. Rahmanov, V., & Alijonov, J. (2022). QUYOSH HAVO ISITISH KOLLEKTORINI O 'ZBEKISTON SHAROITIDA KENG FOYDALANISH. Science and innovation, 1(A7), 835-838.

4. Rahmanov, V., & Alijonov, J. (2022). INOVATSION SHAMOL TURBINASI. Science and innovation, 1(A8), 136-140.

5. Rahmanov, V. (2023). OLIY O 'QUV YURTLARIDA FIZIKA YO 'NALISH TALABALARIGA MOLEKULYAR FIZIKA BO 'LIMINING "TERMODINAMIKANING II-QONUNI (ENTROPIYANING) IZOJARAYONLARGA TADBIQI MAVZUSINI O 'QITISHDA KREATIV KO 'NIKMALARNI SHAKLLANTIRISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5), 10-16.

6. Rahmanov, V., Ulashov, F., & Daminov, S. (2023). OLIY TA'LIMDA FIZIKA FANIDAN MOS HOLAT TENGLAMASINI MAVZUSINI O 'TISHDA ZAMONAVIY PEDAGOGIK-TEXNOLOGIYALAR ASOSIDA DARS TASHKIL QILISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5), 147-150.

7. Islikov, S., Rahmanov, V., Abdumo'minova, S., & Kuchimov, S. (2023). MA'RUZA MASHG 'ULOTLARINI O 'ZLASHTIRISHDA INNOVATSION YONDASHUVLARDAN FOYDALANISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5), 175-178.

8. Обидова, З., Рахмонов, В., Ганиева, Д., Кодиров, О., & Холмуродов, А. (2023). УМУТДЬЛИМ MAK^ ФИЗИВД КУРСИНИНГ ФAЛСAФИЙ МAСAЛAЛAPИНИ РОЛИ ВА АХАМИЯТИ. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5 Part 2), 53-60.

9. Rahmanov, V. (2023). WAYS TO SHAPE THE PRINCIPLES OF HEURISTICS AND CREATIVITY IN READERS IN THE STUDY OF THE TOPIC OF TRANSITION FROM A GASEOUS STATE TO A LIQUID STATE AND METHODS OF LIQUEFACTION OF GASES. Modern Science and Research, 2(5), 745-751.

10. Rahmanov, V., Ermatova, S., Boyzaqova, S., Firmatov, M., & Yusupov, N. (2023). ELEKTROMAGNIT TEBRANISHLAR VA TO 'LQINLAR" MAVZUSINI O 'QITISHDA INNOVATSION TA'LIM TEXNOLOGIYALARIDAN FOYDALANISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5 Part 2), 5-14.

11. Rahmanov, V., Yalg'ashova, G., Yusupova, S., & To'laganov, A. (2023). OLIY TA'LIMDA TALABALARGA STATSIONAR VA NOSTATSIONAR DIFFUZIYALAR MAVZUSINI O 'TISHDA ULARNI EVRISTIK О 'QITISH TEXNOLOGIYASINI SHAKILLANTIRISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5), 156-159.

12. Abdulhaqova, M., Rahmanov, V., & Obidova, Z. (2023). OLIY O 'QUV YURTLARIDA FIZIKANING ELEKTROMAGNIT TEBRANISH VA TO 'LQINLARGA OID LABORATORIYA ISHLARINI TASHKIL ETISH METODIKASI. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5 Part 2), 188-193.

13. Islikov, S., Rahmanov, V., Axmedova, I., & Abdumo'minova, S. (2023). UZLUKSIZ TA'LIM TIZIMIDA INFORMATIKA VA AXBOROT TEXNOLOGIYALARI FANLARINI O 'QITISHDA

«

www.in-academy.uz

ZAMONAVIY AXBOROT VA PEDAGOGIK TEXNOLOGIYALARDAN FOYDALANISH. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(5), 168-171.

14. Kattabekov, R., Rahmanov, V., & Davlatov, O. T. (2023). "ZARYADLANGAN ZARRANING ELEKTROMAGNIT MAYDONDAGI HARAKATI" MAVZUSINI O 'QITISHNING NAZARIY MASALALARI. Евразийский журнал технологий и инноваций, 1(6), 197-201.

15. Axnazarovich, A. S., Tuxtayevich, B. S., Nuriddinovich, S. I., & Abduvalievich, K. O. (2022). METHODS OF FORMATION OF EXPERIMENTA. World scientific research journal, 3(2), 14-21.

16. Axnazarovich, A. S., Tuxtayevich, B. S., Abduvalievich, K. O., & Nuriddinovich, S. I. (2022). DESIGN LABORATORY ASSIGNMENTS AIMED AT THE FORMATION OF EXPERIMENTAL SKILLS. World scientific research journal, 3(2), 8-13.

17. Kalandarov, A., Kalandarov, A., Kulmamatov, S., & Ashirov, S. (2022, December). Numerical modeling of the thermo-stressed state of isotropic bodies. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2686, No. 1). AIP Publishing.

18. Ashirov, A. S., Qurbanov, M. K., Tangribergenov, I. U., Karimov, M. K., & Otabaeva, K. U. (2021). Inelastic energy loss of Ar ions scattered Al2O3 surface under grazing incidence. Physics and Chemistry of Solid State, 22(2), 255-259.

19. Maripov, I. I., Davlatov, U. T., & Ashirov, S. A. (2019). SINTILLYATOR STUDY OF THE PROPERTIES OF SEMICONDUCTOR Si (Li) AND Ge (Li) BASED PHOTODETECTOR. Bulletin of Gulistan State University, 2019(4), 3-9.

20. Ashirov, A. S., Kutliev, U. O., & Karimov, M. K. (2023, November). Mathematical Modeling of the Process Scattering Ions from Atomic Chain of the Al 2 O 3 (001)< 110> Surface. In 2023 IEEE XVI International Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE) (pp. 1580-1583). IEEE.

21. Saidov, J. D. O. G. L., Allayorov, S. P., & Islikov, S. X. (2021). MA'LUMOTLAR OMBORINI YARATISH BO 'YICHA KASBIY KOMPETENTLIGINI BAHOLASH MEZONLARI. Scientific progress, 2(1), 1804-1807.