Nom

2011 оны 06-р сарын 13 Нийтэлсэн Лхамжаргал
- XmasCat - - 1 - -р б - үлэг - Кинематик - Байгаль - дахь - аливаа - хувьсал - өөрчлөлтийг - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Физик - хэмжигдэхүүнүүд - тухайн - хөдөлгөөний - туршид - хэрхэн - хувьсан - өөрчлөгдөх - зүй - тогтол - , - онцлогийг - судалдаг - механикийн - бүлгийг - кинематик - гэнэ - . - Материйн - хөдөлгөөний - хамгийн - энгийн - хэлбэр - бол - механик - хөдөлгөөн - юм - . - Цаг - хугацаа - өнгөрөхөд - аливаа - бие - болон - түүний - хэсгүүд - өөр - нэг - биетэй - харьцангуйгаар - орон - зайн - байрлалаа - өөрчлөхийг - механик - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Механик - хөдөлгөөн - цаг - хугацаа - . - орон - зайтай - салшгүй - холбоотой - . - Орон - зай - нь - биеийн - хэмжээ - , - байрлал - , - хоорондын - зайг - , - цаг - хугацаа - нь - үзэгдлийн - эхлэл - , - төгсгөлийг - тусгасан - ухагдахуун - . - Биеийн - хөдөлгөөнийг - судлах - зорилгоор - сонгон - авсан - жиших - биеийг - тооллын - бие - гэнэ - . - Тооллын - бие - цаг - хугацаа - хоѐрыг - нийлүүлээд - тооллын - систем - гэнэ - . - Тооллын - биетэй - жиших - замаар - тухайн - бие - хаана - байсан - хаашаа - хэрхэн - хөдөлж - байгааг - тогтоох - боломжтой - юм - . - Биеийг - хэзээ - хаана - оршин - байсныг - болон - байгааг - нэгэн - утгатай - зааж - болно - . - Үүнийг - хөдөлгөөнийг - тодорхойлох - гэнэ - . - Тооллын - ямар - нэгэн - биетэй - жишихэд - хөдөлж - байгаа - бие - тооллын - өөр - нэг - биетэй - харьцуулахад - хөдлөхгүй - байж - болно - . - Жишээ - нь - : - Галт - тэрэг - дотор - сууж - яваа - зорчигч - газартай - харьцангуй - хөдөлж - байх - боловч - галт - тэрэгтэй - харьцуулахад - хөдлөхгүй - байж - болно - . - Механик - хөдөлгөөний - ийм - чанарыг - харьцангуй - чанар - гэнэ - . - Биеийн - хөдөлгөөнийг - судлахад - түүний - шугаман - хэмжээ - болон - хэлбэр - дүрсийг - тооцохгүй - авч - болох - тэр - биеийг - материал - цэг - гэж - үздэг - . - Ингэж - үзсэн - тохиолдолд - биеийн - байрлалыг - цэгийн - координатаар - тодорхойлох - боломжтой - . - Биеийн - хөдөлгөөнийг - материал - цэгийн - хөдөлгөөнөөр - төлөөлүүлж - үзэж - болохгүй - тохиолдол - ч - байдаг - . - Механик - хөдөлгөөний - үед - үүсэх - мөр - буюу - муруй - шугамыг - траектор - гэнэ - . - Биеийн - траекторын - уртыг - зам - гэнэ - . - Зам - нь - зөвхөн - тоон - утгаар - илэрхийлэгддэг - скаляр - хэмжигдэхүүн - юм - . - Замыг - S - / - э - c/ - үсгээр - тэмдэглэдэг - . - Биеийн - эхний - ба - эцсийн - байрлалыг - холбосон - чиглэлтэй - хэрчмийг - шилжилт - гэнэ - ./ - Зураг - -1/ - Шилжилт - нь - тоон - утга - чиглэлээрээ - зэрэг - тодорхойлогддог - вектор - хэмжигдэхүүн - юм - . - S - - - - үсгээр - тэмдэглэнэ - . - Траектор - нь - бие - хаанаас - гарч - хаагуур - явж - хаана - хүрснийг - заадаг - бол - шилжилт - нь - хаанаас - хаана - хүрснийг - заана - . - Нэгж - хугацаанд - биеийн - шилжилтээр - тодорхойлогдох - хэмжигдэхүүнийг - хөдөлгөөний - хурд - гэнэ - . - Хурдыг - υ - / - бэ - / - үсгээр - тэмдэглэдэг - . - t S - - - - Нэгж - нь -   - c м - Траекторын - өчүүхэн - хэсэгт - харгалзуулан - тодорхойлсон - хурдыг - хоромхон - ( - эгшин - зуурын - ) - хурд - t S - X - - - , - харьцангуй - их - хэсэгт - харгалзуулан - тодорхойлсон - хурдыг - дундаж - хурд - гэж - тус - тус - нэрлэнэ - . - Нийт - явсан - замыг - зарцуулсан - бүх - хугацаанд - харьцуулан - дундаж - хурдыг - скаляр - хэмжигдэхүүнээр - тодорхойлно - . - б - t S - б - - - Зураг - -1 - Зураг - -1 - - Зураг -2 - Нэгж - хугацаан - дахь - хурдны - өөрчлөлтөөр - торхойлогдох - физик - хэмжигдэхүүнийг - хурдатгал - гэнэ - . - Хурдатгалыг - а - - - үсгээр - тэмдэглэдэг - . - t = a - 0 t - υ υ - - Нэгж - нь - : -   - 2 - c м - Хурдатгалыг - траекторын - ямар - хэсэгт - харгалзуулан - тодорхойлсноор - мөн - хоромхон - ба - дундаж - хурдатгал - гэж - ангилна - . - Шулуун - жигд - ба - жигд - биш - хөдөлгөөн - Шулуун - жигд - хөдөлгөөн - Хөдөлгөөнийг - траекторын - хэлбэрээр - нь - шулуун - ба - муруй - замын - хөдөлгөөөн - гэж - ангилна - . - Механик - хөдөлгөөнийг - хурдны - тоон - хэмжээний - өөрчлөгдөх - байдлаар - нь - жигд - ба - хувьсах - хөдөлгөөөн - гэж - ангилна - . - Нэгж - хугацаанд - биеийн - туулсан - зам - тогтмол - байх - хөдөлгөөнийг - жигд - хөдөлгөөн - , - тогтмол - биш - байвал - жигд - биш - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Хурдны - хэмжээ - ба - чиглэл - нь - өөрчлөгдөхгүй - ( - const - - - - ) - шулуун - замын - жигд - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Шулуун - хөдөлгөөний - зам - нь - шилжилтийн - модультай - тэнцүү - байна - . - S - - - Шулуун - жигд - хөдөлгөөний - зам - хугацаанаас - шууд - пропорциональ - хамаардаг - бөгөөд - зам - , - хугацааны - хамаарлын - график - шулуун - шугам - байна - . - t S - - - - Зургаас - харахад - шулуун - замын - жигд - хөдөлгөөний - хурдыг - энэхүү - шулууны - хугацааны - тэнхлэгтэй - үүсгэсэн - - өнцгийн - тангенсаар - - - tg - - гэж - тодорхойлж - болно - . / - Зураг - -2/ - Хөдөлгөөний - хурд - их - байвал - замын - графикийн - шулуун - хугацааны - тэнхлэгтэй - үүсгэх - өнцөг - ихсэнэ - . /1- - р - график - / - Шулуун - жигд - биш - хөдөлгөөн - Амьдрал - практикт - шулуун - жигд - биш - хөдөлгөөн - их - дайралдана - . - Хувьсах - хөдөлгөөнийг - хурдны - хэмжээ - өөрчлөгдөх - байдлаар - нь - хигд - хувьсах - ба - жигд - биш - хувьсах - гэж - ангилдаг - . - Ижил - хугацаанд - явсан - зам - тэнцүү - биш - байх - хөдөлгөөнийг - жигд - биш - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Шулуун - жигд - биш - хөдөлгөөн - нь - заавал - хурдатгалтай - байна - . - Шулуун - жигд - биш - хөдөлгөөний - хурд - өсч - байвал - ) 0 ( - - a - жигд - хурдсах - , - хурд - буурч - байвал - ) 0 ( - - a - жигд - удаашрах - гэнэ - . - Жишээ - нь - чөлөөтэй - унаж - байгаа - биеийн - хөдөлгөөн - жигд - хурдсах - , - эгц - дээш - шидэгдсэн - биеийн - хөдөлгөөн - жигд - удаашрах - байна - . - Жигд - хурдсах - хөдөлгөөн - нь - шулуун - ба - муруй - траектороор - явж - болно - . - Шулуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөн - Тогтмол - хурдатгалтай - ) , ( - const const a - - - - жигд - биш - хөдөлгөөнийг - шулуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөн - гэнэ - . - Шулуун - замаар - жигд - хурдсан - хөдөлж - байгаа - биеийн - хурд - 0 - - - ба - й - снаа - t - хугацааны - дараа - t - - - гэвэл - хурдны - өөрчлөлт - 0 - - - - - t - - байх - тул - t = a - 0 t - υ υ - - болно - . - Иймд - жигд - биш - хөдөлгөөний - хурдны - тэгшитгэл - t a - t - - - 0 - - - байна - . - 0 - - 0 - - a - - - 0 - - 0 - - a - 0 - t - 0 - t - а - б - Зураг - -3 - 0 - - 0 - - a - - - 0 - - 0 - - a - 0 - t - 0 - t - - 0 - - x - t - o - Зураг-4 - 2 - 2 0 - t a t S - - - 2 - 2 - t a S - - 2 - 2 0 - t a t S - - - s - H - 0 - - x - g a - - / / - 0 - 0 - - - ; 2 - 2 - t g S x - - Шулуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөний - хурд - хугацаанаас - шугаман - хамааралтай - бөгөөд - хурдны - график - зурагт - үзүүлсэн - хэлбэртэй - байна - . / - Зураг - -3 - а - , - б - / - Ш - улуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөний - зам - нь - дараах - томъѐогоор - тодорхойлогдоно - . - 2 - 2 0 - t a t S - - - ; - 0 - - - - эхний - хурд - ; - t - - - - эцсийн - хурд - Шулуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөний - зам - хугацаанаас - хамаарах - хамаарлын - графикийг - 4- - р - зурагт - харуулав - . - Чөлөөт - уналт - буюу - эгц - дээш - шидэгдсэн - биеийн - хөдөлгөөн - Тогтмол - хурдатгалтай - хөдөлгөөний - хялбар - жишээ - бол - дэлхийн - татах - хүчний - нөлөөгөөр - хөдөлж - байгаа - хөдөлгөөн - юм - . - Италийн - эрдэмтэн - Галилео - Галилей - аливаа - биеийн - чөлөөт - уналт - ба - эгц - дээш - шидэгдсэн - биеийн - хөдөлгөөн - нь - 2 - м/с - 1 8 . 9 - - g - хурдатгалтай - шулуун - жигд - хувьсах - хөдөлгөөн - мөн - гэдгийг - нээжээ - . - Унаж - байгаа - биеийн - хөдөлгөөн - . - Зөвхөн - хүндийн - хүчний - үйлчлэлээр - эгц - доош - , - анхны - хурдгүй - хөдөлж - буй - биеийг - чөлөөтэй - унаж - байгаа - бие - гэнэ - . - Чөлөөт - уналт - бол - хурдсах - хөдөлгөөний - нэгэн - хэлбэр - мөн - . - Шулуун - жигд - хурдсах - хөдөлгөөний - замын - томъѐо - ѐсоор - H - 0 - - x - h - - - өндрөөс - чөлөөтэй - унаж - байгаа - биеийн - t - хугацаанд - туулсан - замыг - олбол - : - ; 2 - 2 - t g h - - 0 x 0 0 - Хэрэв - координатын - системийг - 5- - р - зургийн

s

2011 оны 06-р сарын 13 Нийтэлсэн Лхамжаргал
End dar

Физик ном 2010

2011 оны 06-р сарын 13 Нийтэлсэн Лхамжаргал
1-р бүлэг
Кинематик
Байгаль дахь аливаа хувьсал өөрчлөлтийг хөдөлгөөн гэнэ. Физик хэмжигдэхүүнүүд тухайн хөдөлгөөний туршид хэрхэн хувьсан өөрчлөгдөх зүй тогтол, онцлогийг судалдаг механикийн бүлгийг кинематик гэнэ. Материйн хөдөлгөөний хамгийн энгийн хэлбэр бол механик хөдөлгөөн юм.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд аливаа бие болон түүний хэсгүүд өөр нэг биетэй харьцангуйгаар орон зайн байрлалаа өөрчлөхийг механик хөдөлгөөн гэнэ. Механик хөдөлгөөн цаг хугацаа. орон зайтай салшгүй холбоотой. Орон зай нь биеийн хэмжээ, байрлал, хоорондын зайг, цаг хугацаа нь үзэгдлийн эхлэл, төгсгөлийг тусгасан ухагдахуун.
Биеийн хөдөлгөөнийг судлах зорилгоор сонгон авсан жиших биеийг тооллын бие гэнэ. Тооллын бие цаг хугацаа хоѐрыг нийлүүлээд тооллын систем гэнэ. Тооллын биетэй жиших замаар тухайн бие хаана байсан хаашаа хэрхэн хөдөлж байгааг тогтоох боломжтой юм. Биеийг хэзээ хаана оршин байсныг болон байгааг нэгэн утгатай зааж болно. Үүнийг хөдөлгөөнийг тодорхойлох гэнэ. Тооллын ямар нэгэн биетэй жишихэд хөдөлж байгаа бие тооллын өөр нэг биетэй харьцуулахад хөдлөхгүй байж болно. Жишээ нь: Галт тэрэг дотор сууж яваа зорчигч газартай харьцангуй хөдөлж байх боловч галт тэрэгтэй харьцуулахад хөдлөхгүй байж болно. Механик хөдөлгөөний ийм чанарыг харьцангуй чанар гэнэ. Биеийн хөдөлгөөнийг судлахад түүний шугаман хэмжээ болон хэлбэр дүрсийг тооцохгүй авч болох тэр биеийг материал цэг гэж үздэг. Ингэж үзсэн тохиолдолд биеийн байрлалыг цэгийн координатаар тодорхойлох боломжтой. Биеийн хөдөлгөөнийг материал цэгийн хөдөлгөөнөөр төлөөлүүлж үзэж болохгүй тохиолдол ч байдаг.
Механик хөдөлгөөний үед үүсэх мөр буюу муруй шугамыг траектор гэнэ. Биеийн траекторын уртыг зам гэнэ. Зам нь зөвхөн тоон утгаар илэрхийлэгддэг скаляр хэмжигдэхүүн юм. Замыг
S
/эc/ үсгээр тэмдэглэдэг. Биеийн эхний ба эцсийн байрлалыг холбосон чиглэлтэй хэрчмийг шилжилт гэнэ./Зураг-1/
Шилжилт нь тоон утга чиглэлээрээ зэрэг тодорхойлогддог вектор хэмжигдэхүүн юм.
S
-үсгээр тэмдэглэнэ. Траектор нь бие хаанаас гарч хаагуур явж хаана хүрснийг заадаг бол шилжилт нь хаанаас хаана хүрснийг заана.
Нэгж хугацаанд биеийн шилжилтээр тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг хөдөлгөөний хурд гэнэ.
Хурдыг
υ
/бэ/ үсгээр тэмдэглэдэг.
tS
Нэгж нь
cм
Траекторын өчүүхэн хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсон хурдыг хоромхон (эгшин зуурын) хурд
tSX
, харьцангуй их хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсон хурдыг дундаж хурд гэж тус тус нэрлэнэ. Нийт явсан замыг зарцуулсан бүх хугацаанд харьцуулан дундаж хурдыг скаляр хэмжигдэхүүнээр тодорхойлно.
бtSб
Зураг-1
Зураг-1
Зураг -2
Нэгж хугацаан дахь хурдны өөрчлөлтөөр торхойлогдох физик хэмжигдэхүүнийг хурдатгал гэнэ. Хурдатгалыг а-үсгээр тэмдэглэдэг.
t=a0tυυ
Нэгж нь:
2cм
Хурдатгалыг траекторын ямар хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсноор мөн хоромхон ба дундаж хурдатгал гэж ангилна.
Шулуун жигд ба жигд биш хөдөлгөөн
Шулуун жигд хөдөлгөөн
Хөдөлгөөнийг траекторын хэлбэрээр нь шулуун ба муруй замын хөдөлгөөөн гэж ангилна. Механик хөдөлгөөнийг хурдны тоон хэмжээний өөрчлөгдөх байдлаар нь жигд ба хувьсах хөдөлгөөөн гэж ангилна. Нэгж хугацаанд биеийн туулсан зам тогтмол байх хөдөлгөөнийг жигд хөдөлгөөн, тогтмол биш байвал жигд биш хөдөлгөөн гэнэ. Хурдны хэмжээ ба чиглэл нь өөрчлөгдөхгүй (
const

) шулуун замын жигд хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун хөдөлгөөний зам нь шилжилтийн модультай тэнцүү байна.
S
Шулуун жигд хөдөлгөөний зам хугацаанаас шууд пропорциональ хамаардаг бөгөөд зам, хугацааны хамаарлын график шулуун шугам байна.
tS
Зургаас харахад шулуун замын жигд хөдөлгөөний хурдыг энэхүү шулууны хугацааны тэнхлэгтэй үүсгэсэн

өнцгийн тангенсаар
tg
гэж тодорхойлж болно. /Зураг -2/
Хөдөлгөөний хурд их байвал замын графикийн шулуун хугацааны тэнхлэгтэй үүсгэх өнцөг ихсэнэ. /1-р график/
Шулуун жигд биш хөдөлгөөн
Амьдрал практикт шулуун жигд биш хөдөлгөөн их дайралдана. Хувьсах хөдөлгөөнийг хурдны хэмжээ өөрчлөгдөх байдлаар нь хигд хувьсах ба жигд биш хувьсах гэж ангилдаг. Ижил хугацаанд явсан зам тэнцүү биш байх хөдөлгөөнийг жигд биш хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун жигд биш хөдөлгөөн нь заавал хурдатгалтай байна. Шулуун жигд биш хөдөлгөөний хурд өсч байвал
)0(a
жигд хурдсах, хурд буурч байвал
)0(a
жигд удаашрах гэнэ. Жишээ нь чөлөөтэй унаж байгаа биеийн хөдөлгөөн жигд хурдсах, эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн жигд удаашрах байна. Жигд хурдсах хөдөлгөөн нь шулуун ба муруй траектороор явж болно.
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн
Тогтмол хурдатгалтай
),(constconsta
 
жигд биш хөдөлгөөнийг шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун замаар жигд хурдсан хөдөлж байгаа биеийн хурд
0

байснаа
t
хугацааны дараа
t
гэвэл хурдны өөрчлөлт
0t
байх тул t
a = t 0  υ υ
болно. Иймд жигд биш хөдөлгөөний хурдны тэгшитгэл
tat0
байна.
0
0a


0 
0a
0 t 0 t
а б
Зураг-3 0 
a  0


0 
a  0
0 t 0 t
0x
t
o
Зураг-4
220tatS
22taS
220tatS
s
H0x
ga//
00
;22tgSx
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний хурд хугацаанаас шугаман хамааралтай бөгөөд хурдны график зурагт үзүүлсэн хэлбэртэй байна. /Зураг-3 а,б/
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний зам нь дараах томъѐогоор тодорхойлогдоно.
220tatS
; 0 
-эхний хурд;
t
-эцсийн хурд
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний зам хугацаанаас хамаарах хамаарлын графикийг 4-р зурагт харуулав.
Чөлөөт уналт буюу эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн
Тогтмол хурдатгалтай хөдөлгөөний хялбар жишээ бол дэлхийн татах хүчний нөлөөгөөр хөдөлж байгаа хөдөлгөөн юм.
Италийн эрдэмтэн Галилео Галилей аливаа биеийн чөлөөт уналт ба эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн нь
2м/с 18.9g
хурдатгалтай шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн мөн гэдгийг нээжээ.
Унаж байгаа биеийн хөдөлгөөн. Зөвхөн хүндийн хүчний үйлчлэлээр эгц доош, анхны хурдгүй хөдөлж буй биеийг чөлөөтэй унаж байгаа бие гэнэ.
Чөлөөт уналт бол хурдсах хөдөлгөөний нэгэн хэлбэр мөн. Шулуун жигд хурдсах хөдөлгөөний замын томъѐо ѐсоор H 0 x 
h
-өндрөөс чөлөөтэй унаж байгаа биеийн t хугацаанд туулсан замыг олбол:
;22tgh
0
x 0 0
Хэрэв координатын системийг 5-р зургийн а-д үзүүлсэн байдлаар сонгож авсан бол биеийн координат
Харин б-д үзүүлснээр сонгож авсан бол түүний координат
;2hS-h x20tgt
болно.
Биеийн байрлал хугацаанаас хамааран хэрхэн өөрчлөгдөхийг үзүүлсэн эдгээр тэгшитгэлийг хөдөлгөөний тэгшитгэл гэнэ.
Бие газардах үед эхний тохиолдолд хоѐрдох тохиолдолд
hx
00x
ga//
Зураг-5
а. б. в.
g
болох учир биеийн унах хугацаа:
ght20
Газардах үеийн хурд:
ghtg20
Эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн. Энэ нь тогтмол хурдатгалтай удаашрах хөдөлгөөний нэгэн тохиолдол юм. Энэ хөдөлгөөнийг судлахад координатын эхнийг биеийн анхны байран дээр авах нь илүү зохимжтой.
а. Биеийг дэлхий дээрээс шидсэн тохиолдолд /5-р зургийн в/ анхны координат
0x
, координатын тэнхлэгийн чиглэл дээшээ тул хурдатгал
ga
. Ийм учраас хөдөлгөөний тэгшитгэл:
;220tgth
h -хөөрөх өндөр,
g
- чөлөөт уналтын хурдатгал:
б. Биеийг
0 h
өндрөөс дээш шидсэн бол анхны координат
hx
байх тул хөдөлгөөний тэгшитгэл:
;2h x20tgt
хэлбэртэй болно.
Эгц дээш шидэгдсэн биеийн хурд
tg0t 
хуулиар өөрчлөгдөнө.
Хөөрөлтийн дээд цэгтээ хүрэх үед бие зогсож
0
болох тул хөөрөх хугацаа нь
00tg
тэгшитгэлээс
gt0
байна.
Биеийн хөөрөх хугацааг хөдөлгөөний тэгшитгэлд орлуулж хөөрөх өндрийг олвол:
Биеийн буцаж унах хугацаа хөөрөх хугацаатайгаа, газардах үеийн хурд нь анх дээш шидсэн хурдтай тус тус тэнцүү болохыг хялбархан баталж болно.
Эгц дээш босоо чиглэл бүхий хурдтай байсан бие шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн хийнэ. Харин анхны хурд нь
0 
эгц босоо биш бусад бүх тохиолдолд бие муруй траектороор хөдөлнө.
h
өндрөөс хэвтээ чигт шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн.
Бие хэвтээ чигт чиглэсэн
0 
анхны хурдтайгаар хөдөлж байна гэж үзье. Координатын эхийг газар дээр авбал биеийн анхны координат
)0 xh,y ( 00
байна. Хурдны хэвтээ тэнхлэг дээрх проекц тогтмол
00
байна. Иймд бие
X
тэнхлэгийн дагуу (хэвтээ чигт) жигд хөдөлнө. Тэгвэл
tx0
. Хурдны босоо тэнхлэг дээрх проекц
.tgy
;2h 20maxgx
у
0 
h
Зураг-6
Иймд бие босоо тэнхлэгийн дагуу h өндрөөс чөлөөтэй унаж байгаа бие шиг хөдлөх учир
2h x2tg
байна.
Газарт унатлаа хөдлөх хугацаа: t 2h g 0 
Уг хөдөлгөөний траекторын тэгшитгэл буюу
YX,
координатын хоорондын хамаарлыг бичвэл
2202hy Xg
болно.
Хэвтээ чигт өнцөг үүсгэн шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн.
Бие хэвтээ чигт  өнцөг үүсгэн 0  анхны хурдтайгаар хөдөлж байжээ. 7–р зураг. t
хугацааны дараа биеийн хурд
tg0t
болно. Анхны 0  хурдны босоо ба хэвтээ тэнхлэг дээрх проекцыг харгалзан тогтмол
xy00,
гэж тэмдэглэвэл
,cos00x
sin00y
байна. t эгшин дэх хурдны босоо тэнхлэг дээрх проекц
tgy0t 
буюу биеийн босоо тэнхлэгийн дагуух хөдөлгөөн эгц дээш шидсэн биеийнхтэй адилхан учир
220tgthy
болно. Хурдны хэвтээ тэнхлэг дээрх проекц тогтмол.
xx0
учир бие хэвтээ тэнхлэгийн дагуу жигд хөдөлнө. Иймд x   t 0  . Траекторын тэгшитгэлийг бичвэл:
220002y XgXxxy
болох бөгөөд график нь парабол байна. Өмнө бичсэн хөдөлгөөний тэгшитгэлээс дараах хэмжигдэхүүнийг олж болно:
Дээш хөөрөх хугацаа:
sin t00ggy
Хөөрөх өндөр:
2sin2h 2020ggy
Газарт унах хугацаа:
2sin2h 2020ggy
Тусгалын зай:
2sinh 200gtx
Муруй хөдөлгөөн,тойргоор жигд эргэх хөдөлгөөн
Траектор нь муруй байх хөдөлгөөнийг муруй хөдөлгөөн гэнэ. Муруй траекторооор явж байгаа биеийн хөдөлгөөний хурдны модуль болон чиглэл
өөрчлөгддөг. Хурд нь траекторынхоо тухайн цэгт шүргэгчээр чиглэсэн байдаг онцлогтой. Зураг-8. Муруй траекторын хөдөлгөөн жигд ба хувьсах байж болно. Муруй хөдөлгөөний түгээмэл хэлбэр бол тойргоор эргэх хөдөлгөөн юм. Ийм хөдөлгөөний хувьд хурдны чиглэл өөрчлөгдөх бөгөөд харин хэмжээ нь тогтмол
Зураг-7
Зураг-8
Зураг-11
Зураг-10
байна.
Иймд муруй жигд хөдөлгөөний хурдатгал нь хурдны векторын зөвхөн чиглэлийн өөрчлөлтийг заана. Муруй хөдөлгөөний хурд, хурдатгалын чиг давхцахгүй.
R радиустай тойргоор жигд хурдтай эргэж байгаа бие
t
хугацааны дотор А цэгээс В цэгт очжээ гэж саная. Зураг-9
Энэ явцад ОА радиус вектор

өнцгөөр эргэнэ. Үүнийг радиусын эргэлтийн өнцөг буюу өнцөг шилжилт гэнэ.Өнцөг шилжилтийг радиан хэмээх нэгжээр хэмжинэ.
Тойргийн радиустай тэнцүү урттай нуманд тулсан төвийн өнцөг 1 радиан (рад) байдаг. Иймд бие нэг бүтэн эргэхэд
2
радиан өнцгөөр шилжинэ. Нэг бүтэн эргэлт хийх хугацааг эргэлтийн үе гэнэ. Үеийг Т- үсгээр тэмдэглэнэ. Нэгж хугацаан дахь эргэлтийн тоогоор тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг эргэлтийн давтамж гэнэ. Давтамж ийг

- үсгээр тэмдэглэнэ.
Ttn1
;

=Гц
n
эргэлтийн тоо. t -эргэлт хийсэн хугацаа.
Тойргоор эргэх хөдөлгөөний удаан, түргэнийг өнцөг хурдаар нь мэднэ. Нэг бүтэн эргэх өнцгийг үед нь харьцуулж өнцөг хурдыг олдог. Өнцөг хурдыг

үсгээр тэмдэглэдэг.
T2
; Нэгж нь :

= рад/с
Тойргоор эргэж байгаа биеийн явсан замыг зарцуулсан хугацаанд нь харьцуулсныг шугаман хурд гэнэ.

-үсгээр тэмдэглэдэг.
TR2
;
R2
тойргийн урт буюу явсан зам
Тойргоор хөдөлж байгаа биеийн хөдөлгөөний хурдатгалын чиг нь тойргийн радиусын дагуу тойргийнхоо төврүү чиглэсэн байдаг учраас төвд тэмүүлэх хурдатгал гэж нэрлэдэг.
Төвд тэмүүлэх хурдатгал нь:
RRa22
томъѐогоор тодорхойлогдоно.
Харин бүрэн хурдатгалыг
220naaa
гэж тодорхойлно. /Зураг-11/
2-р бүлэг
Динамик
Динамикийн хуулиуд
Бие хугацааны агшин бүрд хаана байхыг урьдчилан мэдэх, тухайлбал, бие хугацааны агшин бүрд ямар координаттай байхыг урьдчилан тогтоох нь механикийн үндсэн зорилго мөн гэж өмнөх бүлэгт үзсэн.
Механикийн үндсэн зорилго нь биеийн хөдөлгөөний үндсэн тэгшитгэлийг олж тогтоох явдал юм. Кинематикт хэрэв хурдатгал өгөгдсөн байвал хурдыг олох, тэр олсон хурдаараа шилжилтийг тодорхойлж, түүгээрээ хөдөлгөөний
Зураг-9
B

A 


s
r
B
A
о
тэгшитгэлийг олох боломжийг тодорхой үздэг. Гэвч тэнд чухам юунаас болж хурдатгал бий болдог, өөрөөр хэлбэл тайван байсан бие яагаад хөдөлж эхэлдэг, хөдөлж байсан бие яагаад хурдаа өөрчилдөг вэ гэсэн гол асуудлыг сонирхоогүй орхисон билээ.
Хурдатгал үүсэх шалтгаан, хурдатгал бодож тодорхойлох арга зүйг судалдаг механикийн гол хэсгийг динамик гэнэ. Механик хөдөлгөөн харьцангуй шинж чанартай, тухайлбал нэгэн биеийн хөдөлгөөнийг өөр өөр тооллын систем дээрээс ажиглахад өөр өөр шинж төрхтэй байж болно.
Ньютоны нэгдүгээр хууль
Механикийн гол үндэслэлээс үзэхэд хэрэв бид өөр биес үйлчлэхгүй бол түүнд хурдатгал хэзээ ч үүсэхгүй. Хурдатгалгүй бие эсвэл тайван оршиж эсвэл шулуун жигд хөдөлж байх ѐстой.
Иймээс гадны үйлчлэл байхгүй бол бие тайван байдал буюу шулуун жигд хөдөлгөөнөө хадгална. Үүнийг Ньютоны нэгдүгээр хууль гэнэ.
Автобус гэнэт хөдлөхөд түүн дотор зогсож байсан зорчигч дэлхийтэй харьцангуй тайван байдлаа хадгалж гэдэргээ хазайдаг, автобус гэнэт тоормослоход зогсож явсан зорчигч мөн Дэлхийтэй харьцангуй шулуун жигд хөдөлгөөнөө хадгалан урагш хазайдаг. Бие гаднын үйлчлэлгүйгээр хөдлөхийг инерциэрээ хөдлөх гэнэ. Инерцийн үзэгдлийг ахуй амьдралд, техникт ашиглана. Жишээлбэл үзэг сэгсэрч бэх гаргах, ширдэг гөвж тоос арилгах, халууны шил сэгсэрч мөнгөн ус гүйлгэхэд бэх, тоос, мөнгөн усны инерци гол үүрэг гүйцэтгэнэ. Дэлхий дээр ажиглахад бие зөвхөн бусад биеийн үйлчлэлээр хурдатгалтай болдог.
Механикийн гол үндэслэл биелдэг тооллын системийг тооллын инерциал систем гэнэ.
Дэлхий, нар бол тооллын инерциал систем юм.Нэг инерциал системтэй харьцангуй тайван байгаа, эсвэл шулуун жигд хөдөлдөг тооллын систем бүр инерциал систем байдаг. Жишээ нь: Тооллын инерциал систем болох газартай харьцангуйгаар галт тэрэг шулуун жигд хөдөлж байвал тэр галт тэрэг бас тооллын инерциал систем мөн юм. Нэг бие нөгөөтэйгөө үйлчлэлцэхдээ ямар харьцаатай хурдатгал авах нь уг хоѐр биед инерцит шинж чанар ямар харьцаатай байгаагаас шалтгаалдаг.
Инерцит шинж чанарыг илэрхийлдэг хэмжигдэхүүнийг масс гэнэ. Массыг m- үсгээр тэмдэглэдэг.
Ньютоны хоѐрдугаар хууль
Биед хурдатгал олгодог үйлчлэлийг илэрхийлдэг физик хэмжигдэхүүнийг хүч гэнэ. F-үсгээр тэмдэглэнэ. Хүч нь вектор хэмжигдэхүүн юм. Хүчний чиглэл биед олгох хурдатгалынхаа чиглэлтэй ижил.
Биед үйлчлэх хүч нь биеийн массыг биед уг хүчний олгох хурдатгалаар үржүүлсэнтэй тэнцүү. Үүнийг Ньютоны хоѐрдугаар хууль гэнэ. Энэ хууль механикийн чухал хуулиудын нэг юм.
amF
2м/скгН
Биед нэгэн зэрэг үйлчлэгч хүчнүүдийг тэдгээртэй адилхан үйлчлэл үзүүлж чадах нэг хүчээр сольж болдог. Тэр хүчийг тэнцүү үйлчлэгч хүч гэнэ. Биеийн масс хурдатгал хоѐрын үржвэр биед үйлчлэгч хүчнүүдийн тэнцүү йлчлэгчтэй тэнцүү.
Зураг-17
Зураг-15
Ньютоны гуравдугаар хууль
Нэг бие нөгөөдөө үйлчилж байвал нөгөөх нь түүнд бас үйлчилнэ. Хоѐр бие нэг шулууны дагуу эсрэг зүгт чиглэсэн тэнцүү хэмжээтэй хүчээр нэг нэгэндээ үйлчилнэ. /Зураг -15/
21FF
Үүнийг Ньютоны гуравдугаар хууль гэнэ.
21212211ammaamam
гэж олно.
Ньютон туршлагын баримтуудыг нэгтгэн дүгнэж үүнийг тогтоожээ. Жишээ нь: нэг тэргэн дээр хүүхэд, нөгөө тэргэн дээр ачаа тавина.
Тэрэг бүрийг араас нь динамометрээр холбоод, хүүхэд ачааг татахад хоѐр тэрэг өөд өөдөөсөө хэсэг зуур хөдлөөд зогсоно. Хоѐр динамометрийн заалт ижилхэн байна. Энэ нь хүүхэд ачааг ямар хүчээр татна ачаа хүүхдийг мөн тийм хүчээр татдагийг харуулна. Харин ачаатай хоѐр тэргийг холбож F хүчээр татвал тэрэгнүүд 1 2 F F
 
  хүчээр таталцана. /Зураг -16/
Байгаль дахь хүчнүүд
Байгаль дахь хүчийг дөрөв ангилдаг.
1. Бүх Ертөнцийн Таталцлын хүч
2. Цахилгаан соронзон хүч
3. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн хүч
4. Сул харилцан үйлчлэлийн хүч
Эдгээр хүчнүүдээс БЕТХүч болон Цахилгаан соронзон хүчний ангилалд багтах хүчнүүдийг судална.
Уян харимхай хүч.
Гадны хүч үйлчилсний улмаас биеийн хэлбэр дүрс хэмжээ өөрчлөгдөхийг биеийн
деформац гэнэ./Зураг -17/
Деформацийг дотор нь 2 ангилдаг.
1. Налархай деформаци
2. Уян харимхай деформаци
Деформацлагдсныхаа дараа анхны хэлбэр дүрсээ бүрэн алдаж байвал налархай,
Зураг-13
Зураг-16
Зураг-14
Зураг-13
Зураг-18
Зураг-20
Зураг-19 1515151515115
анхны хэлбэр дүрсдээ эргэн орж байвал уян харимхай деформаци гэнэ. Анхны байдалд нь буцааж оруулахыг эрмэлздэг хүчийг уян харимхай хүч гэнэ. Уян харимхай хүчний хэмжээ чиглэл зөвхөн деформацаас хамаарна. /Зураг -18/
Уян харимхай хүчний хэмжээ нь түүний уртсалтын /деформацын/ хэмжээнд шууд пропорциональ хамааралтай. Үүнийг Гукийн хууль гэнэ.
xkF
x
деформацын хэмжээ
k
- Уян харимхайн коэффициент. Нэгж нь:
мНF
Үрэлтийн хүч. Хоѐр бие гадаргуугаараа шүргэлцсний дүнд үрэлт үүснэ. Үрэлтийг 3 ангилдаг.
1. Тайваны үрэлт
2. Гулсалтын үрэлт
3. Өнхрөх үрэлт
Үрэлтийн үед хөдөлгөөнийг саатуулах үйлчилгээтэй хөдөлгөөний эсрэг чиглэсэн үрэлтийн хүч үүсдэг. Энэ хүч нь даралтын хүчинд шууд пропорциональ байна.
NFүр

- үрэлтийн коэффицент, N-даралтын хүч.
Хоѐр бие хүрэлцсэн гадаргуудаа перпендикуляр чиглэлээр нэг нэгэндээ үйлчлэх хүчийг даралтын хүч гэнэ. Бие сууриа дарах хүч, суурийн татах хүчтэй тэнцүү байна. Тэгвэл даралтын хүч нь
gmN
томъѐогоор тодорхойлогдоно. Үүнийг үрэлтийн хүчний томъѐонд орлуулвал:
gmFүр
болно.
Бүх ертөнцийн таталцлын хууль.
Аливаа хоѐр бие массуудынхаа үржвэрт шууд, хоорондох зайн квадратад урвуу хамааралтай хүчээр нэг нэгийгээ татна. Үүнийг бүх ертөнцийн таталцлын хууль гэнэ. Энэ хуулийг эрдэмтэн И. Ньютон 1667 онд томъѐолжээ. /Зураг -19/
221RmmF

Ертөнц дахины таталцлын тогтмол
буюу гравитацын тогтмол гэнэ.
22/кгНм111067.6
Хүндийн хүч ба биеийн жин. Аливаа биеийг дэлхий татах хүчийг хүндийн хүч гэнэ.
mgFXX
Бие тавиур дээр буюу дүүжилсэн оосортоо үйлчлэх хүчийг биеийн жин гэнэ. Биед тавиур буюу утаснаас үйлчлэх хүчийг татах хүч гэнэ. Хэрэв бие тайван бол биеийн жин нь хүндийн хүчтэйгээ тэнцүү байна. /Зураг -20/
Зураг-21
Ньютоны хуулиудын хэрэглээ
Хурдатгалтай хөдөлж байгаа биеийн жин.
Дээш чиглэсэн
a
хурдатгалтай хөдөлж яваа биеийн жин түүний тайван байх үеийн биеийн жингээс их байна.
Хурдатгалтай хөдөлгөөний улмаас биеийн жин ихсэх үзэгдлийг хэт хүндрэл гэнэ.
тamg
Харин бие доош чиглэсэн a
хурдатгалтай хөдөлж яваа бол биеийн жин багасах үзэгдлийг жин хөнгөрөх гэнэ.
тamg
Бие доош чөлөөтэй унаж явах үед
ga
болж
0=Ρ
болно. Бие жингүй болох үзэгдлийг жингүйдэл гэнэ.
Дэлхийн хиймэл дагуул сансрын 1-р хурд
Хэвтээ чиглэлд шидэгдсэн чулуу тэр чигээрээ шулуун хөдөлдөггүй газрын татах хүч түүнийг муруй траектороор албадан явуулж газарт унадаг. Чулуу шидсэн газраас хэр хол очиж унах нь харин түүнд анх өгсөн хурдны хэмжээнээс хамаарна. Эхлээд чулуунд аль болох их хурд өгч чадвал чулуу улам хол зайд очиж унана.
Хэрвээ агаарын эсэргүүцэл байгаагүйсэн бол өндөр уулын оройгоос хэвтээ чигт чулууг хангалттай хурдан шидэж чадвал, гаригууд нарыг тойрдгийн адил, чулуу газарт уналгүй дэлхийг тойрон хөдлөх ѐстой юм гэсэн санааг анх И.Ньютон дэвшүүлсэн. Өндөрт байгаа биед хэвтээ чиглэсэн ямар хэмжээтэй хурд өгвөл дэлхийг тойрон орбитоор хөдөлж чадах вэ?
8км/cм/c108м6.419.8м/c362gR
Газрын гадаргуугийн дэргэдээс биед 8 км/с хурд хэвтээ чигт өгвөл бие газарт уналгүй, Дэлхийг тойрог орбитоор эргэх дагуул болж чадна. Энэ хурдыг сансрын 1-р хурд гэнэ.
Нэг секундэд найман километр гэдэг нь цагт 29 000 орчим км гэсэн үг. Ийм их хурд өгнө гэдэг нь амаргүй. 1962 онд ЗХУ-ын иргэн Ю.Гагарин “Восток” гэдэг дагуул хөлгөөр дэлхийг анх тойрон ниссээр хүн төрөлхтөн сансрын уудамд нэвтрэн орсон шинэ эрин үе эхэлсэн. 1981 онд БНМАУ-ын сансрын нисгэгч Ж.Гүррагчаа ЗХУ-ын сансрын нисгэгч В.Жанибеков нарын хамтарсан сансрын нислэг амжилттай болсон юм.
3-р бүлэг
Статик
Биеийн тэнцвэр. Тэнцвэрийн нөхцөл. Хүчний момент,
моментын дүрэм. Тэнцвэрийн хэлбэрүүд.
Энэ бүлэгт статистикийн ухагдахууныг судална. Механикийн гол үндэслэл ѐсоор бие хүний үйлчлэлээр хурдатгалтай болдог. Гэтэл хүч үйлчилсээр байтал уг
бие хөдлөхгүй, хурдатгалтай болохгүй байх тохиолдлууд бий. Тийм биетийг тэнцвэрийн байдалд байна гэдэг.
Биеийн тэнцвэртэй байх нөхцөлийг судалдаг механикийн хэсгийг статик гэнэ. Статикт давших ба эргэх хөдөлгөөнөөр хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэрт нөхцөлийг судална. Үл хөдлөх тэнхлэгийг тойрон эргэх биес олон дайралддаг. Ямарч хаалга, салхивч бүгд нугаснуудыг дайруулан татсан тэнхлэгийг тойрон эргэнэ.
Давшин хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэр. Биед үылчилж байгаа хүчнүүдийн тэнцүүдийн геометр нийлбэр тэгтэй тэнцүү бол Ньютоны II хууль ѐсоор уг биеийн хурдатгал тэг байна. Иймд давшин хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг бичвэл:
niinFFFF1210...
1.
32FF
хаалганд перпендикуляр чиглэлд үйлчилнэ.
F2> F3 нугасанд ойр орших хүч нь их. F2, F3-хоѐул хаалгыг эргэх хөдөлгөөнд оруулна. F1 хүч хаалгыг эргүүлэхгүй.
0 эргэх тэнхлэгтэй биеийн F1 хүч үйлчилж
байна. Эргэх тэнхлэгээс F хүчний үйлчлэх чиглэлийн дагуу шулуун дээр буулгасан

-ыг уул хүчний мөр гээд r гэж тэмдэглэнэ. түүний мөрөөр үржүүлсэн үржвэрийг хүчний момент гэнэ.
dFM
Хүчний моментын тухай ухагдахууныг ашиглан үл хөдлөх тэнхлэг бүхий биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг гаргаж болно.
Эргэх тэнхлэг бүхий биед 2 хүч
үйлчилж байг. F1=3H F2=2H
F1 - цагийн зүүний эсрэг эргүүлнэ.
F2 - цагийн зүүний дагуу эргүүлнэ.
F1 F2
1F
хүчний мөр
м2,0r 1
бол
0,6НrFM бол 0,3mr мөр хүчүүчF0,6НrFM бол 0,2mr мор хучний F2222211111
Зураг-25
Үүнээс үзэхэд 2 хүчний момент М1= -М2 байна.Биеийг цагийн зүүний дагуу эргүүлэх моментийг сөрөг момент цагийн зүүний эсрэг, эргүүлэх моментийг эерэг момент гэнэ. М1- М2=0 энэ нөхцөлд бие тэнцвэрт оршино. Хэрэв F-1-ийн момент M1, F2-M2, F3-M3, F4-M4 байг. Тэгвэл биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг дараах дүрсээр бичнэ.
0Mбуюу 0n1ii4321

MMMM
Хэрэв биед үйлчлэх бүх хүчний моментийн алгебр нийлбэр тэгтэй тэнцүү байвал эргэх тэнхлэг бүхий бие тэнцвэрийн байдалд оршино. Үүнийг моментийн дүрэм гэнэ.
Үл эргэх биеийн тэнцвэр Үл эргэх тэнхлэг бүхий биед үйлчилж буй бүх хүчний тэнцүү үйлчлэгч тэгтэй тэнцүү байхад уул бие тэнцвэртэй байна.
F1; F2-ыг үйлчлэлийн дагуу C цэгт шилжүүлэн F1/; F2/ гэж тэмдэглээд векторыг нэмдэг пралельграммын дүрмээр R тэнцүү үйлчлэгчийг байгуулж C цэгт түүнтэй тэнцүү эсрэг чиглэлтэй тэнцүүлэгч хүч F3-ыг зурлаа.
F1 - хүчний мөрийг d1 ,
F2 - хүчний мөрийг d2 гэж тэмдэглэв.
болно. 0MM вэлби дүрэммоментын Үүнээс22 0FM ;rFM ;33222111rFM
/
Хндийн төв, тэнцвэрийн дүрсүүд
Биеийн хэсэг бүрд үйлчлэх хүндийн хүчний үйлчлэлийг төлөөлж чадах тэнцүү үйлчлэгч хүчний үйлчлэх цэгийг хүндийн төв гэнэ.
Савааны хэсэг бүрд хүндийн хүчнүүд үйлчлэх бөгөөд тэдгээр
хүчйиг эгц доош чиглэсэн зэрэгцээ вектороор дүрслэв.
А О В
Эдгээрийг хос хосоор нь нэмэх замаар тэнцүү үйлчлэгчийг олж болно.
Олсон тэнцүү үйлчлэгч савааны геометр төвийг дайрна. Геометрийн зөв дүрсийн хүндийн төвийг олоход амархан. Ж нь: Квадратын хүндийн төв нь диогналын огтлолцолын О цэг байна.
Зөв биш дүрсийн хүндийн төвийг олохдоо туршлага хийнэ. Цагираг, дугуй зөв биш хэлбэртэй бие авч үзэе. Бие тус бүрийг А, В, Д цэгүүдээс ээлжлэн дүүжлээд, тэдгээр цэгүүдийг дайруулан эгц босоо шулуун татна.
Тэдгээр шулууны огтлолцолын С цэгт бие бүрийн хүндийн төв байрлана.
Зураг-25
Цагирагийн хүндийн төв гадна талдаа байна. Байшин барилга, гүүр, үйлдвэрийн яндан телевиз, радиогийн цамхаг зэргийг барьж босгоход тэдгээрийн тэнцвэрийг хангах явдал маш чухал. Биеийн тогтвортой тэнцвэрийг хэрхэн яаж хангах вэ? гэдэгт хариулъя.
Тулах цэг бүхий тэнцвэр.
Энэ гурван тохиолдолд хоѐр хүч үйлчилнэ. 1-рт тулгуурын зүгээс биед үйлчлэх
N
,2-рт эгц доош чиглэсэн
mg
Тулах тулгуурын тухайн хэсэгт
Nmg
байвал бөмбөг тэнцвэрт байна.
Хэрэв гүдгэрийн дээд цэгт, хүнхэрийн доод цэгт бөмбөг байрлаж байвал
Nmg ,
хүчнүүд нэг шулууны дагуу эсрэг зүг чиглэнэ. Иймд тэдгээрийн тэнцүү үйлчлэгч тэгтэй тэнцүү. Иймээс бөмбөг тэнцвэрийн байдалд байна. Бөмбөгийг зэргэлдээ орших ямар нэгэн цэгрүү шилжүүлэн хөдөлгөвөл хоѐр хүч хоорондоо өнцгөөр үйлчлэх болно. Тэдгээрйин тэнцүү үйлчлэгч тэг байхаа больж тэнцвэрээ алдана.
Гүдгэр гадаргуу дээр тэнцүү үйлчлэгч хүч анхны байрлалаас хазайлгаж байхад, хүнхэр гадаргуу дээр тэнцүү үйлчлэгч нь түүнийг анхны байдалд буцаан оруулна. Иймд эхний тохиолдолд тогтворгүй, хоѐр дахь тохиолдолд тогтвортой тэнцвэр гэнэ. Тэгш гадаргуун аль ч цэгт бөмбөг тэнцвэртэй байдалд байна. Үүнийг ялгалгүй тэнцвэр гэнэ. Цэгээр тулдаг тэнцвэрээс гадна, эргэх тэнхлэг бүхий биеийн, тулах талбайтай биеийн тэнцвэр гэж ангилан үздэг.
Товч дүгнэлт
Биеийг тэнцвэртэй байлгахын тулд дараах хоѐр нөхцөл зайлшгүй чухал.
1. Биед үйлчлэх хүчнүүдийн нийлбэр тэгтэй тэнцүү байх.
2. Биед үйлчлэх хүчнүүдийн нийлбэр бас тэнцүү байх ѐстой.
Импульс, импульс хадгалагдах хууль хүчний импульс
Тийрэлтэт хөдөлгөөн
Биеийн хөдөлгөөний эцсийн хурд зөвхөн хүчээр төдийгүй уул хүчний үйлчлэх хугацаагаар тодорхойлно. Иймд биеийн эхний хурд,эцсийн хурд, хүч үйлчлэх хугацаа 3-ыг холбосон Ньютоны хоѐрдугаар хуулийн шинэ хэлбэрийг олъѐ.
m масстай бие t1 хугацааны агшинд
1
хурдтай байсан байг. Биед
12ttt
хугацаанд F тогтмол хүч үйлчилсэн байг.
Энэ хүчний үйлчлэлээр бие шулуун замаар жигд хөдөлсөөр
2t
хугацаанд
2 
хурд олж авна.
2
-ыг тодорхойлоѐ.
1

2

Ньютоны II хуулиар
amF
. Энд
ta12
F
томъѐог орлуулъя.
1212mtF mtmF


. Энэ томъѐо Ньютоны II хуулийн шинэ хэлбэр юм.
tF
үржвэрийг хүчний импульс гэж нэрлэдэг.
Хүчний импульс нь хүчний чиглэл болон түүний үйлчлэх хугацаа 2 биеийн хөдөлгөөний төлөв байдлын өөрчлөлтөнд хэрхэн нөлөөлдгийг нэгэн зэрэг харгалзан үздэг өвөрмөц физик хэмжигдэхүүн юм.
Биеийн массыг түүний хурдаар үржүүлсэн үржвэрийг биеийн импульс гэнэ. Хүчний импульс ба биеийн импульс гэсэн 2 ухагдахуунууыг ашиглан Ньютоны II хуулийг дараах байдлаар илэрхийлж болно. Үүнд: Биеийн импульсийн өөрчлөлт нь үйлчилж байгаа бүх хүчний импульстэй тэнцүү.
12mtF m
эсвэл
12;PPtFmtF
Нэг зэрэг хөдөлгөөнийг бүхэлд нь авч үзэж буй хэд хэдэн биеийн нийлбэр цогцсыг систем гэж нэрлэдэг. Нар гарируудын хамт систем, атомын цөм электронуудын хамт систем, саван доторх хий тоо томшгүй молекулуудаас тогтох систем. Авч үзэж байгаа системд харьяалагдах биесийн хооронд үйлчлэх хүчийг дотоод хүч гэнэ.Тухайн системд үл харьяалагдах гаднын биеийн зүгээс үйлчлэх хүчийг гадаад хүч гэнэ. Хэрэв биед гаднын ямар нэгэн хүч үйлчлээгүй байвал, ийм системийг битүү эсвэл тусгаарлагдсан систем гэж нэрлэдэг.
Импульс хадгалагдах хууль. Хүчний импульс ба биеийн импульс гэсэн 2 ухагдахуунууыг ашиглан Ньютоны III хуулийн томъѐог олъѐ.
хурдтай нь m , хурдтай нь m2211
тусгаарлагдсан систем авъя. Хоѐр бие
t
хугацааны турш
21F F
хүчээр харилцан үйлчлэлцэж
21 
хурдтай болов. Энэ 1 2     хурд хоорондоо ямар холбоотой болохыг тодорхойльѐ. Ньютоны II хуулиар
1
2
11111-mmtF
1m
2m
22222mmtF
1F
2F
Ньютоны III хуулиар
tFtFF2121F тэгвэл
Иймд
1111mm
2222mm
байна. Үүнийг өөрчлөн бичвэл:
1111mm
2222mm
2211mm
2211mm
Тусгаарлагдсан системийн биеийн импульсийн нийлбэр нь тухай системийн хөдлөх хөдөлгөөний турш ямагт тогтмол байна.
constmm2211
Үүнийг импульс хадгалагдах хууль гэнэ.
Тийрэлтэт хөдөлгөөн, Тийрэлтэт хөдөлгөөн бол импульс хадгалагдах хуулийн хамгийн сонирхолтой илрэл мөн. Аливаа биеэс түүний ямар нэгэн хэсэг тодорхой хурдтайгаар тасран гарсны улмаас тэр бие хөдөлдөг.
Үүнийг тийрэлтэт хөдөлгөөн гэнэ. Жишээ нь их буугаар буудахад буу арагш тодорхой хурдтай хөдөлнө.
Тийрэлтэт хөдөлгөөний нэг жишээ бол пуужин юм. Пүүжин нь бүрхүүл шатахуун хоѐроос тогтсон систем юм. Пүүжин хөөрөх үед шатахуун шатаж их даралттай өндөр
0nP
температуртай хийд шилжинэ. Энэ хий нь их хурдтайгаар гадагш шидэгдэж гарахад бүрхүүл эсрэг зүгт урагш хөдөлнө. Пүүжин хөөрөхийн өмнө, тэрээр тайван байдаг.
Иймээс байна.
Пүүжин хөөрөх үед пүүжин хий 2 харилцан үйлчлэлд орно. Үүний дүнд хий тодорхой импульстэй болно.
Пүүжин хөөрсөний дараа байна. Ингэж пүүжин хөөрдөг. Пүүжин дээр эрдэм шинжилгээний багаж, холбооны хэрэгсэл байрлуулан судалгаа явуулж, үр дүнг дэлхийд дамжуулна. Сансрын нисэгчдийг суулгасан хөлгийг пүүжингээр хөөргөдөг. Импульс хадгалагдах хуулийг ашиглан пуужингийн хурдыг урьдчилан тооцож болно.
Пуужинг дэлхийн хиймэл дагуул, огторгуйн хөлгийг хөөргөхөд ашиглана. Огторгуйн нислэгт пүүжинг ашиглах боломжийг анх Оросын эрдэмтэн К.Э.Циолковский үндэслэсэн. Түүний үзэл санаа онолыг Зөвлөлтийн эрдэмтэн С.П.Королевын удирдлагын доор нарийвчлан боловсруулж амьдралд хэрэгжүүлэв. 1961.4.12 нд ЗХУ-ын иргэн Ю.А.Гагарин хиймэл дагуулаар анх удаа дэлхийнбөмбөрцгийг тойрон нислээ. Одоо үед олон орны 300 гаруй сансрын нисгэгчид сансрын уудамд ниссэн юм. 1981.3.23-нд Монголоос Ж.Гүррагчаа сансарт олон хоног нисч, эрдэм шинжилгээний чухал ажлуудыг гүйцэтгэжээ.
Механик ажил , чадал, энерги.
Энерги хадгалагдах хууль
Механик ажил
Ажил гүйцэтгэхийн тулд тодорхой хүчээр үйлчилж шилжилт хийх хэрэгтэй. Энэ шилжилт нь хүчний үйлчлэлийн дагуу явагдвал уг хүчний гүйцэтгэх ажил нь:
нэгж нь:
Ажил нь скаляр хэмжигдэхүүн. Механик ажил гүйцэтгэх хүчний үйлчлэлийн чиг шилжилтийн чигтэй

өнцөг үүсгэж байвал ажил нь:
Тогтмол хүчний гүйцэтгэсэн ажил нь уг хүч ба шилжилтийн модуль, тэдгээрийн хоорондох өнцгийн косинусын үржвэртэй тэнцүү.
Гариг ертөнцүүд, хиймэл дагуул зэрэг тойрог орбитоор хөдөлж байгаа биед бүх ертөнцийн таталцлын хүч нь радиусын дагуу хөдөлгөөний чиглэлд перпендикуляр байх тул энэ хүчний ажил тэгтэй тэнцүү байна.
Хүндийн хүчний ажил
Эхлээд босоо чиглэлийн дагуу бие доош хөдлөхөд хүндийн хүчний хийх ажил ямар байхыг тодорхойлъѐ. Хүч, шилжилттэй ижил чиглэлтэй байгаа учраас хүндийн хүчний гүйцэтгэх ажил нь эерэг байна.
хийnPPбшшбшшббшшббmmтт0mmυυυυυυSFAЖоуль 111ЖмНAcosSFA21hhmgA21hhhhmgA
хэрэв гэвэл
Бие босоо чиглэлийн дагуу бие дээш хөдөлсөн бол хүндийн хүч шилжилтийн эсрэг чиглэнэ. Иймд уг хүчний гүйцэтгэх ажил нь сөрөг байна.
Хүндийн хүчний ажил нь налуу хавтгайн уртаас хамаарахгүй зөвхөн өндрөөс хамаардаг.
Уян хараимхай хүчний ажил
Бие деформацад ороход уян харимхай хүч илэрдэг. Энэ хүч нь деформацын хэмжээнээс шууд хамаарах бөгөөд деформац үүсгэгч гаднын хүчний эсрэг чиглэнэ.
Уян хараимхай хүчний ажил:
уян хараимхай коэффицент (хат),
Үүнд
Үрэлтийн хүчний ажил
Дэлхий дээр биеийн ямарч хөдөлгөөний үед үрэлтийн хүч үйлчилнэ.Үрэлтийн хүч нь уян харимхай хүч, хүндийн хүч шиг биеийн байрлалаас хамаарахгүй. Зөвхөн биеүүдийн шүргэлцэх хэсгийн харьцангуй хурдаас хамаарна.
Үрэлтийн хүчний ажлаар механик энерги өөр дүрсийн энергит шилжинэ.Иймд битүү замаар хөдөлсөн биеийн хувьд үрэлтийн хүчний ажил тэгтэй тэнцэхгүй.

-үрэлтийн коэффицент
Чадал.
Машин механизмын нэгж хугацаанд гүйцэтгэх ажилын хэмжээ харилцан адилгүй. Адил хэмжээний ажлыг зарим нь бага хугацаанд гүйцэтгэж байхад нөгөө хэсэг нь илүү хугацаанд гүйцэтгэж байх жишээтэй. Машин механизмууд ажлыг хир зэрэг түргэн гүйцэтгэж байгааг чадал гэдэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлдог. Нэгж хугацаанд хийх ажлаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг чадал гэнэ. N-үсгээр тэмдэглэнэ.
tAN
нэгж нь
N
=1Ж/1с=Вт (Ватт)
Ватт нь бага хэмжээ учраас практикт дараах ихэсгэсэн нэгжүүдийг хэрэглэдэг.
1Гектоватт (ГВт) = 102 Вт
1Киловатт ( КВт) = 103 Вт
1Мегаватт (МВт) = 106 Вт
Чадлын томъѐоноос ажлыг олвол:
tNA
болно. Иймд ажлын нэгж нь 1Ж = 1Bт*с болох ѐстой.Тэгвэл дээрх нэгжүүд дараах байдалтай болно.
1 ГВт*цаг = 102 Вт*3600 с = 3,6*104 Ж
1 КВт*цаг = 103 Вт*3600 с = 3,6*106 Ж
1 МВт*цаг = 106 Вт*3600 с = 3,6*109 Ж
hmgAhmgA22xkASgmAxk
Эдгээр нэгжийг ихэвчлэн цахилгаан энергийг тооцооход хэрэглэнэ. Чадлыг хөдөлгөөний хурд ба хүчээр илэрхийлье.
FN tAN t;S ttFSFA
Потенциал энерги
Биеийн болон системийн гүйцэтгэж чадах хамгийн их ажилтай тэнцэх физик хэмжигдэхүүнийг энерги гэнэ.Механик энерги нь хоѐр хэлбэртэй.
1. Потенциал энерги
2. Кинетик энерги
Бие тодорхой өндрөөс унах, шахагдсан пүрш тэнийх зэрэг биеүүдийн харилцан үйлчлэлээр илрэх энергийг потенциал энерги гэнэ.
Потенциал энерги нь биеүүдийн харилцан үйлчлэлийн энерги юм. Бие дангаараа потенциал энергитэй байж чадахгүй. Заавал харилцан үйлчлэлцэж байх тохиолдолд потенциал энергитэй байна. Потенциал энерги нь нэг биеээс нөгөө биед үйлчлэх хүчээр тодорхройлогдоно. Энэ хүч биеүүдийн харилцан байршилаас хамаарна.
mghEn
Харимхай деформацлагдсан биеийн . потенциал энерги нь:
22xkEn
Кинетик энерги
Биеийн хурд
1
-ээс
2
хүртэл өөрчлөгдөхөд хийх ажилтай тэнцүү хэмжигдэхүүнийг кинетик энерги гэнэ. Өөрөөр хэлвэл механик хөдөлгөөн хийж байгаа бие бүхэн кинетик энергитэй байна.
22mEK
Энерги хадгалагдах хууль
Зөвхөн өөр хоорондоо хараилцан үйлчлэлцэж байгаа биеүүд битүү систем үүсгэдэг. Энэ биеүүдийн хувьд энерги хадгалагдах хууль биелэнэ.
Хараилцан үйлчлэгч бие нэгэн зэрэг . потенциал ба кинетик энергитэй байна. Потенциал ба кинетик энергийн өөрчлөлт нь хэмжээгээрээ тэнцүү эсрэг тэмдэгтэй байна.
Энэ нь кинетик энерги өсөхөд потенциал энерги буурна гэсэн үг. Ө/х нэг дүрсийн энерги нөгөө дүрсийн энергит шилжинэ.
Өндөрт байсан бие хүндийн хүчээр унахдаа потенциал энерги нь хорогдож кинетик энерги нь нэмэгдсээр газардах үеийн кинетик энерги нь өндөрт байх үеийн потенциал энергитэй тэнцэнэ.Бие унах завсрын цэгүүдэд бүх энерги нь потенциал ба кинетик энергийн нийлбэртэй тэнцэнэ.
KnEEE
- үүнийг энерги хадгалагдах хууль гэнэ.
4-р бүлэг
Молекул физик
Молекул кинетик онолын судлах зүйл
МКО-ын үндэс. Молекулын масс,
Бодисын хэмжээ ба моль масс, Авогадрын тогтмол
Молекул физик МКО-ын судлах зүйл Молекул физик нь, бодисын дотоод бүтэц, уул бодисыг бүрдүүлэн байгаа молекул, атом ионуудын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч, эдгээр жижиг хэсгийн хөдөлгөөний шинж чанараас
аливаа биеийн физик шинж чанар хэрхэн хамаарахыг судалдаг физикийн шинжлэх ухааны томоохон салбар юм.
Түүхий гол салбар нь хийн физик, шингэний физик, хатуу биеийн физик, нийлэг эдлэлийн физик юм. Молекул физик нь орчин үеийн материал судлалын шинжлэх ухааны үндэс болдог бөгөөд тодорхой шинж чанар бүхий шинэ материал болох төрөл бүрийн хайлш, хуванцар, резин, шил, бетон, хагас дамжуулагч материал, ноосон, хөвөн нийлэг эдлэлийг бүтээх арга замыг зааж өгдөг.
Молекул атомуудаас тогтох бөгөөд бодисын химийн шинжийг хадгалагч хамгийн жижиг бөөм. Молекулыг бөмбөрцөг хэлбэртэй гэж үздэг. Орчин үед электрон микроскоп, ион микроскоп зэрэг асар өсгөдөг багажаар атом молекулуудын дүрсийн буулгаж хэмжээг тодорхойлж байна.
Молекулын тоо: 1г масстай усан дусалд
2210•73=N,
молекул оршино. Усны нэг молекулын массыг олбол:
г10•3=10•73г1=m23220,
болно
Молекулын харьцангуй масс -
rM
. Масс маш бага учир, массын абсолют утгын оронд харьцангцй утга хэрэглэдэг. Тухайн бодисын молекулын масс mo-ийг нүүрстөрөгчийн атомын массын
тэй харьцуулсныг харьцангуй масс гэнэ.
C00rm121m=M
харьцангуй масс
Молекулын харьцангуй массыг олохдоо молекулд нэгдэж нийлсэн атомуудын харьцангуй массыг нэмж олдог.
Жишэээ нь: СО2 – нүүрсхүчлийн хийн Mr = 12+2
16=44
Н2О – усны Mr = 2
г.м.
Бодисын хэмжээ-
ν
. Асар олон тооны атом молекулаас тогтсон биеийг макро бие гэнэ. Атом молекулын абсолют тооны оронд харьцангуй тоог ашигладаг. Бие дэх атом молекулуудын харьцангуй тоог бодисын хэмжээ гэдэг.
Тухайн бодис дахь молекулуудын тоог 0.012 кг нүүрстөрөгч дэх атомуудын тоод харьцуулсан тоог бодисын хэмжээ гэнэ.
ANN=ν
Нэгж нь: [
ν
]=моль
0.012кг нүүрстөрөгч доторх атомын тоотой тэнцүү хэмжээний молекул агуулсан бодисын хэмжээг нэг моль гэнэ. Нэг моль бодис дахь атом буюу молекулын тоог (NA) Авогадрын тогтмол гэнэ. Уул тоо
23A10•026=N,
моль-1 байна.
Моль масс-М. Молекулын харьцангуй массын зэрэгцээгээр физик химийн шинжлэх ухаанд моль масс гэдэг ухагдахууныг өргөн ашигладаг. Нэг моль бодисын массыг моль масс гэнэ.
A0N•m=M
- моль масс
Аливаа бодисын нийт масс нь 1 молекулын массыг молекулын тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү.
N•m=m0
- нийт масс
Дээрх хэмжигдэхүүнүүдийн зарим хамаарлыг ольѐ.
0AA0mM=N⇒N•m=M
;
00mm=N⇒N•m=m
-ийг
ANN=ν
томъѐонд оруулвал:
Mm•mm=00ν
буюу
Mm=ν
гэж бодисын хэмжээг илэрхийлж болно.
ANN=ν
;
Mm=ν
томъѐонуудыг тэнцүүлж бүх молекулын тоог олвол:
AN•Mm=N
болно.
Үүнийг ашиглан
νν•M=m⇒•N•m=mA0
гэж болно. Бодисын моль массыг дараах томъѐогоор олно. M=Mr
-3 кг/моль
Броуны хөдөлгөөн. Нэвчих үзэгдэл. Өөр өөр биеийг нийлүүлэхэд эдгээр бие харилцан нэвчиж холилдохыг диффузи гэнэ. Хатуу бодисын жижиг хэсгүүдийг (бөөмийг) усан дотор хийж микроскопоор ажиглахад эмх замбараагүй хөдөлж байдаг. Үүнийг броуны хөдөлгөөн гэнэ. Броуны хөдөлгөөн бол шингэн доторх жижиг хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөн юм. Броуны хөдөлгөөн хэзээ ч зогсдоггүй. Броуны хөдөлгөөний хурд усанд живсэн жижиг хэсгийн хэмжээ, усны температураас хамаарна. Броуны хөдөлгөөний учрыг молекул кинетик онолоор тайлбарлана. Шингэний молекулууд шингэн доторх броуны бөөмийн, тал бүрээс тасралтгүй эмх замбараагүй мөргөнө. Броуны бөөмд шилжүүлэх имнульсийн хэмжээ түүний тал бүрд өөр өөр болж, броуны бөөм их даралттай хүчний дагуу үсчин хөдөлнө. Иймээс броуны бөөмийн эмх замбараагүй хөдөлгөөн бол шингэний молекулуудын эмх замбараагүй, зогсолтгүй хөдөлж байдгийг гэрчилнэ.
Молекулын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч
Бодисын агрегат төлөв
Молекулуудын хооронд таталцах түлхэлцэх хүчнүүдийн аль аль нь үйлчилдэг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн эдгээр хүчнүүдийг молекул хүч гэнэ. Молекулууд харилцан таталцдаггүй бол бүх бодис хийн төлөвт байх байсан. Таталцах хүчний үйлчлэлээр молекулууд барьцалдаж шингэн, хатуу биеийг үүсгэдэг. Хатуу биеийг сунгаж таслахад хүч үйлчилдэг, шингэний 2 дусал хоорондоо нийлдэг, шингэн хатуу биеийг норгодог зэрэг нь молекулуудын таталцах хүчний үр дүн юмаа. Молекулууд бие биедээ маш их ойртвол тэдгээрийн хооронд түлхэлцэх хүч үйлчилнэ. Хатуу шингэн бие бараг шахагддагггүй, хийн эзэлхүүнийг төгсгөлгүй багасган шахаж болдоггүй шалтгаан нь түлхэлцэх хүчний нөлөө юм.
Молекулуудын хоорондох таталцах түлхэлцэх хүчнүүдийг нэгтгэн молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүч гэнэ. Нэг молекулын электронуудын ба өөр молекулуудын атомуудын цөм эсрэг цэнэгтэй учраас таталцана.Гэтэл нэг молекулын ижил цэнэгтэй элекронууд түлхэлцэнэ. Цөмүүдийн хооронд ч түлхэлцэх хүч үйлчилнэ.
Бодис хий, шингэн, хатуу төлөвт оршино. Энэ төлөвийг агрегат төлөв гэнэ.
Хий дэх атом молекулуудын хоорондох зай молекулын диаметрээс олон дахин их байдаг. Молекулууд секундэд хэдэн зуун метр хурдтай хөдөлж байхдаа хоорондоо мөргөлдөж өөр өөр зүгт зайлдаг.Иймээс хийн хэмжээ хязгааргүй тэлэх боломжтой, өөрийн эзэлхүүн, хэлбэр дүрсгүй.
Шингэн дэх молекулууд бие биедээ бараг хүрэлцэж нягт байрлана. Иймд молекул бүхэн зэргэлдээ молекулуудынхаа хүрээлэлд оршино. Молекулууд тэнцвэрийн бхйранд хэлбэлзэж хөдөлнө. Гэвч шингэний молекул топорхой хугацааны дараа тэнцвэрийн байраа орхин нүүнэ. Тэнцвэрийн байранд байх хугацааг суурин амьдрах хугацаа гэнэ. Температурыг нэмэгдүүлэхэд суурин амьдрах хугацаа багасна. Шингэнийг шахахад молекулууд деформацлагдана. Үүнд шингэн бараг шахагддаггүйн учир оршино. Шингэн урсамтгай өөрөөр хэлбэл хэлбэр дүрсээ хадгалдаггүй учир нь шингэний молекулууд гаднын хүчний дагуу шилждэгт оршино.
Хатуу бие дэх атом молекулууд тэнцвэрийн байрныхаа орчим бүх чиглэлд хэлбэлзэж байдаг. Тэнцвэрийн байраа орхидоггүй учир нь эзэлхүүн хэлбэр дүрсээ хадгална. Хатуу биеийн атом ба ионуудын хэлбэлзэх хөдөлгөөний тэнцвэрийн байрын төвийг холбовол зөв хэлбэртэй огторгуйн тор үүснэ. Үүнийг кристалл тор гэнэ.
Дүгнэлт :
МКО - ѐсоор а. бүх бодис бөөмсөөс тогтоно
б.тэд тасралтгүй хөдөлгөөнд оршино
в.Молекулуудын хооронд таталцах түлхэлцэх хүч үйлчилнэ.
Молекулуудын масс асар бага боловч том биетийн дотор тэдгээрийн тоо цаглашгүй юм. Иймд молекулын массын авсолют утгын оронд харицангуй утга авдаг. m0-молекулын масс
C0rm121m=M
харьцангүй масс,
ANN=ν
ба
Mm
бодисын хэмжээ
-123моль 1002,6AN
- Авогадрын тоо
Нэг моль бодисын массыг M моль масс гэнэ
молькгNmMA/10MM ; 3r0
-Хийн молекулуудын хоорондын зай тэдгээрийн хэмжээтэй жишихэд олон дахин их. Шингэн хатуу биеийн молекулууд хоорондоо туйлын ойр оршдог.
-Хатуу биеийн доторх атом тодорхой дэс дараалалтай байрлаад, тэнцвэрт байрандаа хэлбэлзэнэ.
- Шингэний молекулууд эмх цэгцгүй байрлаж тэнцвэрийн байраа үргэлж өөрчилнө.
Идиал хий молекул кинетик онол
Хийн молекул кинетик онлын үндсэн тэгшитгэл
Молекул кинетик онолын зорилго нь биеийг бүрдүүлж байгаа атом молекулуудын хуулиуд дээр тулуурлан түүний шинж чанарыг тайлбарлахад оршино. Молекул физикт идеал хий гэсэн ухагдахуун авч судалдаг. Идеал хий дараах хэд хэдэн шинж чанартай.
1. Хий маш олон молекулаас тогтоно. Тэдгээрийн хэмжээ маш бага хоорондох зай нь нилээд их. Иймээс молекулуудыг материал цэг гэж үзэж болно.
2. Молекулууд тасралтгүй эмх журамгүй хөдөлнө.
3. Зөвхөн мөргөлдөх үед молекулуудын хоорондох харилцан үйлчлэл илэрнэ.
Молекулууд нь дээр дурьдсан шинж чанар бүхий тийм хийг идиал хий гэнэ. Идиал хий бол молекулууд хоорондын харилцан үйлчлэлийг тооцохгүйгээр авч үзэж байгаа бодит хийн загвар юм.
Хийн даралтыг түүний молекулуудын хөдөлгөөнийг тодорхойлогч хэмжигдэхүүнүүдээр тодорхойлоѐ.
2031mnP
үүнийг
N+++=2N22212υυυυ...
молекулын дундаж квадрат хурдаар солъѐ
20mn31=Pυ
Энэ тэгшитгэлийг МКО-ын үндсэн тэгшитгэл гэнэ. n -нэгж эзэлхүүнд байгаа молекулын тоо
VNn
,
0m
–молекулын масс,
2υ
- молекулын давших хөдөлгөөний дундаж квадрат хурд.
Эдгээр нь микро хэмжигдэхүүн, харин хийн даралт Р нь макро хэмжигдэхүүн юм. Хийн МКО-ын үндсэн тэгшитгэлийг өөр дүрсээр бичиж болно.
20mn31=Pυ
– тэгшитгэлийн баруун талыг 2-оор үржүүлж 2-т хуваая .
23220

mnP
; Энд
VN=n
;
2m=E20kυ
болохыг харгалзан бичвэл,
kEVNP32
болно. Үүнд хийн нягт
nm=0ρ
байдаг. Тэгвэл МКО-ын үндсэн тэгшитгэл
231=Pυρ
болж, үүнээс
ρυP3=2
болно.
Температур, дулаан тэнцвэр. Абсалют температур, Температур бол молекулын давших хөдөлгөөний кинетик энергийн хэмжүүр мөн
Биеийн халах ба хөрөх нь молекулын хөдөлгөөнтэй шууд холбоотой. Хүн биеийн халуун хүйтнийг баримжаагаар тогтоож чадна. Гэвч биеийн халуун хүйтнийг зөв үнэлэхийн тулд температур гэдэг ухагдахуун оруулж судалдаг. Бие аль хир халсныг заадаг хэмжигдхүүнийг температур гэнэ. Температурын үнэн зөв тодорхойлолтыг тогтоохын тулд дулааны тэнцвэр гэсэн ухаан оруулан судалдаг.
Жишээ нь:1. Биеийн температурыг термометрээр хэмжихэд биеийн температур, мөнгөн усны температур адилхан болно.
2. Аяганд халуун цай хийж халбага дүрвэл бүгдийнх нь температур ижил болно.
Гаднах орчин өөрчлөгдөөгүй байхад бие тодорхой хугацааны дараа, өөрөө аяндаа хүрээлэн байгаа биестэй дулааны тэнцвэрийн байдалд орно.Энэ үед аливаа системийн ямарч хэсэгт температур ижилхэн болдог.
Дулааны шилжилтийн замаар энергиэ солилцсоор байгаад нэг систем доторх биесийн температур адилхан болохыг дулааны тэнцвэрт орлоо гэж ярьдаг. Мөнгөн ус, спирт зэрэг шингэнийн эзэлхүүн температураас хамааран өөрчлөгддөг шинж чанарыг ашигладаг.
Термометрийн хуваарыг зохиохдоо, мөсний хайлах температурыг тооллын эх (00С) болгож, усны буцлах температурыг хоѐр дахь тогтмол цэг (1000С) гэж тэмдэглэнэ.
00-1000С хоорондох хуваарийг 100 тэнцүү хэсэгт хувааж 1/100-ийг 1 градус гэж тоолдог .Ийм аргаар тогтоосон температурыг хэмжих хуваарийг / Шведийн одон орон судлагч Цельсийн нэрээр/ Целсийн хуваарь гэж нэрлэдэг.
Идеал хийн молекулуудын давших хөдөлгөөний дундаж кинетик энергийг илэрхийлсэн хэмжигдхүүнийг температур гэнэ. Биеийн температур гэсэн ухагдахуунаас гадна физикт абсолют температур гэдэг ухагдхуун хэрэглэдэг.
Идеал хйин молекулуудын давших хөдөлгөөний дундаж кинетик энергитэй шууд пророрциональ хэмжигдхүүнийг абсолют температур гээд Т гэж тэмдэглэнэ.
T•k23=Eк
байна.
Пророрционалын коэффицент
2310•381=k;
ж/к Больцманы тогтмол гэнэ. Энэ тоо нь температурыг 10-аар нэмэгдүүлэхэд Ек-г яаж өөрчлөгдөхийг заадаг. Температур бол Ек-ийн хэмжүүр мөн. Ямарч төлөвт орших хийд хүчинтэй. Абсолют температурын хуваарийг Кельвиний градус / К / гэнэ. Ус хөлдөхийг 2730, ус буцлахыг 3730 гэж авдаг. Абсолют температур, Целсийн хуваарь хоѐрын хооронд дараах хамаарал байдаг.
00273+t=T
. Молекулуудын давших хөдөлгөөн зогсох тэр температурыг абсолют 0 температур гэнэ .Гэвч аливаа хөдөлгөөн зогсоно гэсэн үг биш, молекулууд хэлбэлзэх хөдөлгөөн хийсээр байдаг.
Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл
Хийн хуулиуд
Хийн МКО-ын үндсэн тэгшитгэлээс хийн төлөвийг илэрхийлдэг даралт-Р, эзэлхүүн-V, температур-T гуравын хоорондын холбоог илэрхийлсэн бүх хамаарлыг илэрхийлж болно. Даралт, эзэлхүүн- температурыг холбосон тэгшитгэлийг хийн төлөвийн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг гаргахын тулд
T•k23=EК
томъѐог
КEN32=PV
томъѐонд орлуулъя.
T•k23•N32=PV
T•k•N=PV⇒
- тэгшитгэлийг төлөвийн тэгшитгэл гэнэ. Энэ тэгшитгэлийг ялимгүй өөрчлөн бичвэл
T•k•n=P⇒T•kVN=P
- Энэ тэгшитгэл бодлого бодоход тохиромжтой. Учир нь даралт, температур хоѐроор молекулын тоог, температур молекулын тоо хоѐроор даралтыг тус тус тодорхойлж болдог. Шууд хэмжиж болохгүй нийт молекулын тоо ба нэгж эзэлхүүн дэх молекулын тооны оронд хэмжих гэж байгаа хийн массыг орлуулахад хялбархан. Өмнө үзсэн
ANMm=N
томъѐог
T•k•N=PV
томъѐонд орлуулвал
T•k•NMm=PVA
болно. Үүний
молькг Ж318=k•N=RA/,
-ийг хийн универсиаль тогтмол гэнж нэрлэнэ.
RTMmPV
Үүнийг идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл буюу Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл гэнэ. Тэгшитгэлийг өөрчлөн бичвэл
const=RMm=TPV
болно. Хийн даралт, эзэлхүүн, температурыг яаж ч өөрчилсөн
const=TPV
байна. Энэ тэгшитгэлийг янз бүрийн процесст хэрэглэхийг үзье.
Хий дотор ямарч процесс явагдсан түүний төлөвийг илэрхийлэхэд P,V,T гурав зэрэг өөрчлөгдөж болно. Зөвхөн хоѐр хэмжигдэхүүн өөрчлөгдөхөд гурав дахь хэмжигдэхүүн нь тогтмол байдаг, тийм процесс хамгийн хялбархан. Гурав дахь хэмжигдэхүүн тогтмол байхад нөгөө хоѐр хэмжигдэхүүний хоорондын тоон хамаарлыг хийн хуулиуд гэж нэрлэдэг.
Аль нэг хэмжигдэхүүн нь тогтмол байхад явагддаг процессыг изопроцесс гэнэ.
Изотерм процесс. Хэрэв
const=T
байвал
const=PV
байна. Энэ процессыг изотерм процесс гэнэ. Энэ хуулийг 18-р зууны Английн эрдэмтэн Р.Бойль, Францын физикч Э.Мариотт нээсэн учраас Бойль-Мариоттын хууль гэнэ.
Изобар процесс.
const=P
байхад хийн эзэлхүүн температураас шууд хамаарна.
const=RMm=TV
байна. Энэ процессыг изобар процесс гэнэ. Энэ хуулийг 1802 онд Францын физикч Гей-Люссак тогтоосон учир түүний хууль гэнэ.
Изохор процесс. Хэрэв
const=V
байхад
const=TP
байна. Энэ процессыг изохор процесс гэнэ. Энэ хуулийг 1787 онд Францын физикч Шарль тогтоосон учир түүний хууль гэнэ.
Изопроцессууд, хийн хуулиудыг хүснэгтэнд нэгтгэвэл:
¹
Хийн төлөвийн өөрчлөлт
Төлөвийн тэгшитгэлээс гарах мөрдлөг
Хийн хуулиуд
Процессын график
1
Изобар процесс
const==P=P=P21...
22112211TV=TV⇒TPV=TPV
2121TT=VV
- Хийн эзэлхүүн температурт шууд хамааралтай
Гей-Люссакийн хууль
/Франц 18-р зуунд/
V
0 T1 T
2
Изохор процесс
const==V=V=V21...
22112211TP=TP⇒TVP=TVP
2121TT=PP
-Хийн даралт температурт шууд хамааралтай
Шарлийн хууль
/Франц 1887 онд/
P
0 T1 T
3
Изотерм процесс
const==T=T=T21...
22112211VP=VP⇒TVP=TVP
1221VV=PP
-Хийн даралт түүний эзэлхүүнд урвуу хамааралтай
Бойль-Мариоттын хууль
/Англи-Франц 1802 онд/
P
0 V
Дулааны үзэгдэл
Нэг атомт хийн дотоод энерги
Дотоод энергийн өөрчлөлт
Аливаа макро бие механик энергийн зэрэгцээ зөвхөн өөрт нь хадгалагдсан дотоод энергитэй байдаг. Энэ энерги байгальд энерги хувирах ерөнхий баланст ордог. МКО-ын үүднээс үзвэл макро биеийн дотоод энерги нь молекулын
хөдөлгөөний кинетик энерги, харилцан үйлчлэлийн потенциал энергийн нийлбэртэй тэнцүү.
ПКE+E=U
Хоорондоо нэгдэж молекул үүсгэхгүй тус тусдаа байдаг молекулуудаас тогтсон хийг нэг атомт хий гэнэ. Аргон, гелий, неон зэрэг инертийн хийнүүд нь нэг атомт хийнүүд юм. Идеал хийн бүх дотоод энерги нь түүний молекулуудын дулааны хөдөлгөөний кинетик энергиэс тогтоно. k • T
2
3
E = К . Хийг N молекултай гэвэл
T•kN23=UA
болно.
AANMm=N•=Nν
байдгийг
харгалзвал
T•kNMm23=UA
болж,
kN=RA
гээд дахин бичвэл
T•RMm23=U
байна Үүнээс идеал хийн дотоод энерги нь температураас хамаарах нь харагдаж байна.
Дотоод энергийн өөрчлөлт. Системийн дотоод энерги өөрчлөгдөх 2 арга байдаг. 1. Механик ажил хийх
2. Дулаан шилжилт
Жишээ нь: Савтай усыг хүчтэй хутгаж, молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлж болно. Мөн хоѐр хэсэг мөсийг авч хооронд нь үрж халаах замаар дотоод энергийг ихэсгэж болно. Савтай усыг зуух болон плитк дээр тавиад дулаан шилжилтийн замаар түүний дотоод энергийг өөрчилж болно. Хоѐр хэсэг мөсийг нарны гэрлээр халааж дотоод энергийг нэмэгдүүлж болно.Гэтэл дотоод энерги өөрчлөх 2 аргын хооронд гүнзгий ялгаа байдаг. 1-рт бие ажил хийхэд түүний дотоод энерги өөрчлөгдөхийн хамт түүний
ПКEE;
өөрчлөгдөнө. Харин дулаан шилжилтэнд дотоод энерги шууд нэмэгдэнэ. Механик ажил хийгдэх замаар энергийн шилжилт явагдвал уул энергийг ажил гэж нэрлэдэг. Хэрэв дулаан шилжилтээр энерги шилжиж байвал энэ тохиолдолд нэг биеэс нөгөөд шилжсэн энергийн хэмжээг дулааны тоо хэмжээ гэж нэрлэдэг. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐр нь нэг биеэс нөгөөд шилжих энергийн хэмжээг заадаг. Иймд адилхан жоуль нэгжээр илэрхийлэгдэнэ. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐрыг энерги гэсэн ухагдахуунтай адилтгаж болохгүй. Энерги нь системийн төлөвийг илэрхийлдэг. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐр нь аливаа систем болон хүрээлэн байгаа орчны хооронд явагдах энергийн солилцоог харуулна.
Дулааны тоо хэмжээ. Дулаан шилжилтээр биеийн авсан буюу алдсан дулааны тоо хэмжээг дараах томъѐгоор тооцоолно.
()()120102TTCm=tt•Cm=Q=EΔ
С-бодисын хувийн дулаан багтаамж, m-биеийн масс,
0102tt=tΔ
- температурын өөрчлөлт. Биеийг бүхэлд нь 10 С-аар халаахад шаардагдах энергийн тоо хэмжээг бодисын дулаан багтаамж С гэж тэмдэглэнэ. Нэг төрлийн бодисын дулаан багтаамж нь
m•c=C
байна. С-нь биеийн төрлөөс хамаардаг. Ямарч бодис нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихэд тодорхой хэмжээний дулаан авна эсвэл алдана. Үүнийг дараах хүснэгт харуулна.
¹
Бодисын төлөв
Томъѐо
Дулаан
Хувийн дулаан
1
Шингэн уур болоход
Lm=Q
авна
L
- уур үүсэх хувийн дулаан
2
Уур конденсацлаж шингэн болоход
LmQ
өгнө.
Дулааны балансын тэгшитгэл. Хэрэв дулаан солилцоонд хэд хэдэн бие оролцож байвал, дулаанаа алдаж байгаа биеийн дотоод энерги хорогдож, дулааныг авч байгаа биеийн дотоод энерги нэмэгдэнэ. Энерги хадгалагдах ба хувирах хууль ѐсоор биесийн алдаж байгаа дулаан нь тэдгээрийн авч байгаа дулаантай тэнцэх ѐстой.
Савтай халуун усанд хийсэн
хэсэг төмөр, зэс, хөнгөнцагааны хувьд
дулааны балансын тэгшитгэлийг бичье.
Fe
Cu
Al
AlCuFeQ+Q+Q=Q
Өөрөөр хэлвэл:
0=Q+Q+QQAlCuFe
Үүнийг дулааны балансын тэгшитгэл гэнэ.
AlCuFeQQQ,,
бие тус бүрийн авсан дулаан.
Термодинамик ажил. Хий тэлэхдээ хийх ажил. Хий нь асар олон молекул (атом)-аас тогтсон термодинамик систем юм. Механик ажил нь
;cosαFS=A
()SF=∧α
байдаг. Термодинамик ажил дотоод энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү. Хий шахагдах ба тэлэхэд биеийн дотоод энерги, мөн температур өөрчлөгдөнө.
Хийг бүлүүрээр шахахад молекулууд хөдөлж буй бүлүүртэй мөргөлдөхөд кинетик энерги нь өөрчлөгдөнө. Бүлүүр молекултай мөргөлдөхдөө түүнд механик энергийнхээ хэсгийг шилжүүлнэ. Иймээс молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний кинетик энерги ихсэж хий хална.
Хий тэлэх үед молекулууд нь хөдөлж байгаа бүлүүртэй мөргөлдөх учир хурд нь буурч хий хөрнө. Хийн хийх ажлыг олъѐ.
F-бүлүүрээс хийд үйлчлэх хүч, F1 – хийнээс бүлүүрт үйлчлэх хүч
1F-=F
буюу
PS=F1
. байна. S-бүлүүрийн талбай, P-хийн даралт Хий тэлж F1-хүчний дагуу
12h-h=hΔ
шилжилт хийнэ. Тэгвэл
()()12121Sh-ShP=h-hSP=hΔF=A
болно. Үүнд
11Sh=V
- эхний эзэлхүүн,
22Sh=V
-эцсийн эзэлхүүн учраас
()VΔP=V-VP=A12
хий тэлэх үеийн ажил,
VΔP-=A′=A
хий тэлэх үеийн ажил. Ажлын геометр тайлбар.
P P
11VP
-анхны төлөв
a в
22VP
-эцсийн төлөв
P1 Sabcd=A P1 в
с d P2
с
0 V1 V2 V 0 V1 V2 V
1 ба 2 төлөвт температур тогтмол учир талбайг /ажлыг/ PV гэж олно.
3
Хайлахад
m=Qλ
Авна.
λ
- хайлахын хувийн дулаан
4
Талсжихад
mQ
өгнө.
5
Түлш шатахад
qm=Q
өгнө.
q
- түлш шаталтын хувийн дулаан
Дулааны үзэгдэл
Дулааны машин, түүний ажиллах зарчим.
Ашигт үйлийн коэффицент
Хий ажил гүйцэтгэхэд, эсвэл тодорхой хэмжээний дулаан өгөх замаар дотоод энергийг нэмэгдүүлж болдог. Мөн дотоод энергээр механик ажил гүйцэтгэж болдог. Дотоод энерги нь хамгийн хямд төрлийн энерги юм. Төрөл бүрийн түлш шатаж нарны энергийг ашиглах зэрэг арга замаар дотоод энергийг гарган авахад хялбар байдаг.
Манай орны үйлдвэрлэл, тээврийн олох салбарт төрөл бүрийн машин механизм ажиллууахад механик энерги чухал.
Иймээс дотоод энергийг механик механик энерги болгох хувиргах явдал практикт чухал юм.
Түлшний дотоод энергийг механик энерги болгон хувиргадаг төхөөрөмжийг дулааны машин (хөдөлгүүр) гэж нэрлэдэг.
Дулааны машин халаагч, ажлын бие, хөргөгч 3-аас тогтдог.
Амьд биет болгон хийг (уурыг) ашигладаг. Хэрэв хий, хөдлөх бүлүүр бүхий цлиндр саван дотор байвал, түүний тэлэлтэнд ороход, ажил хийгдэж, хийн дотоод энергийг зарим хэсэг бүлүүрийн механик энерги болон хувирдаг.
Хийн тэлэлт нь изотерм (T=const), эсвэл адиабатын (Q=O) алинаарч явагдаж болно. Изотермээр тэлэхэд T=const, байлгахын тулд уул хийд тодорхой хэмжээний дулаан өгч байх ѐстой. Тэр дулааны тоо хэмжээ нь термодинамикийн l-р хууль ѐсоор тэлэх явцад дотоод энергийн өөрчлөлт дээр бүлүүрийг гүйцэтгэсэн ажлыг нэмсэнтэй тэнцүү. Адиабат тэлэлтэнд, хөндлөн байгаа бүлүүрийн гүйцэтгэсэн ажил нь дотоод энергийг хорогдсон хэмжээтэй тэнцүү (өөрөөр хэлвэл хий хөрнө). Нэгэнт цлиндр сав хязгаарлагдмал хэмжээтэй бүлүүр нэг алхам хийхэд бас л хязгаарлагдмал хэмжээний дулааныг механик энерги болгоно. Цаашид хий ажил хийж байхын тулд, түүнийг анхны нь байдалд авчрах хэрэгтэй. Хийн төлөвийг дэс дараалалтайгаар өөрчлөх замаар түүнийг анхны нь төлөвт буцаан оруулж болдог. Үүнийг дугуй процесс буюу цикл гэж нэрлэдэг. Хийг шатахад, түүний дотоод энерги, өснө. Үүний дунд дулааны машин ажиллах явцад нэг бүтэн тойрох процесс явагдана.
Хоѐр изотерм (T=const) , хоѐр адиабат (Q=O) процессоос тогтсон дугуй процессыг Карногийн цикл гэнэ.
Тэлэлтийн үед ажлын бие ажил хийдэг, шатахад гадны хүч хийн шахам ажил гүйцэтгэнэ. Цикл бүрийн эцэст ажлын бие анхныхаа байдалд эргэж ордог . карногийн циклийн хувьд энерги хадгалах хувирах хуулийг хэрэглэж болно. Хүрээлэн байгаа энерги нь уул биеийн хүрээлж буй орчинд шилжүүлсэн энергитэй тэнцү.
Дотоод энергийг механик энерги болгон хувиргах дулааны машин үр ашигтай илэрхийлэх дарааллаар түүний АҮК гэдэг ухагдахууныг оруулан судалдаг. АҮК нь тухайн машины ашигтай зарцуулж байгаа ажлыг бүх ажилд харьцуулан хувиар илэрхийлсэнтэй тэнцүү. АҮК-ын хамгийн их утга нь ажлын бие болгон идеол хийн авсан Карногийн циклээр ажилладаг дулааны идеал машин байдаг.
Халаагч
Хөргөгч
АҮК
Ажил
А1
A2
%100121AAA
Дулаан
Q1
Q2
%100121QQQ
температур
T1
T2
%100121TTT
Термодинамикийн I хууль түүнийг янз
бүрийн процесет хэрэглэх
Термодинамикийн I хууль. Байгаль дах энерги хоосноос үүсэхгүй, алга болохгүй энергийн хэмжээ өөрчлөгдөхгүй, нэг дүрснээс өөр дүрсэд хувирч байдаг. Энерги хадгалагдах хууль байгалийн бүх үзэгдлийг жолоодож нэгтгэн холбож байдаг. Дулааны үзэгдлүүдэд хэрэглэсэн энерги хадгалагдах ба хувирах хуулийг термодинамикийн I хууль гэнэ.
Систем нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихэд дотоод энергийн өөрчлөлт гадаад хүчний ажил ба системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээний нийлбэртэй тэнцүү байна.
QAU
U
– дотоод энергийн өөрчлөлт
A
– гадны биеээс системд хийсэн ажил
Q
– гаднаас өгсөн дулаан
Термодинамикийн I хуулийг дараах байдалаар бас тодорхойлж болно.
Системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ нь системийн дотоод энергийг өөрчлөх ба уг систем гадны биеийн эерэг ажил хийхэд зарцуулагдана.
ГAUQ
ГA
– хий гадны биеийн эерэг хйисэн ажил.
Түлш юмуу ямар нэгэн материал зарцуулахгүйгээр хэмжээ хязгааргүй их ажил хийх төхөөрөмж хийж болохгүй. Өөрөөр хэлвэл мөнхийн хөдөлгүүр хийж болохгүй гэсэн дүгнэлт термодинамикийн нэгдүгээр хуулиас гардаг. Хэрэв
0Q
бол
ГAU
болж хөдөлгүүр U дуусмагц зогсоно.
Адиабат процесс: Хүрээлэн байгаа орчинтойгоо дулаан солилцдоггүй системд явагдах процессыг ариабат процесс гэнэ. Аливаа бодис дулааныг ямар нэг хэмжээгээр шилжүүлж байдаг. Иймд дулаан огт шилжүүлдэггүй бүрхүүлийг хйиж болохгүй. Гэвч нилээд олон тохиолдолд бодит процесс адиабат процессын шинж чанартай байдаг. Жишээ нь: Системд хүрээлэн байгаа орчинтой дулаан солилцож амжихааргүй хурдан явагдах процесс байж болно.
Дугуй дотор олгойг хийлэх, гар бөмбөгийг насос ашиглан хийлэхэд насос их халдаг нь шатагдсан агаар халдагаар тайлбарлагдана. Мөн хурдан шахахад агаар халдаг үзэгдлийг дараах багажаар хийхэд амархан. Эпир буюу спиртээр норгосон хөвөнг битүү шил саванд хийж, насосоор агаарыг огцом шахаж оруулахад шахагдсан агаар халж хөвөн асна. Мөн ийм шалтгааны улмаас дизель хөдөлгүүр доторх хольц асдаг.
Термодинамикийн I хуулийг янз бүрийн процесст хэрэглэх тухай авч үзье.
Изохор
constV
Изотерм
constT
Изобар
constP
Адиабат
constQ
constTP
constPV
constTV
constVP
TUAQV
0
> 0
0
> 0
> 0
0
< 0
0
< 0
< 0
> 0
> 0
> 0
0
0
< 0
< 0
< 0
0
0
> 0
> 0
> 0
> 0
> 0
< 0
< 0
< 0
< 0
< 0
> 0
0
> 0
< 0
< 0
< 0
0
< 0
> 0
> 0
ТД
UQ
ГAQ
Г Q  U  A
UAГ
P( V )
P
0 V1 V
Р
0 V1 V2 V
P
0 V1 V2 V
Р
0 V1 V2 V
Аль ч процесст хийг шахах ба тэлэх үеийн параментрүүдийн өөрчлөлтийг авч үзье.
Битүү систем дэх дулаан солилцоо. Янз бүрийн температуртай биеүүдээс тогтсон системийн доторх бүх биесийн дотоод энергийн өөрчлөлтүүдийн нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна.
0...21nUUU
+ Эбонит
Шил -
5-р бүлэг
Цахилгаан статик
Цахилгаан цэнэг, цэнэг хадгалагдах хууль. Кулоны хууль
Цахилгаан орон, хүчлэг, хүчний шугам
Оршил: Хувыг грекээр “электрон” гэдэг. Эндээс “цахилгаан” гэдэг үг гарсан байна. Зүлгэсний дараа өөр биетийг өөртөө татах болсон биеийг цахигаанжсан буюу цэнэглэгдсэн бие гэнэ.
Хув-олон мянган жилийн өмнө дэлхий дээр ургаж байсан шилмүүст модны давирхай, эбонит–хүхрийн хольц ихтэй каучук юм байна.
Биеийг цахигаанжуулах ба цэнэглэхэд 2 бие оролцоно. Үрсэн 2 бие хоѐул цэнэглэгдэж биеийг өөртөө татна. Мөн шүргэлтээр цахилгаанжуулж цэнэг шилжүүлж болно.
Эбонитийг ноос / арьсаар / зүлгэхэд сөргөөр, өөр савааг ноосоор зүлгэхэд сөргөөр тус тус цэнэглэгдэж түлхэлцэнэ. Эбонит саваанд торгоор зүлгэсэн шил савааг ойртуулахад эерэг цэнэгтэй болох учир татна. Иймээс 2 төрлийн цэнэг байдаг байна.
Цахилгаан цэгэгийг электрометр гэдэг багажаар илэрүүлдэг, Цэнэгийг нэг биеээс нөгөөд зөөж болно.
Хув болон эбонит савааг
цэнэглэж бортогонд хүргэхэд ижил цэнэгтэй болж таталцана. Харин торгоор зүлгэсэн шил савааг ойртуулахад таталцана. Үүнээс 2 төрлийн цэнэг байдаг гэж дүгнэнэ. Ингэж ижил цэнэг түлхэлцэж, эсрэг цэнэг таталцана.
Атомын бүтэц: Цөмийг тойрон электрон эргэлдэж байдаг.
Электрон-е-
Бодис молекул атом эгэл бөөмс Протон-Р+
.
Нейтрон саармаг
Ердийн нөхцөлд электрон, протоны тоо тэнцүү байна. Ийм атомыг саармаг атом гэнэ. Бие цахигаанжих ба цэнэглэгдэхэд электрон гол үүрэгтэй. Тухайн бие доторх протоны тоо электроны тооноос их эсвэл бага болохтой холбоотой. Хэрэв р+> е- бол эерэг цэнэгтэй, р+< е- бол сөрөг цэнэгтэй бие гэнэ. Электрон бүрхүүлийн гадна талынх цөмдөө татагдах хүчээр сул учир атомаасаа салж нэг буюу хэсэг электроноо алдсан атом эерэг цэнэгтэй, электрон авсан бие сөрөг цэнэгтэй болно.
Хатуу биеийн доторх электронуудын хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлээр цахилгаан болон цахилгаан соронзон үзэгдлийг судалдаг онолыг электрон онол гэнэ.
Электроны цэнэг хамгийн бага учир эгэл цэнэг гэнэ. Цэнэгтэй биесийн харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл гэнэ. Цэнэг бол эгэл бөөмсийн хоорондох цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг илэрхийлсэн физик хэмжигдэхүүн. q гэж тэмдэглэнэ.
Цэнэг хадгалагдах хууль: Нэг буюу хэд хэдэн бие нийлж систем болно. Систем доторх биес /бөөмс/-ийн хооронд цахилгаан цэнэгийн шилжилт явагдаж байвал уг системийг битүү тусгаарлагдсан систем гэнэ. Ийм тусгаарлагдсан системд ямарч процесс явагдсан цахилгаан цэнэгүүдийн нийлбэр тогтмол байна. Өөрөөр хэлвэл цэнэг шинээр бий болохгүй, устаж үгүй болохгүй.
i
Үүнийг цэнэг хадгалагдах хууль гэнэ.
Кулоны хууль: Үл хөдлөх цахилгаан цэнэгүүдийн шинж чанар харилцан үйлчлэлийг судалдаг бүлгийг цахилгаан статик гэнэ. Цахилгаан статикийн гол хууль нь цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хууль юм. Энэ хуулийг 1785 онд Францын эрдэмтэн физикч Шарль Кулон туршлагаар нээжээ. Кулон туршлагаа вакуумд /агааргүй/ орчинд хийжээ.
Вакуум доторх цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн цэнэгийн үржвэрт шууд хоорондох зайн квадратад урвуу хамааралтай.
Ньютоны III хууль ѐсоор
байх учраас
+ q1 F1 F2 -q2
Кулоны хууль гэнэ.
1 кулон нь хэмжээгээр 1А гүйдэл гүйж байхад 1с дотор дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбайгаар өнгөрөх цэнэг юм.
Электроны цэнэг
Кл масс нь
кг байдаг.
Нм2/Кл2;
- вакуумын цахигаан тогтмол гэнэ.
Иймд
болно.
Цэнэгүүдийн хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүчийг Кулоны хүч гэнэ. Ижил цэнэгүүд нэг шулууны дагуу эсрэг чиглэсэн хүчээр, эсрэг цэнэгүүд нэг шулууны дагуу эсрэг чиглэлтэй хүчээр харилцан үйлчилнэ. Цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн оршин байгаа орчноос хамаарна. Цахилгаан цэнэгийг дамжуулдаггүй нэгэн төрлийн бодисыг хөндийрүүлэгч буюу диэлектрик гэнэ. Диэлектрик нь хатуу шингэн байж болно.
– тухайн орчны диэлектрик нэвтрэх чанар гэнэ. Энэ нь бодисын цахилгаан шинж чанарыг илэрхийлнэ.
Кулоны хуулийг орчинд бичвэл
болно.
Зураг дээр нэгэн төрөлийн 3 цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүчний вектор нийлбэрийг харууллаа.
Зарим орчны диэлектрик нэвтрэх чанар -
1.Агаар
1
4.Хуурай цаас
2,5
7.Шил
7
2.Керосин
2
5.Цэвэр ус
81
8.Хув
2,8
3.Спирт
3
6.Парафин
2,1
9.Гялтгануур
6
Цахилгаан орон, Цахилгаан орны хүчлэг.
Цахилгаан орны хүчний шугам
Цэнэгтэй биесүүд тодорхой зайнаас харилцан үйлчлэлцэнэ. Энэ нь цахилгаан хүчний үйлчлэлийг дамжуулах орон байгаагийн гэрч. Цэнэгтэй биесийн харилцан үйлчлэлийг дамжуулдаг орныг цахилгаан орон гэнэ. Өөрөөр хэлвэл цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь цахилгаан орноор дамжин биелэнэ. Цахилгаан орон бодитой оршин байдаг. Цахилгаан орон амтлагдахгүй, үнэртэхгүй боловч түүнийг нарийн багажаар бодитой оршихыг нь нотолжээ.
Цахилгаан орны мөн чанар. 1. Цахилгаан орон хүнээс, хүний сэрэл сэтгэхүйгээс огтхонч хамаарахгүйгээр бодитой оршин байдаг утгаараа материаллаг юм.
2. Цахилгаан орон биднийг хүрээлэн байгаа ертөнцийн доторх өөр олон биетэй эндүүрэхээргүй тодорхой олон шинж чанартай.
+q
+ Q A F
q0
, r q
Цахилгаан орны үндсэн шинж чанар. Цахилгаан орон цэнэгүүдэд тодорхой хүчээр үйлчилнэ. Энэ нь түүний үндсэн шинж чанар юм. Цахилгаан орныг судлахдаа туршуул цэнэг авдаг. Үл хөдлөх цэнэгийн үүсгэх үл хөдлөх цахилгаан орныг цахилгаан статик орон гэнэ. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тархах хурд 3
км/с байна.
Цахилгаан орны хүчлэг. Цэнэгт үйлчлэх хүчний үйлчлэлээр цахилгаан орон байгаа эсэхийг илэрүүлдэг. Q цэнэгийн үүсгэх цахилгаан орны А цэгт q1, q2…qn өөр өөр хэмжээтэй цэнэгийг оруулан судлая.
Энэ хүчийг тодорхойлоход хүчлэг гэдэг хэмжигдэхүүнийг оруулдаг. Хүчлэг бол цахилгаан оронг хүчний талаас нь илэрхийлдэг хэмжигдэхүүн. Хүчлэг нь нэгж эерэг цэнэгт үйлчлэх хүчээр тодорхойлогдоно.
Кулоны хуулиар
болно. Үүнийг дээрх хүчлэгийн томѐонд орлуулья.
Цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны хүчлэг.
орчны диэлектрик нэвтрэх чанар,
-цахигаан тогтмол. Цахилгаан орны зүгээс цэнэгт хүч үйлчилнэ. Цэнэг бүр өөрийн цахилгаан оронтой. Нэг цэнэгийн цахилгаан орон нөгөөгийн цахилгаан орны тархалтанд саад болохгүй давхцаж тархана. Хэд хэдэн цэнэгт бөөмс огторгуйн тухайн цэгт E1, E2,… En хүчлэг бүхий цахилгаан орон үүсгэж байвал уул цэг дэх орны нийлбэр хүчлэг
томѐогоор тодорхойлогдоно. Үүнийг цахилгаан орны суперпозицын зарчим гэнэ.
A
E1 E2
+q1
-q2 +Q E3 +q +q
EA
En
Цахилгаан орныг хүчний шугмаар нь дүрсэлдэг. Үргэлжилсэн муруй шугам татаад түүний цэг бүрийг дайруулан шахагч татвал, тэдгээр шахагч нь орны тухайн цэг дэх хүчлэгийн вектортой давхцана. Тэдгээр шугамыг цахилгаан орны хүчний шугам гэнэ. Зураг-
Цахилгаан орны хүчний шугамыг байгуулахдаа дараах дүрмийг баримтална.
1. Хүчний шугамууд нь эерэг цэнэгтэй биеийн гадаргуугаас эхлэн сөрөг
цэнэгтэй биеийн гадаргуу дээр төгсдөг битүү биш муруй байна.
2. Муруй шугамын цэг бүхэнд татсан шүргэгч нь орны хүчлэгийн векторын чиглэл болдог.
Зураг зураг зураг
3. Хүчний шугамууд огтлолцохгүй.
Хоѐр хавтгайн хоорондох бүх цэгт хүчлэг нь адилхан байдаг оронг нэгэн төрлийн орон гэнэ.
Нэгэн төрлийн цахилгаан орны хүчний шугам дунд хэсэгтээ параллель, захруугаа параллель биш болж муруйдаг. Хүчний шугамууд нь параллель биш байвал нэгэн төрлийн орон борж чадахгүй.
Цахилгаан орон доторх дамжуулагч, жигд цэнэглэгдсэн
бөмбөрцөг ба хавтгайн цахилгаан орон
Ямарч хэлбэрийн бие цэнэглэгдэж цахилгаан орон үүсгэж болно. Ямарч тохилдолд цахилгаан оронг тооцож чаддаг болохын тулд бөмбөрцөг ба хавтгайн гадаргын цахилгаан оронг авч үзье.
r0 радиустай бөмбөрцгийн гадаргаар q цэнэг жигд тархсан байг Түүний цахилгаан орны хүчлэг E0-ийг олъѐ. Гадаргаар тархсан цэнэгийн хэмжээг уул гадаргын талбайд харьцуулсан харьцааг гадаргын цэнэгийн нягт гэнэ.
Зарим гадаргын талбайг бичвэл:
дугуй-
, тэгшөнцөгт-
, гурвалжин-
.
Бөмбөрцөгийн төвөөс
>
зайд орны хүчлэг
байна.
Харин
гадаргуу дээр бол
байна. Энэ хүчлэгийг дээрх цэнэгийн нягтаар тодорхойлоѐ.
,
болон
томъѐог дээрх томъѐонд орлуулъя.
Бөмбөрцөгийн цахилгаан орны хүчлэг
Энэ нь бөмбөрцөгийн радиус хязгааргүйд ч
хүчинтэй. Зэрэгцээ хоѐр гадаргаар хязгаарлагдсан хязгааргүй урт хавтгай авч үзье. Зураг- Уул хавтгай жигд цэнэглэгдсэн байг. Хавтгайн хоѐр гадарга дээрх цэнэгийн нягтыг адилхан гэж тооцоод
Хоѐр хавтгайг давхцах хүртэл шахая.
Энэ үед
болно.
Хэрэв цэнэглэгдсэн хавтгай
диэлектрик нэвтрэх чанар бүхий нэгэн төрлийн диэлектрик дотор байвал
дахин багасна.
Хадаасыг хөдөлгөөд 2 хавтгайг цэнэглэхэд цахилгаан орон дотор хадаас огцом хөдлөөд зогсоно. Үүний учрыг тайлбарлая.
Металл дотор сул электрон байдаг. Энэ электронууд дурын чиглэлдээ шилжин хөдөлнө.
Дамжуулагчийг цахилгаан орон дотор оруулахад сул электронууд асар богино хугацаанд тодорхой чиглэлд шилжин хөдөлнө. Энэ үед хавтгайн хоорондох гадаад цахилгаан орон, дамжуулагчийн дотоод цахилгаан оронтой харилцан үйлчилнэ. Энэ харилцан үйлчлэл тэнцүү болоход сул электронууд зогсоно. Энэ үед дамжуулагч доторх цахилгаан орны хүчлэг тэг болж, мөн гадаад цахилгаан орны хүчлэг тэг болно. Дамжуулагчийн дотор байсан адил хэмжээний нэмэх, хасах цахилгаан цэнэгүүд гадаад цахилгаан орны нөлөөгөөр салж тархах замаар уг дамжуулагч цэнэглэгдэнэ. Үүнийг нөлөөгөөр цэнэглэгдэх гэнэ. Цэнэгүүд шилжин хөдлөөгүй үед дамжуулагч дотор цахилгаан орон байхгүй.
Цэнэг шилжүүлэхэд цахилгаан орны хийх ажил.
Цахилгаан орны потенциал, потенциалын ялгавар
Потенциалын ялгавар хүчлэг хоѐрын холбоо
у
Цэнэг шилжүүлэхэд цахилгаан орны хийх ажил. Нэгэн төрлийн цахилгаан
орон аваад q цэнэгийг шилжүүлэхэд
1 2 хийх ажлыг олъѐ. q цэнэгийг
0 х1 х2 х цахилгаан орны 1-2 цэгт шилжүүлэхэд
цахилгаан орон цэнэгт
хүчээр үйлчилж цэнэг F хүчний дагуу
зайд шилжинэ.
Иймд цахилгаан орон
ажил хийнэ. Ажлын томъѐог дахин бичвэл
болно. Үүний
гэж тэмдэглэе. Тэгвэл
болно. En-нийг харилцан үлчлэлийн потенциал энерги гэнэ. Энэ нь цахилгаан орон доторх цэнэг, 2 хавтгайн цэнэгүүдтэй харилцан үйлчилсэний дүнд тухайн цэнэгийн олж авсан потенциал энергийн хэмжээ.
1
Ажил нь q-ийн явсан замын хэлбэрээс
хамаарахгүй эхний ба эцсийн байрлалаас
хамаарна.
Цахилгаан орны потенциалын ялгавар. q0- үл хөдлөх цэнэг байг, Орчинд нь нэгэн төрлийн биш цахилгаан орон үүснэ. q цэнэгийг тухайн орны 1-2 цэгт шилжүүлэхэд
байна. Тэгшитгэлийн 2 талыг q-д хуваая.
болно.
Үүний
- ялгавар нь нэгж эерэг цэнэгийг шилжүүлэхэд орны гүйцэтгэх ажил.
- ялгавар нь нэгж эерэг цэнэгийн потенциал энергийн өөрчлөлт
Энэ ялгаварыг 1 ба 2 цэгүүдийн хоорондох потенциалын ялгавар гээд
гэж тэмдэглэнэ.
Хэрэв нэг цэгээс нөгөө цэгт 1кл цэнэгийг шилжүүлэхэд цахилгаан орны 1жоуль ажил гүйцэтгэж байвал тэдгээр хоѐр цэгийн хоорондын потенциал ялгаварыг нэгж болгож авдаг.
Вольт
Цахилгаан соронзон орны потенциал.
- харьцаа нь цахилгаан статик оронг тоон талаас нь тодорхойлох нэг гол шинж чанар. Энэ шинж чанарыг потенциал гэдэг хэмжээгээр илэрхийлнэ.
гэх мэт.
Потенциал, потенциал ялгавар хоѐр нь цахилгаан орныг энергийн талаас нь илэрхийлдэг. Гэхдээ
-нь хэсэг бүрийн энергийг,
нь цэг нэг бүрийн энергийг тодорхойлдог
ялгаатай. Нэгэн төрлийн цахилгаан орны потенциалыг олъѐ.
гэсэн 2 томъѐог тэнцүүлвэл
нэгэн төрлийн цахилгаан орны потенцил гэнэ.
- цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны потенциал гэнэ.
Потенциалын ялгавар хүчлэг хоѐрын холбоо. Хүчлэг нь цахилгаан орныг хүчний талаас нь, потенциалын ялгавар нь энергийн талаас нь тодорхойлдог ялгаатай. Үүнийг тодорхойльѐ.
q 1
q цэнэгийг нэгэн төрлийн биш цахилгаан орны 1-ээс 2 цэгт
2
шилжүүлэхэд
зам явна.
E
гэсэн 2 томъѐог тэнцүүлвэл
буюу
болно.
учир
нь потенциал буурах зүгт чиглэлтэй байна.
В/м=Ж/Кл*1/м=1Н*м/Кл*м=1Н/м; Иймд
В/м буюу
1Н/м.
Конденсатор түүний цахилгаан багтаамж,
Конденсаторыг холбох аргууд,
Цэнэгтэй конденсаторын энерги.
Параллель 2 металл хавтгайг цэнэглэхэд тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүсдэг. Хоорондоо диэлектрикээр тусгаарлагдсан систем дамжуулагчийг конденсатор гэнэ. Диэлектрикээр тусгаарлагдсан аливаа хоѐр дамжуулагч конденсатор болно. Жишээ нь: Шонгийн хооронд татсан дамжуулагч утаснууд агаар диэлектриктэй конденсатор болно.
Хамгийн хялбар конденсатор агаараар тусгаарлагдсан хос металл хавтгай (ялтас) юм.Үүнийг хавтгай конденсатор гэнэ. Цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны потенциалын
томъѐоноос харахад дамжуулагчийн потенциал цэнэгт шууд пропорциональ. Тухайн дамжуулагчийн цэнэгийг потенциалд харцуулсан харцаа нь тогтмол хэмжигдэхүүн байдаг.
радиустай 2 бөмбөрцгийг адил цэнэгээр цэнэглэхэд радиус багатай нь их потенциалтай байна.
Цэнэглэгдсэн дамжуулагчийн потенциал нь түүний хэлбэр, хэмжээ, орчноос яаж хамаарахыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүгийг дамжуулагчийн цахилгаан багтаамж гэнэ.Конденсаторын цахилгаан цэнэг ба энергийг хуримтлуулан хадгалах чанарыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг конденсаторын цахилгаан багтаамж гээд С гэж тэмдэглэнэ.
ба
байна. + [C]=1Кл/В=1Ф (Фарад)
1 микрофарад (мкФ)=10-6Ф, 1пикофарад (пФ)=10-12Ф
Хавтгай ба бөмбөрцгийн цахилгаан багтаамж. Хавтгай, цлиндр ба бөмбөрцгөн конденсатор байж болно.
d q цэнэг 2 хавтгай дээр жигд тархсан гэвэл гадаргын цэнэгийн нягт
хавтгайн цахилгаан орны хүчлэг
байдаг.
томъѐонд
;
;
Өөр хоорондоо диэлектрикээр тусгаарлагдсан нэг төвтэй 2 дамжуулагч бөмбөрцгийн системийг бөмбөлөг конденсатор гэнэ.
,
гэвэл бөмбөлөг конденсаторын цахилгаан багтаамж нь
. Хэрэв
ганц бөмбөрцөг болох учраас цахилгаан багтаамжнь
байна.
Цэнэгтэй конденсаторын энергийг дараах томъѐонуудаар тодорхойлдог.
Конденсаторыг холбох аргууд:
Хэрэглэгдэх зүйл: Янз бүрийн багтаамжтай конденсаторууд, гүйдэл үүсгэгч, шугам хавтгай конденсатор, сурах бичиг, бодлогын хураамж тест, тараах материал, зурмал үзүүлэн
Шаардлагатай багтаамжийг бий болгохын тулд конденсаторыг хэд хэдээр нь систем болгон холбоод батерей гэж нэрлэнэ..
1. Эерэг цэнэгтэй ялтасуудыг хооронд нь, сөрөг цэнэгтэй ялтасуудыг хооронд
нь тус тус холбохыг зэрэгцээ холболт гэнэ. Энэ үед
байна.
буюу
Зэрэгцээ холбосон үед конденсатор бүрийн цэнэг өөр өөр байна.
2. Конденсаторын хавтгайнуудыг эерэг сөрөг, эерэг
сөрөг гэж холбосон байвал цуваа холболт гэнэ. Энэ үед
;
байна.
21111CCC
Конденсаторыг холимог холболтоор холбосон үед зангилааны дотор талаас эхэлж бодно.
6-р бүлэг
Тогтмол гүйдлийн хуулиуд
Цахилгаан гүйдэл, Гүйдэл үүсэх ба байх нөхцөл
Гүйдлийн хүч, Гүйдлийн үйлчлэл.
Цахилгаан цэнэгүүдийн цэгцтэй хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдэл гэнэ.
Дамжуулагчид гүйдэл үүсэх буюу байж байхын тулд дараах 2 нөхцөл зайлшгүй шаардлагатай.
1.Дамжуулагчид / өөрөөр хэлвэл өгөгдсөн орчинд/ шилжин хөдөлж чадах цахилгаан цэнэгүүд байх ѐстой. Жишээ нь: Металлд сөрөг электронууд, электролитэд эерэг сөрөг ионууд, хийд сөрөг электронууд, эерэг сөрөг ионууд гэх мэт.
2. Цахилгаан цэнэгүүдийг шилжүүлэхэд энерги зарцуулж байдаг цахилгаан орон өгөгдсөн орчинд байх ѐстой. Гүйдлийг
тасралтгүй удаан хугацаанд гүйлгэе гэвэл цахилгаан орны энергийг үргэлж нөхөж байх хэрэгтэй. Өөрөөр хэлвэл аль нэг хэлбэрийн энергийг цахилгаан орны энерги болгон тасралтгүй хувиргаж байх хэрэгсэл хэрэгтэй. Тийм хэрэгсэлийг гүйдэл үүсгэгч гэнэ.
Гүйдлийн хүч
Цахилгаан гүйдлийг гүйдлийн хүч гэдэг скаляр хэмжигдэхүүнээр тодорхойлдог. Нэгж хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор өнгөрөх цэнэгийн хэмжээг гүйдлийн хүч гэнэ
tqI
Нэгж нь
I
1Кл/1сек =1А (Ампер)
Хэмжээ ба чиглэл нь хугацаанаас хамаарч өөрчлөгдөхгүй гүйдлийг тогтмол гүйдэл гэнэ.
tq=I
1А=10
3
мА 1А=10
6
мкА
Гүйдлийн нягт.
Гүйдлийн хүчийг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбайд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гүйдлийн нягт гэнэ.
SΔIΔ=J
,
J↑↑IΔ
,
SΔ⊥J
Талбайд перпендикуляр байна.
Тогтмол гүйдлийн нягт нь нэг төрлийн дамжуулагчийн хөндлөн огтлолд адилхан байна. Иймд
SJI
гэж олж болно. Янз бүрийн огтлол бүхий дамжуулагчийн гүйдлийн нягт нь тэдгээрийн хөндлөн огтлолын талбайд урвуу пропорциональ байна.
1221SSII
Дамжууулагчийн эерэг цэнэгийн хөдөлгөөний чигийг гүйдлийн чиг болгон авдаг. Иймд металл доторх цэнэгийн хөдөлгөөний чиглэл нь гүйдлийн чигийн эсрэг байна. Дамжуулагч доторх цэнэгт хэсгүүд хурдтай хөдөлдөг. Иймд гүйдлийн хурд гэдэг ньдамжуулагч дотор тархах ц/орны хурд юм.
Гүйдлийн үйлчлэл
1.Гүйдэлтэй дамжуулагч халдаг.Жнь: индүү, плитка, чийдэн зэрэг цах/хэрэгслүүд халдаг.
2.Гүйдэлтэй дамжуулагчийн дэргэд соронзон зүү тавихад зүү эргэлдэн хөдөлдөг.Иймд гүйдэл соронзон үйлчилгээтэй.
3.Зэсийн байвангийн уусмал дундуур гүйдэл гүйлгэхэд катод дээр зэс ялгарна.Иймд гүйдэл химйин үйлчилгээтэй.
Янз бүрийн гэрэл гүйдлээр ажиллана.Үүнээс үзэхэд цах/гүйдэл гэрэл, дулаан, соронзон, химийн үйлчилгээтэй.
Металл доторх электронуудын журамлагдсан хөдөлгөөний хурдыг дараах томьѐогоор тодорхойлно.
SnqI0
eq0
гэвэл
sneI=υ
болно.
Эндээс гүйдлийн хүч
SneI
байна.
n
нэгж эзэлхүүн дэх электроны тоо
S- дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбай
e
электрон бүрийн зөөх цэнэгийн хэмжээ
Хэлхээний хэсгийн Омын хууль.
Хэлхээний хэсгийн гүйдлийн хүч нь үйлчлэх хүчдэлд шууд дамжуулагчийн эсэргүүцэлд урвуу хамааралтай.
RIU
Цахилгаан хэлхээ.
Гүйдэл үүсгэгчээс цахилгаан энергийг цахилгаан чийдэн, цахилгаан хөдөлгүүр, радио, телевизор зэрэг энерги хэрэглэгч төхөөрөмжүүдэд дамжуулагч утсаар холбон дамжуулна.
Энэ үед цахилгаан хэлхээ нь гүйдэл үүсгэгч, хэрэглэгч, дамжуулагч утас, хэлхээг залгах салгах түлхүүр, хэмжих багажаас тогтоно.
Цахилгаан чийдэн, Гүйдэл үүсгэгч
Гүйдэл хэмжих амперметрийг хэлхээнд цуваа холбоно
Ххүчдэл хэмжих вольтметрийг хэлхээнд зэрэгцээ холбоно,
Дамжуулагчийг холбох аргууд
1-рт энерги хэрэглэгчийг дамжуулагч утсаар хооронд нь холбох, 2-рт шаардлагатай эсэргүүцлийг гаргаж авах зорилгын үүднээс эсэргүүцлийг /дамжуулагчийг/ зэрэгцээ, цуваа, холимог холболтоор холбодог.
Хэд хэдэн дамжуулагчийг тэдгээрээр нэгэн адил гүйдэл гүйхээр холбосныг цуваахолболт гэнэ.
22RIU
21UUU
2121RRIIRIRU
niinRRRRR121
Дамжуулагчдын нэг үзүүрийг нэг зангилаанд нөгөө үзүүрийг нөгөө зангилаанд холбосныг зэрэгцээ холболт гэнэ. Хэлхээний гүйдэл дамжуулагч бүрээр салаалан гүйнэ.
11RUI
;
22RUI
21III
212111RRURURUI
;
niinRRRRR12111111
;
2121RRRRR
11RIU
Зэрэгцээ холбогдсон дамжуулагчид гүйдэл салаалахдаа салаа бүрийн R-д хамааралтай байна. Дамжуулагчийн R-ийн урвуу хэмжигдэхүүнийг цахилгаан дамжуулах чадвар гэнэ. Тэгвэл зэрэгцээ холбосон олон дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чадвар нь дамжуулагч тус бүрийн цахаилгаан дамжуулах чадварын нийлбэртэй тэнцүү байна.
Хэлхээний гүйдэл хүчдэлийг хэмжих
Дамжуулагчаар гүйж байгаа гүйдлийг хэмжихийн тулд амперметрийг уул дамжуулагчтай цуваа холбоно. Амперметр нь Ra эсэргүүцэлтэй байх тул уул хэлхээний R нэмэгдэнэ. Иймд гүйдлийн хүч нь хэлхээний хэсгийн Омын хууль ѐсоор багасна. Амперметр түүгээр хэмжих гүйдлийн хүчиндээ аль болох бага нөлөө үзүүлдэг байхын тулд түүний R-ийг багаар авдаг. Вольтметрийг хэлхээнд дамжуулагчтай зэрэгцээ холбодог. Вольтметр дээрх хүчдэл хэлхээний хэсгийн хүчдэлтэй адилхан. Хэрэв вольтметрийн эсэргүүцэл R
b
бол зэрэгцээ холболтын хуулиар
bbRRRRR
болно.
RR
байх ѐстой.
Иймээс хэлхээний хэсгийн хэмжиж байгаа хүчдэл хорогдоно. Вольтметр өөрөө хэмжиж байгаа хүчдэлдээ мэдэгдэхүйц өөрчлөлт оруулахгүй байхын тулд түүний эсэргүүцлийг хэлхээний хэсгийн эсэргүүцлээс их байлгах ѐстой.
Цахилгаан гүйдлийн ажил, чадал,
Битүү хэлхээний Омын хууль
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч.
Гүйдлийн ажил
Дамжуулагчаар гүйдэл гүйхэд цахилгаан орон ажил хийнэ.Энэ ажлыг гүйдлийн ажил гэнэ.
Хэсэг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор
t
хугацаанд
q
цэнэг өнгөрсөн гэвэл цахилгаан орон
UqA
ажил хийнэ.
;tqI

tIq
томьѐг ажлын томьѐд орлуулья.
tUIA
Хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн ажил нь гүйдлийн хүч, хүчдэл, ажил хийх хугацаа 3-ын үржвэртэй тэнцүү. Энэ ажлын томьѐонд хэлхээний хэсгийн Омын хуулийг ашиглан
I
-ийг
U
-ээр, U -ийг I -ээр тус тус илэрхийлвэл гүйдлийн ажил дараах томьѐогоор тодорхойлогдоно.
tIUtUI
tRUA2
- дамжуулагчийг зэрэгцээ холбоход хэрэглэнэ.
tUIA
- дамжуулагчийг цуваа холбоход хэрэглэнэ.
Гүйдэлтэй амжуулагчийн ялгаруулах дулааны хэмжээ нь гүйдлийн квадрат, эсэргүүцэл, хугацаа 3-ын нржвэртэй тэнцүү.
tRIQ2
Үүнийг Жоуль-Ленцийн хууль гэнэ.
Гүйдлийн чадал.
Цахилгаан хөдөлгүүр,чийдэн,цахилгаан багаж нэгж хугацаад тодорхой энерги хэрэглэхийг тооцон түүн дээр тэмдэглэсэн байдаг. Ийм учраас ажлын з эрэгцээ гүйдлийн чадлын тухай ойлголт чухал холбогдолтой,
Гүйдлийн чадал нь нэгж хугацаанд гүйцэтгэсэн ажилтай тэнцүү.
tAN
Дээрх ажлын томьѐонуудыг t-д хуваавал:
IU=N RI=N tU=N22;;
болно.
Чадлын томьѐонд байгаа R нь хэохээний гадаад эсэргүүцэл учир түүн дээрх чадал нь ашигтай чадал юм. Гүйдлийн ашигтай чадлыг нийт чадалд харьцуулж процентоор илэрхийлснийг хэлхээний /дамжуулагчийн/ ашигт үйлийн коэффицент /АҮК/ гэнэ.
%100nANN
;
%100)(22rRIRIN
%100)(rRRN
(R+r)-дээрх чадал нь нийт чадал болно.
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч.
Аливаа гүйдэл үүсгэгч цахилгаан хөдөлгөх хүч /ц.х.х/-ээр тодорхойлогддог. Гүйдэл үүсгэгчийн доторх цэнэгүүд дээр Кулоны хүчээс гадна цахилгаан биш гаралтай хүч үйлчилж байх ѐстой. Цэнэгт бөөмсийн цахилгаан орон дангаараа хэлхээгээр гүйх гүйдлийг тогтоон барьж байх чадваргүй. Цахилгаан цэнэгт бөөмс дээр үйлчлэх цахилгаан биш гаралтай аливаа хүчийг гаднын хүч гэнэ. Гаднын хүчний ажил хийх явцад гүйдэл үүсгэгчийн доторх цэнэгт бөөмс энергитэй болоод дараа нь уул энергиэ цхилгаан хэлхээний дамжуулагчдад өгнө. Үүсгэгчийн дотор цахилгаан цэнэгүүд нь гаднын хүчний үйлчлэлээр Кулоны хүчний эсрэг хөдөлдөг,харин хэлхээний үлдсэн бүх хэсэгт тэдгээр цэнэг цахилгаан орны үйлчлэлээр хөдөлгөөнд ордог. Гаднын хүчний үйлчлэлийг тодорхойлох физикийн гол хэмжигдэхүүн бол ц.х.х. юм.
Битүү хүрээний дагуу цэнэг шилжүүлэх гаднын хүчний ажлыг уул цэнэгийн хэмжээнд хуваасан харьцаагаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гүйдэл үүсгэчийн ц.х.х гэнэ.
qA=ε
[]ε
= В (Вольт)
Битүү хэлхээний Омын хууль
Ямарч цахилгаан хэлхээ гадаад дотоод хэсэгтэй байдаг.Хэлхээний хэрэглэгчтэй хэсгийг гадаад,гүйдэл үүсгэгчтэй хэсгийг дотоод хэсэг гэнэ. Үүнтэй уялдаж хэрэглэгчийн / дамжуулагчийн / эсэргүүцлийг гадаад, гүйдэл үүсгэгчийн
эсэргүүцлийг дотоод эсэргүүцэл гэнэ. R эсэргүүцэлтэй дамжуулагч, r дотоод эсэргүүцэлтэй,
ε
-ц.х.х-тэй битүү хэлхээ авч үзье.
Энд Жоуль –Ленц нарын энерги хувирах ба хадгалагдах хуулийг ашиглан битүү хэлхээн дэх гүйдлийн хүч
()r+RI,,ε
-ийн хооронд холбоо тогтооѐ. Дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор
t
хугацаанд

цэнэг өнгөрсөн гэвэл, энэ цэнэгийг шилжүүлэх гаднын хүчний ажил.
qA
байна. ;
t
q
I 

t•I=q
учир
tΔI=Aε
болно.Хэлхээний гадаад дотоод хэсэгт энэхүү ажил хийхэд дулаан ялгарах бөгөөд түүний хэмжээ нь Жоуль -Ленцийн хууль
ѐсоор
trItRIQ22
байна.Энерги хадгалагдах хууль ѐсоор
QA

()Ir+IR=⇒r+RtΔ•I=tΔRI22ε
болно.
g1U=Ir U=IR;
гадаад, дотоод хэсэг дээрх хүчдэлийн уналт. Иймд
21UU
болно.
rRI
томьѐог битүү хэлхээний Омын хууль гэнэ.
Хэрэв
rR
байвал гүйдэл хамгийн их утганд хүрнэ.
rRrR;0
rI
-гүйдлийг богино холболтын гүйдэл гэнэ. Энэ үед дамжуулагч утас шатна.Хэрэв
R>>r
байвал энэ хэлхээний хүчдэл ойролцоогоор ц.х.х-тэй тэнцүү.
RI==Uε
байна.
Хэд хэдэн гүйдэл үүсгэгчийг холбох
Кирхгофын дүрэм
Хэрэглээний шаардлагаар хэд хэдэн гүйдэл үүсгэгчийг зэрэгцээ буюу цуваа холбож ашигладаг. Үүнийг батарей гэнэ.
Цуваа холболт: Гүйдэл үүсгэгчдийг (+ -),(+ -) гэж холбовол цуваа холбосон батарей гэнэ.
Үүсгэгч бүрийн ц.х.х-

, дотоод эсэргүүцэл нь -
r
бол Омын хуулийг
nr+Rn=Iε
гэж бичнэ.R маш их R<<
nr
байвал
nr
-ийг орхиж болно. Тэгвэл
Rn=Iε
;
Иймд цуваа холболтыг хэрэглэхэд
I
-ийг нэмэгдүүлэх ашигтай. Хэрэв гүйдэл үүсгэгч бүр өөр өөр ц.х.х,дотоод эсэргүүцэлтэй бол
ΣΣn1=iin21n1=iin2r=r++r+r=r=+++=......εεεεε
байх ба Омын хуулийг
ΣΣn1=iin1=iir+R=Iε
гэж бичиж болно.
Зэрэгцээ холболт:Ижил ц.х.х, ижил дотоод эсэргүүцэлтэй
n
ширхэг гүйдэл үүсгэгч авч (+ +),(- -) гэж холбовол зэрэгцээ холболт болно. Энэ үед батарейн
ц.х.х-
ε
,дотоод эсэргүүцэл нь
nr
байна.Иймд Омын хуулийг
nr+R=Iε
гэж бичиж болно. Хэрэв R<<r буюу
0≈R
байвал
rn=Iε
болно. Өөрөөр хэлвэл маш бага R-тэй гадаад хэлхээнд зэрэгцээ холбоотой батарей холбовол гүйдлийн хүч их болно.
Кирхгофын дүрэм
Цахилгаан хэлхээг 2 ангилдаг. 1.жирийн салаалаагүй хэлхээ эсвэл битүү цахилгаан хүрээ
2. салаалсан хэлхээ
Хэд хэдэн элемент хоорондоо зэрэгцээ залгагдсан цэгүүдийг салаалсан цэгүүд буюу зангилаа гэж нэрлэнэ. Хоѐр зангилааны хоорондох хэлхээний хэсгийг салаа гэж ярьдаг. Зангилаанд ирж байгаа гүйдэл хэлхээний бүх салаагаар гүйдэг. Салаа тус бүрээр гүйх гүйдэл өөр өөр байна. Салаалсан хэлхээ нь хэд хэдэн жирийн битүү хүрээнээс тогтоно. Цахилгаан хэлхээний тооцоог Кирхгофын 2 дүрмээр хийдэг.
Кирхгофын 1-р дүрэм. Хэлхээний зангилаанд ирж байгаа гүйдлийн хүчнүүдийн нийлбэр нь тухайн зангилаанаас гарч байгаа гүйдлийн хүчнүүдийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
4321IIII
үүнийг
04321IIII
гэж бичиж болно.
Өөрөөр хэлвэл зангилаанд ирж байгаа гүйдлийн хүчнүүд зангилаанаас гарч байгаа гүйдлийн хүчний алгебр нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна.
Σn1=ii0=I
үүнийг Кирхгофын 1-р дүрэм гэнэ.
Кирхгофын 2-р дүрэм. Битүү хүрээн доторх бүх гүйдэл үүсгэгчийн ц.х.х –ний алгебр нийлбэр нь хүрээний бүх элемент дээрх хүчдэлийн уналтын алгебр нийлбэртэй тэнцүү.
321321IRIRIR
Гүйдлийн хүчний чигийг дураар сонгоно.
I
бол (+) тэмдэгтэй авна.
I
бол (-) тэмдэгтэй авна
Ерөнхий тохиолдолд дурын ц.х.х,
эсэргүүцэл байхад
niiniiIR11
үүнийг Кирхгофын 2-р
дүрэм гэнэ.
Тогтмол гүйдэл сэдвийн хэмжигдэхүүн ба томъѐонууд
¹
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг-
лэгээ
Нэгж
Тэмдэглэгээ
1
Гүйдлийн хүч
I
Ампер
А
2
Хүчдэл
U
Вольт
В
3
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
R
Ом
Ом
4
Дамжуулагчийн х.о.т
S
Метр квадрат
м2
5
Дамжуулагчийн хувийн эсэргүүцэл
ρ
Ом*метр
Эсвэл Ом*мм/метр
Ом*м
Эсвэл Ом*мм/м
6
Дотоод эсэргүүцэл
r
Ом
Ом
7
Дулааны тоо хэмжээ
Q
Жоуль
Ж
8
Гүйдэл үүсгэгчийн Ц.х.х
ε
Вольт
В
9
Гүйдлийн ажил
A
Жоуль
Ж
10
Гүйдлийн чадал
N
Ватт
Вт
11
Ашигт үйлийн коэффицент
η
Хувь
%
Томъѐонууд
1
Гүйдлийн хүч
tq=I
2
Хүчдэл
R•I=U
3
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
S•=Rρ
4
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ цуваа холбох
niRRRRR1i n 2 1 ...
5
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ зэрэгцээ холбох
n1ii n 2 1 R1 1...111RRRR
6
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч
qA
7
Хэлхээний хэсгийн Омын хууль
RU=U
8
Бүрэн хэлхээний хэсгийн Омын хууль
rRI
9
Гүйдлийн ажил
tUIA
10
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ цуваа холбосон үед
tRU=A2
11
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ зэрэгцээ холбосон үед
t•R•I=A2
12
Жоуль-Ленцийн хууль
tRIQ2
13
Гүйдлийн чадал
RtAN2 UN ; 
IUN ; 2 RIN
14
Хэлхээний ашигт үйлийн коэффицент
100% N HA N
;
100% rRR
15
Крихгофын 1-р дүрэм
niiI10
16
Крихгофын 2-р дүрэм  
 

n
i
i
n
i
i IR
1 1

Төрөл бүрийн өрчин дахь цахилгаан гүйдэл
Металл доторх цахилгаан гүйдэл, металлын эсэргүүцэл температураас хамаарах, Цахилгаан хэт дамжуулал
Энэ бүлэгт, металл, шингэн, хий, вакуум, хагас дамжуулагчийг дундуур цахилгаан гүйдэл гүйлгэхэд тэдгээр орчин дотор явагдах физик процессуудтай танилцана.
Электрон онолын үндэс
Металл дундуур гүйдэл гүйлгэхэд металлын атомууд нэг хэсгээс нөгөө хэсэг рүү шилжин хөдлөхгүй. Иймд металл дотор цахилгаан цэнэгийг зөөгч нь сул электронууд байх ѐстой гэдгийг 1912 онд ЗХУ-ын эрдэмтэн Л.И. Мандельштом, Н.Д. Папалекс нар 1916 онд Голмен Стюарт нар туршлагаар баталжээ.
Зэс утсаар ороосон ороомгийн хоѐр үзүүрийг хоорондоо хөндийрүүлэгдсэн хоѐр металл дугуйд гагнаж сойзоор дамнуулан зэстэй холбоно. Ороомгийг маш хурдан эргүүлж байгаад зогсооход сул электронууд хэсэг хугацаанд инерцээрээ хөдөлнө. Иймээс ороомог дотор цахилгаан гүйдэл үүснэ. Удалгүй гүйдэл зогсоно. Электонууд инерцээрээ хөдөлсний дүнд хоромхон зуурын гүйдэл үүснэ.
кгКл11_108,1eme
байсан нь бусад аргаар тодорхойлсон уг харьцааны тоон холбогдол ижил байв. Ингэж маталл дотор сул электрон байдаг нь нотлогдсон.
Цахилгаан орны үйлчлэлээр сул электронуудын нэг зүгт чиглэсэн хөдөлгөөнийг металл доторх цах/гүйдэл гэнэ.
Энэ электроны хөдөлгөөний хурдыг тодорхойлж болно.
1.Тасалгааны температурт сул электронууд дулааны хөдөлгөөнд оршино.
2.Цах/орны үйлчлэлээр электронууд шилжин хөдлөх замдаа оронт торын ионуудтай тасралтгүй мөргөлдөнө. Энэ хурдаар гүйдэл тодор хойлогдоно. Хурд их байх тутам электроны тоо их байна. Хурдыг тодорхойлогдохын тулд

J –ыг олъѐ. L урттай S гэсаэн хөндлөн огтлолын талбайтай дамжуулагчаар t хугацаанд электрон цэнэг бүхий электронууд урсан өнгөрнө.
L =

t зам явна.
V = S l =S

t эзлэхүүнд электрон оршино.
n нэгж эзлэхүүн дэх электроны тоо учир n* V =S*

* t*n
бүх электроны тоо болно. Электроны зөөх бүх цэнэг :
q = n*e* V  J=
tq
учир J =
ttneS
 J = S*

*n*e Тэгвэл
SneJ
болно.
Ихэнх металлын хувьд 1 м3 эзлэхүүнд орших сул электроны тоо 1028- 1029 зэсийн хувьд 9*1028 м 3 болно.
Металлын эсэргүүцэл температураас хамаарах
Температур нэмэгдэхэд металлын эсэргүүцэл нэмэгдэнэ. Үүнийг туршлагаар шалгаж болно.
Усыг дөлөөр халаахад чийдэнгийн гэрэлтэлт бүдгэрнэ. Температур нэмэгдэхэд эсэргүүцэл нэмэгдэх нь харагдана. Хэрэв 00с-R0 t0с-Rt бол
00RRRT
харьцангуй өөрчлөлт нь t0- өөрчлөлтөнд шууд пропорциональ.
=
2731
К-10.004К-1
000tRRRt
-г R-ийн t0-ын коэффицент гэнэ.
Rt=R0 ( 1+
t
0)  t=(1+

t0) байна.
Халаахад дамжуулагчийн хэлбэр ялимгүй өөрчлөгдөнө. Хайлшын

цэвэр металлынхаас нилээд бага. Жнь: Cu,Ni-ийн хайлшийг константин гэнэ. Константины
-16K 10•2=α
=10-6 Ом*м
Хэт дамжуулал. Олон тооны металлыг маш бага температур хүртэл хөргөхөд тэдгээрийн эсэргүүцэл огцом хорогддог үзэгдлийг дамжуулагчийy цахилгаан хэт дамжуулал гэнэ. Хэт дамжуулал эхлэх температур өөр өөр байна. Жишээ нь: Рв=4,3К Zn=0,9К
Олон тооны металл 18К-аас бага температурт цахилгаан хэт дамжуулах шинж чанартай болдог. Цахилгаан гүйдлийг хэт сайн дамжуулдаг материалыг алс зайд цахилгаан энерги дамжуулахад ашигладаг. Орчин үеийн тооны машинд хэт дамжуулал бүхий төхөөрөмжийг ашигладаг.
Шингэн дэх цахилгаан гүйдэл, Фарадейн хууль
Электролит. Цэвэр нэрмэл ус болон хоѐр металл хавтгай холбоѐ. Хэлхээг
цахилгаан шугамд холбоход чийдэн асахгүй. Учир нь нэрмэл ус цахилгаан гүйдлийг үл дамжуулна. Хэрэв нэрмэл усны оронд хатуу төлөвт байгаа хоолны нунтаг давс аваад, түүнд хоѐр хавтгайгаа хийж, туршлагыг давтан үйлдвэл чийдэн асахгүй. Давс гүйдлийг дамжуулдаггүй. Харин нэрмэл усанд хоолны давсны хэдэн ширхэгийг хаяж уусгаад уусмал дотор хоѐр хавтгайгаа оруулбал чийдэн тод асна.
Цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг бодисын уусмалыг электролит гэдэг. Элетролит дотор гүйдэл үүсгэгчийн эсрэг туйлтай холбоход зориулагдсан электродыг анод, түүний сөрөг туйлтай холбоход зориулагдсан электродыг катод гэж нэрлэдэг.
Давс хүчил шүлтийн уусмал цахилгаан гүйдэл дамжуулдагийн гол учир нь металл дотор цахилгаан цэнэг зөөгч нь сул электронууд байдаг. Электролитийн уусмал жишээ нь хоолны давсны уусмал дотор цэнэгтэй ямар жижиг хэсгүүд байдаг вэ? гэвэл уусмал дотор усны молекулууд байдаг гэвч тэд цэнэгггүй. Хоолны давсны оронт торын зангилаанууд дээр орших натри болон хлорын ионууд чөлөөтэй шилжин хөдөлж чаддаггүй. Иймээс давс хатуу төлөвт цахилгаан гүйдлийг үл дамжуулна. Усан дотор ямар нэг бодис жишээ нь хоолны давс хийхэд уул бодис уусдаг. Ингэж уусах явцад тэрхүү бодисын жижиг хэсгүүд нь цэнэгтэй атом, молекулууд болон задардаг. Тэдгээр атом молекулыг ион гэж нэрлэдэг.
Шингэн дотор бодис уусахад эерэг сөрөг ионууд үүсдэг үзэгдлийг электролитийн диссоциац гэдэг.
Электролитийн уусмал дотор цахилгаан цэнэг зөөгч нь эерэг сөрөг цэнэгтэй ионууд болдог. Сөрөг ионууд анод руу, эерэг ионууд катод руу шилжин хөдөлнө. Цахилгаан орны үйлчиллээр эерэг, сөрөг ионуудын чиглэлт хөдөлгөөнийг электролит доторх цахилгаан гүйдэл гэнэ. Электролитийн дотор ионууд цахилгаан цэнэгийг зөөдөг учраас түүнийг ионт дамжуулал гэдэг. Электролитийн диссоциацын үзэгдэл гагцхүү усан дотор явагдахаас биш бусад шингэн жишээ нь керосин дотор явагдахгүй.
Электролит дундуур ионуудын тусламжтайгаар цэнэг шилжихэд электродууд дээр бодис ялгардаг. Цахилгаан гүйдлээр электрод дээр бодис ялгардаг үзэгдлийг электролиз гэдэг.
Фарадейн хууль
Цахилгаан гүйдэл гүйлгэхэд элекрод дээр ялгарах бодисын масс нь электролитээр өнгөрөх цэнэгийн хэмжээнд пропорциональ байна.
m = k *q - үүнийг Фарадейн 1-р хууль гэнэ.
Пропорционалийн коэффицент R-г бодисын цахилгаан химийн эквивалент гэнэ. R Х химийн эквивалентат пропорциональ байна.
R= c
nA
C=
F1
А- атом жин , n- валент k =
nAF1
Фарадейн 2-р хууль
F= 96.5*103 кл/моль Үүнийг Фарадейн тогтмол гэж нэрлэнэ.
I =
tq
q=I*t байдаг учир m = k *I*t болно.
Электроныг цэнэгийн тогтмол F Авогадрын тоо Na –т ашиглан тодорхойлж болно.
e =
aNF
=
192310*6.1/11002.6/96500molimolikl
Кл
Электролизийг хэрэглэх
Электролизыг техникт өргөн хэрэглэдэг. Амархан зэвэрдэг металл эдлэлийг электролизын аргаар никель зэрэг өнгөт металлаар бүрдэг. Никельдэх зүйлийг сайтар цэвэрлээд никелийн давсны уусмал дотор катод болгон авдаг. Хэсэг никелийг мөн уусмал дотор анод болгон авдаг. Мөн алтдах, мөнгөлөх, хромдоход дээрхийн адил процесс явуулна. Мөн металл хэв хийнэ.
Вакуум доторх цахилгаан гүйдэл
1. Электрон ламп ( диод ба триод )
2. Электрон цацрал, электрон цацрагт хоолой түүний бүтэц
3. Электрон цацрагийг хэрхэн жолоодох
Металлд ( -) электронууд, шингэнд (+, -) ионууд байдаг. Хийд (-) электрон, + ионууд цахилгаан гүйдлийг дамжуулдаг. Одоо вакуумыг дамжуулагч болгон авч үзье. Молекулууд нь нэг хананаас нөгөө хана хүртэл өөр хоорондоо нэг ч удаа мөргөлдөхгүйгээр хүрч очиж чадахаар сийрэгжсэн савтай хийг вакуум гэнэ. Вакуум доор цэнэг зөөгч байргүй учир цахилгаан гүйдэл дамжуулахгүй. Харин цэнэг зөөгчийг гаднаас өгвөл гүйдлийг дамжуулах чадвартай болно.
Металл доторх чөлөөт электронуудын зарим нь нэлээд их энергитэй байх боловч металлын зүгээс эдгээр электронуудыг татах хүч үйлчилж байдгийн улмаас уг металлаасаа тасран гарч чаддаггүй. Металлаас электроныг сугалан гаргахын тулд энэ хүчний эсрэг ажил хийх хэрэгтэй. Энэ ажлыг электрон гаргах ажил гэнэ. Электрон гаргах ажил нь металл бүрд өөр өөр утгатай. Ийм ажил хийх чадвартай болохын тулд электронд гаднаас энергийг янз бүрийн хэлбэрээр өгч болдог . Энэ энергийг гэрлээр өгвөл фотоэлектроны эмисси, халааж өгвөл термоэлектроны , цахилгаан орноор өгвөл авто электроны, хурдассан бөөмөөр өгвөл хоѐрдогч электрон эмисс гэж нэрлэнэ.
Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг электрон лампанд өргөн ашигладаг. Вакуум доторх электродыг өндөр температур хүртэл халаахад түүний гадаргаас
электронууд суллагдан гардаг. Энэ процессыг термоэлектрон эмиссийн үзэгдэл гэнэ.
Диод ба триод
Анод катод гэсэн хоѐр электродтой лампыг диод гэнэ. Агаарыг нь соруулсан шиг ( металл) хоолойд 2 электрод оруулна. Нэг элекрод нь спираль хэлбэртэй , нарийхан гянт утсаар хийгдсэн гүйдлээр улайсан байдаг. Үүнийг катод гэнэ. Нөгөө электрод нь катодын дээр байрласан, никель молибден зэрэг металлаар хийгдсэн хавтгай дугуй хэлбэртэй байна. Үүнийг анод гэнэ. Лампын анодыг гүйдэл үүсгэгчийн (+) туйлтай, катодыг гүйдэл үүсгэгчийн ( - ) туйлтай холбоход анод катод хоѐрын хооронд цахилгаан орон үүсч үйлчилнэ. Катодын хэлхээг холбомогц улайссан катодын гадаргуугаас суллагдсан энлектронууд цахилгаан орны үйлчиллээр анод руу шилжин хөдөлнө.
Цахилгаан орны үйлчиллээр улайссан катодоос анод руу электронуудын нэгэн чиглэлд хөдлөхийг вакуум доторх цахилгаан гүйдэл гэнэ. Анодыг (- ) туйлтай холбоход анодын хэлхээгээр гүйдэл гүйхгүй. Учир нь катодын гадаргаас суллагдсан электронууд анод дээр хүрэхгүй, харин тэд сөргөөр цэнэглэгдсэн анодоос түлхэгдэнэ. Иймд диод гүйдлийг зөвхрөн нэг чиглэдлд дамжуулдаг, диодын энэ чанарыг ашиглан хувьсах нгүйдлийг шулуутган тогтмол гүйдэл болгоход ашигладаг.
Диодын анод катод хоѐрын хооронд цэнэгт электрод байрлуулаад тор гэж нэрлэнэ. Анод катод тор гэсэн гурван электродтой лампын триод гэнэ.
Электрон цацраг
Катодын гадаргаас суллагдан цахилгаан орны үйлчиллээр хурдасгагдан анод руу урсах электронуудын урсгалыг электрон цацраг гэнэ. Электрон цацраг зөвхөн шилийг төдийгүй бас бусад бодисыг гэрэл цацруулдаг болгодог. Түүний үйлчилээр янз бүрийн бодис харилцан адилгүй өнгөөр гэрэлтэнэ. Хүхэрлэг цайр гэрэлт ногоон өнгөөр шохой улаавтар өнгөөр гэрэл цацруулна.
Электрон цацраг нүдэнд харагдахгүй. Гэвч байгааг илэрүүлэхэд амархан. Хурдан электрхонууд зарим бодисын гадаргыг ирж өргөхөд уг бодис гэрэл цацруулна. Энэ үйлчиллээр электрон цацрагийг илэрүүлнэ. Электрон цацраг гэрлийн үйлчиллээс гадна механик, дулаан ыг үйлчилгээтэй. Энлектрон цацраг цахилгаан орон дотор хазайдаг онцлог шинж чанартай. Электрон цацрагийг электрон цацрагт хоолой болох телевизор электрон осциллографын гол хэсэг болгон ашигладаг. Электрон цацраг хоолой 4 үндсэн хэсгээс тогтоно.
1. Вакуумт шил хоолой
2. Электрон буу
3. Электрон цацрагийг хазайлгах хос ялтас
4. Люминесценцлэх дэлгэц
Телевизорын электрон цацрагт хоолойг кинескон гэдэг.
Хий доторх цахилгаан гүйдэл
1. Хийн ионжих процесс
2. Хийн өөрийн ба өөрийн биш дамжуулал
3. Хийн өөрийн дамжуулалын хэлбэрүүд
4. Плазм гэж юу вэ?
Металлд ( - ) электронууд электролитэд (+) (- ) ионууд цахилгаан гүйдлийг дамжуулдаг. Одоо хийг дамжуулагч болгон ашиглая. Үүний тулд хийд цэнэгтэй жижиг хэсгийг яаж бэлдэх вэ ?
Хавтгай конденсаторын 2 ялтсыг электрометртэй залгаад цэнэглэе. Тасалгааны агаар чийггүй хуурай бол конденсатор цэнэгээ алдахгүй энэ үед агаарыг хөндийрүүлэгч гэж үзэж болно. Хавтгай конденсаторын 2 хавтгайн хоорондох агаарыг лааны дөлөөр халаахад электрометрийн зүүний заалт түргэн буух нь конденсатор цэнэгээ алдаж байгааг гэрчилнэ. Иймээс халуун агаар дамжуулагч болж түүн дотор гүйсэн хэрэг юм. Хий дотор цахилгаан гүйх процессыг хийн ниргэлгэ буюу цахилалт гэнэ.
Ердийн нөхцөлд хий бараг дан саармаг атомууд эсвэл молекулуудаас тогтоно. Ийм хий хөндийрүүлэгч болдог. Халааж эсвэл цацарлаар үйлчлүүлсэний дүнд атомуудын зарим хэсэг ионждог. Учир нь :
1. Хийг халаахад атомын гадна бүрхүүлийн электроны кинетик энерги ихсэн цөмдөө татагдах хүчээ ялан гадагш тасарч гарна. Ингээд атомууд (+) ионууд, (-) цэнэгтэй электронууд болон задардаг.
2. Халаах тутам молекулуудын хөдөлгөөн хурдсаж хоорондоо мөргөлдсөний улмаас задарч ионууд болон хувирдаг. Температур нэмэгдэхэд ионы тоо
нэмэгддэг. Хий дотор цахилгаан цэнэгийг металл шиг электронууд шингэн шиг ионууд зөөдөг.
Цахилгаан орны үйлчиллээр сул электронууд болон цэнэгт ионуудын харилцан эсрэг чиглэлд хөдлөхийг хий доторхи цахилгаан гүйдэл гэдэг.
Цэнэгт бөөмсийн нэгдэх процесс явагдана. ӨХ (-) электрон (+) ионд татагдан нийлж саармаг атом болно. Энэ процессыг цэнэгт бөөмсийн нэгдэл гэнэ. Гадаад цахилгаан орны үйлчлэлийг зогсооход цэнэгт бөөмс нэгдэн нийлсэний улмаас хий хөндийрүүлэгч болон хувирна. Гаднын иончлолийн үйлчилгээ зогссоны хийн цахилалт цааш үргэлжилж байвал бие даасан цахилалт гэнэ.
Гаднын иончлолын үйлчилгээ зогсоход цахилалт зогсож байвал бие даагаагүй цахилалт гэнэ. Хий дотор цахилгаан гүйдэл гүйхэд гол төлөв ямар нэгэн хэлбэр дүрсийн гэрэл цацардаг. Үүгээрээ металл ба шингэний цахилгаан гүйдлээс ялгаатай. Иймээс хий доторх цхилгаан гүйдлийг
цацруулж байгаа гэрлийнх нь байдлаар очит, нуман, хүрээт, титэмт, уугих цахилалт гэж ангилдаг.
Хийн өөрийн дамжуулалын хэлбэрүүд.
Очит ниргэлгэ.
Атмосферийн ердийн даралтын үед агаар дотор аливаа 23 дамжуулагчмйн хоорондох цахилгаан орны хүчдэл асар их байхад ( 3*106В/м) очит ниргэлгэ үүсдэг. Жнь: Аянга ( газар үүл хоѐрын хооронд ) цахилгаан машины 2 үрлийн хооронд, өндөр хүчдэлийн индукторын 2 электродын хооронд оч харвадаг. Орчин үед металл нүхлэх, металл хэв хийх, металл огтлох, зүсэх зэрэгт техникт очит цахилалтыг өргөн ашиглаж байна.
Нуман цахилалт хоѐр нүүрсэн электролит гүйдэл үүсгэгчтэй холбож хооронд нь хүргэхэд их хэмжээний дулаан ялгарна. Үүний улмаас электродын температур ихсэж тэдгээрийг холдуулахад нум хэлбэртэй гэрэл үүснэ. Цахилгаан нумыг гэрэлтүүлэг, цахилгаан зуух, металл гагнах зэрэгт өргөн ашигладаг.
Уугих цахилалт нь бага даралттай хоолойд үүсдэг. Үүнийг үүсгэхэд электродод хэдэн зуун вольт хүчдэл өгөх хэрэгтэй. Уугих цахилалтын үед катодын орчим дахь багахан хэсгээс бусад хэсэг жигд гэрэлтэнэ.Жишээлбэл өдрийн гэрэл юм.
Хүрээт цахилалт хоѐр хөндийрүүлэгч суурь дээр нарийхан хос металл утас бэхлээд цахилгаан машинтай холбож эргүүлэхэд тэдгээр утсыг тойроод бүдгэвтэр гэрэл ажиглагдана. Тэдгээр утасны орчимд жигд биш хүчтэй цахилгаан орон үүснэ. Энэ цахилгаан орны энерги Е=3*106В/м хүрмэгц усыг тойрч гэрэл үүсдэг. Үүнийг хүрээт ниргэлгэ гэдэг. Хүрээт ниргэлгэ ашиглан аянга зайлуулагч хийдэг. Урт металл утасны 1 үзүүрийг шөвхлөөд дээш гозойлгон хамгийн өндөрт бэхэлнэ. Нөгөө үзүүрийг том металл хавтгайд ороож гагнаад газар ухаж хөрсний чийглэг давхаргат булна. Мөн хүрээт ниргэлгэ ашиглан утааг яндангаас гадагш гаргахын өмнө цэвэрлэдэг..
1. Плазм бол эзлэхүүний бүх хэсэгт эерэг, сөрөг цэнэгүүдийн тоо ойролцоогоор адилхан бөгөөд цаглашгүй олон цэцэгт бөөм хуримтлуулсан ионжсон хий юм. Адилхан тооны электрон болон эерэг ионуудаас тогтсон системийг электрон ионт плазм гэнэ. Системд цэнэгт бөөмийн зэрэгцээгээр саармаг бөөмс байвал түүнийг хагас ионжсон плазм гэнэ. Дан цэнэгт бөөмсөөс тогтсон плазмыг бүрэн ионжсон гэж нэрлэдэг. Плазм нь байгальд түгээмэл дэлгэрсэн
бодисын төлөв юм. Нарны цацралаар ионжсон дэлхийн атмосферын дээд давхарга болох ионт мандал нь плазм болно
Хагас дамжуулагч доторх цахилгаан гүйдэл
1. Хагас дамжуулагчийн бүтэц, өөрийн дамжуулал
2. Хольцот хагас дамжуулал
3. Электрон нүхний шилжилт
4. хагас дамжуулгч диодыг хэрэглэх
Цахилгаан дамжуулалын хувьд дамжуулагч, хөндийрүүлэгч хоѐрын завсрын байр эзэлдэг бодисыг хагас дамсжуулагч гэж ангилдаг. Байгальд хагас дамжуулагч их элбэг, газрын хөрсөнд орших бүх бодисын дийлэнх нь хагас дамжуулагч байдаг. Цахиур, селен нь хагас дамжуулагчид орно. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулал нь температураас онцгой хамаардаг шинж чанараараа металлаас ялгаатай. Хагас дамжуулагчийн температур нэмэгдэхэд эсэргүүцэл огцом буурч цахилгаан дамжуулал нь металлынхтай ойролцоо болдог. Харин бага температуртбараг хөндийрүүлэгч болдог.
Германи бол 4 валленттай элемен.т Түүний атом гадна бүрхүүл дотроо , цөмтэйгээ туйлын сул холбоотой 4 элекронтой. Хөрш зэргэлдээ орших 2 атом хоорондоо хос элекроноор харилцан үйлчилнэ. үүнийг хос электронт холбоос гэнэ. Уг холбоос үүсэхэд атом бүрт нэг электрон оролцоно. Өх хос электрон холбоос тасрахад сул электрон үүснэ. Халаах гэрлээр үйлчлүүлэх зэрэгт хагас дамжуулагчийн валентийн электронуудын кинетик энерги нэмэгдэж, электроны холбоос тасарч валентийн зарим, электрон сул болно. Сул элэктроны байранд түүнтэй тэнцүү ( +) цэнэгтэй нүх үлдэнэ. Үүнийг цахилгаан оронд оруулбал электрон, нүх харилцан эсрэг чиглэлд хөдөлнө. Үүнийг хагас дамжуулагч доторхи цахилгаан гүйдэл гэнэ. Цэвэр хагас дамжуулагч доторхи электрон, нүхний тоотой тэнцүү. Иймд хагас дамжуулагч нь электрон нүх гэсэн хоѐр цэнэгтэй. Цэвэр хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулалыг түүний өөрийн дамжуулал гэнэ.
Хольцон дамжуулал
Цэвэр хагас дамжуулагчийн электрон нүхний тоо цөөхөн байдаг учир дамжуулал муутай байдаг. Гэвч хольц нэмэгдэхэд дамжуулал нь сайжирдаг онцлогтой. Хэрэв хагас дамжуулагч бодист, түүнээс олон валленттай элементийг холивол валлентийн дутуу электроны улмаас чөлөөт электроны тоо, ихэс ч электрон дамжуулал замхарна. Ийм хольцыг донор хольц гэдэг. Донор хольцтой хагас дамжуулагчийг n маягийн хагас дамжуулагч гэдэг.
Хэрэв хагас дамжуулагчийг бодист түүнээс цөөн валленттайэлементийг хольвол валлентийн дутуу электроны улмаас чөлөөт нүхний тоо ихэсч нүхэн дамжуулал зонхилно. Ийм хольцыг акцентор хольц гэнэ. Акцентор хольцтой хагас дамжуулагчийг р маягийн хагас дамжуулагч гэнэ. Менделеевийн үелэх системийн 5 бүхийн фосфор, меньшьяк донор, хольц3 бүлгийн инди бор нь акцентор хольц. n ба р маягийн хагас дамжуулагчийн дамсжууллыг хольцон дамжуулал гэнэ.
n маягийн хагас дамжуулагчийн үндсэн цэнэг зөөгч нь электрон, үндсэн биш цэнэг зөөгч нь нүх байна. Харин р- маягийн хагшас дамжуулагчийн үндсэн цэнэг зөөгч нь нүх, үндсэн биш цэнэг зөөгч нь электрон байна. өөр төрлийн дамжуулалтай хоѐр хагас дамжуулагчийн хоорондох контактикийг электрон- нүхний шилжил буюу р  n шилжилт гэнэ. р  n шилжилт цахилгаан гүйдлийг шууд чиглэлд сайн дамжуулдаг . энэ шинж чанарыг диод, транзистор зэрэг хагас дамжуулагч багажид хэрэглэдэг.
Нэг р-н шилжилт бүхий хагас дамжуулагчийг багажийн диод гэнэ. Хагас дамжуулагчийг диодыг германи, ѐслей, цахиур зэрэг бодисоор хийдэг. Германыг бүрж түүний гадаргын орчимд Р төрлийн дамжуулалтай муж үүсгэнэ. Германи катод инди анод болно. үүнээс гадна Р-n хоѐр шилжилт бүхий хагас дамжуулагч багаж транзистор гэж байдаг.
Үндсэн цэнэг зөөгчийн үүсгэсэн гүйдлийг диодын шууд гүйдэл гэнэ. Цахилгаан соронзон хэлбэлзэлийг өсгөх, түүнийг гарган авахад хагас дамжуулагчийн электрон-нүхэн шилжилтийн гол шинж чанарыг ашиглана. Орчин үед энэ зорилгоор хагас дамжуулагч триод буюу транзесторыг өргөн хэрэглэж байна.
Хагас дамжуулагчийн эсэргүүцэл температураас их хамаардаг. Энэ шинж чанарыг хагас дамжулагч бүхий хэлхээгээр гүйх гүйдлийн хүчний хэмжээг ашиглан температурыг хэмждэг. Имй багажийг терморезистор гэнэ. Терморезистор бол хамгийн хялбархан хагас дамжуулагч багаж юм. Терморезисторыг хэдэн микрометрээс хэдэн см хүртэл хэмжээтэй бөгөөд дугуй, цилиндр савх мэтийн олон хэлбэртэй хийдэг. Ихэнх терморезистор нь 170 к-570к хоорондох температурыг хэмждэг. Мөн асар өндөр
(1300 к ) асар бага ( -4-80 К ) температурыг хэмждэг терморезистор байдаг. Үүний тусламжтайгаар алс зайд орших юмсын температурыг хэмждэг.
Хагас дамжуулагчийг гэрлээр гэрэлтүүлэхэд цахилган дамжуулал нь нэмэгддэг. Мөн эсэргүүцэл нь өөрчлөгдөнө. Тийм эсэргүүцлийг фоторезистор гэнэ. Хүхэрлэг кадмигаас тогтдог гэрэл мэдрэмтгий нингэн давхарга юм.
Төрөл бүрийн орчин дахь цахилгаан гүйдэл бүлэг сэдвийн дүгнэлт хичээл
Энэ бүлэгт металл, шингэн , хий, вакуум болон хагас дамжуулагч дундуур цахилгаан гүйдэл гүйх үзэгдэлийг судалсан билээ. Тэдгээр орчин дотор цэнэг зөөгч нь юу болох , цэнэг зөөгчийн үүсэх шалтгаан, халаахад элдэв орчны эсэргүүцэл хэрхэн өөрчлөгдөх, вольт-амперын хамаарлын график, техникт хэрэглэх хэрэглээ зэргийг үзсэн. Эдгээрийг харьцуулж дараах хүснэгтээр үзүүлнэ.
Жиших асуудал
Металл
Электролит
Вакуум
Хий
Хагас дамжуулагч
Цэнэг зөөгч юу болох
Сул электронууд
Эерэг сөрөг ионууд
Сул электронууд
Сул электронууд ба ионууд
Электронууд ба нүхнүүд
Цэнэг зөөгч яаж үүсдэг
Металл дотор байдаг
Электролитийн диссоциац
Термоэлектрон эмисси
Ионжуулагчийн нөлөөгөөр, мөргөлтөөр ионжих
Халаахад ба гэрэлтүүлэх
Халаахад эсэргүүцэл хэрхэн өөрчлөгдөх
Ихэснэ ( дулааны хөдөлгөөний үр дүнд )
Багасна ( ионуудын хөдлөх хурд нэмэгдсэний дүнд )
Багасна( нэгж эзлэхүүн дотор электрон, ионы тоо их болсоны үр дүнд )
Багасна ( нэгж эзлэхүүн доторх цэнэг нэмэгдэсний үр дүнд )
Вольт-Амперын хамаарлын график
Хаана юунд хэрэглэдэг
Цахилган багаж, цахилгаан төхөөрөмж
Мөнгөлөх, цайрдах, хромдох, цэвэр металлыг гарган авах зэрэгт
Электрон ламп, электрон цацрагт хоолой
Очит ниргэлгээр металл боловсруулах, гэрлэн чимэглэл, лазерт
Хагас дамжуулагч диод, транзистор, терморезистор,фоторезистор, фото термо-элемент
Нэмэлт бодлого дасгал :
1. Хэрэв электронуудын чиглэлт хөдөлгөөний хурд 2*10-4 м/с , нэгж эзлэхүүн доторх тэдгээрийн тоо 8.2*1028 м-3 бол 3*106м2 огтлол бүхий зэс дамжуулагчаар гүйх гүйдлийн хүчийг ол.
2. 300 м урт дамжуулагчийн хоѐр төгсгөлд 36 В хүчдэл үйлчлэв. Хэрэв зэсийн нэгж эзлэхүүн доторх электроны тоо 8.5*1028м-3 байвал, дамжуулагчаар гүйх электроны чиглэлт хөдөлгөөний дундаж хурдыг тодорхойл.
3. Хэрэв зэс дамжуулагчийн эсэргүүцэл 0.2 Ом, масс 0.2 кг байвал түүний огтлолын талбай болон утгыг тус тус ол.
4. Хэрэв электролиз 6В хүчдэлд явагдаж, бүх төхөөрөмжийн А.Ү.К 75% байвал, 3*106Ж цахилгаан энерги зарцуулахад ялгарах зэсийн хэмжээ ямар байх вэ?
5. Хэрэв вольтметрээр 60Кл цэнэг өнгөрөхөд катод дээр 1.16*10-5кг төмөр ялгарсан бол төмрийн валентийн тоог тодорхойл. Төмрийн моль масс 5.58*10-2кг/моль
6. Хэрэв электролит явуулах төхөөрөмжийн эсэргүүцэл 2 Ом, түүний хоѐр залгуур дээрх хүчдэл 3В байсан бол 0.5 цагийн турш электролизийн үед ямар хэмжээний мөнгө ялгарсан бэ?
7. 2.2*106 м/с хурдтай нисэн яваа электрон хийг ионжуулна. Уул хийг ионжуулах потенциалыг тодорхойл.
8. Конденсаторын хоѐр хавтгай дээрх хүчдэл 12 кВ , тэдгээрийн хоорондох зай 1.2 см. Ердийн даралтанд агаар дотор электронуудын чөлөөт нисэлтийн дундаж урт 5*10-6 м. Хэрэв тэдгээрийг ионжуулах энерги 6.9*10-19Ж бол агаарт орших калийн атом ионжих уу?
9. Вакуумт диодын катод анод хоѐрын хоорондох зай 1мм. Анодын хүчдэл 440В байхад, электрон катодоос анод хүрэхэд ямар хугацаанд очих вэ? Түүний хөдөлгөөнийг
0
=0 байх жигд хурдсах хөдөлгөөн гэж тооц.
10. Зурагт радиогийн электрон цацрагт хоолойн доорх анодын хурдасгагч хүчдэл 16кВ , анодоос дэлгэц хүртэлх зай 30см. Электронууд ямар хугацаанд уул зайг туулан өнгөрөх вэ?
Соронзон орон
Гүйдлийн харилцан үйлчлэл, Соронзон орон
Соронзон индукцийн вектор, Соронзон индукцийн шугам
Соронзон индукцийн векторын модуль, Соронзонурсгал
Үл хөдлөх цэнэг цахилгаан орон үүсгэдэг. Цахилгаан цэнэгүүдийн хооронд Кулоны хүч үйлчилдэг. Цэнэгүүд цахилгаан орноор дамжин харилцан үйлчилнэ. Гүйдэлтэй дамжуулагч харилцан үйлчилнэ.
Гүйдлийн чиглэл ижил бол таталцана., эсрэг бол
түлхэлцэнэ. Хөдлөгч цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг соронзон харилцан үйлчлэл гэнэ. Гүйдэлтэй дамжуулагчид хоорондоо харилцан үйлчлэх хүчийг соронзон хүч гэнэ. Хөдлөгч цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэл явагдах материйн онцгой хэлбэрийг соронзон орон гэнэ.
Соронзон орон байгаа эсэхийг хөдөлж байгаа цэнэг буюу гүйдэлтэй дамжуулагчид хэрхэн үйлчилж байгаагаар нь мэднэ. Соронзон орон цахилгаан орны адил хүний сэрэл сэтгэхүйгээс огтхонч хамаарахгүйгээр бодитой оршин байдаг материйн онцгой хэлбэр мөн. Соронзон орон гүйдэлтэй дамжуулагчид тодорхой байрлал олгох үйлчилгээтэй.
Соронзон индукцийн вектор цахилгаан оронг хүчний талаас нь тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг хүчлэг гэдэг хэмжигдэхүүн байдаг шиг соронзон оронг хүчний талаас нь тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг соронзон индукцийн вектор гэдэг. Гүйдэлтэй жаазны хавтгайд татсан перпендикулярын чигийг тухайн цэгдэх соронзон индукцийн векторын чиг болгон авдаг. Гүйдлийн соронзон индукцийн векторын чигийг шургийн дүрмээр тодорхойлдог.
Хэрэв шургийн давших хөдөлгөөний чиг, дамжуулагч дахь гүйдлийн чигтэйтохирч байвал шургийн толгойн эргэх чиг соронзон индукцийн векторын чигтэй давхцана.
Соронзон индукцийн шугам Цахилгаан оронг хүчний шугамаар дүрсэлдэг шиг соронзон оронг индукцийн шугамаар дүрсэлдэг. Цэг бүрт татсан шүргэгч нь соронзон орны тухайн цэгдэх соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй тохирох шугамыг соронзон индукцийн векторын шугам гэнэ. Гүйдэлтэй шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийн векторын шугам уул дамжуулагч дээр төвтэй тойрогууд байна. Соронзон орон хүчтэй бол соронзон индукцийн векторын шугам
нягт байна. Гүйдэлтэй дамжуулагчийн хэлбэрийг гүйдлийн хэлбэр болгон авдаг. Дугуй, соленойдын соронзон орны индукцийн шугамын хэлбэр гүйдэлтэй дамжуулагчийг тойрсон битүү муруйнууд байна Соронзон индукцийн шугамууд нь // байдаг соронзон ороныг жигд сор/о гэнэ. Соронзон орны хүчний шугамууд нь эх ба төгсгөлгүй ямагт битүү байдаг. Соронзон индукцийн шугамуудтай оронг хуйларсан орон гэнэ.
Механик хэлбэлзэл. чөлөөт ба албадмал хэлбэлзэл
Хэлбэлзэх хөдөлгөөн. Жигд биш хөдөлгөөний нэг хэлбэр болох жигд хурдсах хөдөлгөөнтэй танилцсан. Энд жигд биш хөдөлгөөний өөр нэг хэлбэр хэлбэлзэх хөдөлгөөнтэй танилцана. Байгаль ертөнц дээр хэлбэлзэх хөдөлгөөн түгээмэл тохиолдоно. Хүчтэй салхинд ургаа мод найгах, төрөл бүрийн хөгжмийн утасны чичирхийлэл, хүний зүрхний лугшилт, нисэн яваа шувуу, алаг эрвээхээний далавчны дэвэлт, савлуурын савалт, цагийн дүүжин, оѐдлын машины зүүний хөдлөх, салхины нөлөөгөөр тэнгис далайн усны давалгаа үүсэх. Дэлхий дээр газар хөдлөлтийн үеийн чичирхийлэл, төрөл бүрийн машин, техникийн доргилт,сансрын уудам доторх оддын цацаргалтын давталт энэ бүгд хэлбэлзэх хөдөлгөөний жишээнүүд.
Хэлбэлзэх хөдөлгөөнийг амархан жишээгээр үзүүлж болно.Нарийнхан утсанд дүүжилсэн ачаа, мөн пүршинд дүүжилсэн ачааны хөдөлгөөнүүд юм.
1.Пүршинд дүүжилсэн ачааг доош татаж тэнцвэрийн байрнаас гаргахад
2.Утсанд дүүжилсэн ачааг хажуу тийш түлхэж тэнцвэрийн байрнаас гаргахад
тус бүр тэнцвэрийн байрлалаасаа өнгөрч хөдөлнө. Аливаа бие тэнцвэрийн байныхаа 2 тал руу ээлжлэн шилжих хөдөлгөөнийг хэлбэлзэх хөдөлгөөн гэнэ. Аажимдаа хэлбэлзэл замхарч ачаа тэнцвэрийн
байрлалдаа орж зогсоно. Утсанд дүүжилсэн буюу ,тэнхлэгт бэхэлсэн бие хүндийн хүчний үйлчлэлээр хэлбэлзэх хөдөлгөөн хийж болох байвал түүнийг дүүжин гэнэ.
Өөрөөр хэлвэл нэгэн ижил хугацааны дараа дахин давтагдах хөдөлгөөнийг хэлбэлзэх хөдөлгөөн гэнэ.
Чөлөөт хэлбэлзэл, хэлбэлзэгч систем. Нэг нэгийхээ хөдөлгөөнд харилцан нөлөөлж байгаа биесийг систем гэнэ. Жнь:1. утас,ачаа,дэлхий 2. ачаа,пүрш,дэлхий тус тусдаа систем болно.
Системийг бүрдүүлж байгаа биесийн хооронд үйлчлэх хүчийг дотоод хүч гэнэ. Гаднын биеэс тухайн системд үйлчилж байгаа хүчийг гадаад хүч гэнэ. Утас ба пүршний уян харимхай хүч нь дотоод хүч. Дүүжинг тэнцвэрийн байрнаас гаргаж байгаа хүч нь гадаад хүч .Зөвхөн дотоод хүчний үйлчлэлээр явагдах хэлбэлзлийг чөлөөт хэлбэлзэл гэнэ.Зөвхөн гадаад хүчний үйлчлэлээр явагдах хэлбэлзлийг албадмал хэлбэлзэл гэнэ.Жнь:ДШХ-ийн поршингийн хөдөлгөөн ,оѐдлын машины зүүний хөдөлгөөн нь албадмал хэлбэлзэл болно.
Математик дүүжин, түүний хөдөлгөөний тэгшитгэл. Үл сунах утсанд дүүжилсэн материал цэгийг /масс бүхий/ математик дүүжин гэнэ. Утсанд дүүжилсэн ачаа хэлбэлзэхдээ дүүжилсэн утасны урттай адилхан радиус бүхий нумын дагуу хөдөлдөг. Иймд босоо чиглэлээс утасны хазайх өнцөг

-гаар дурын агшин дахь ачааны байрлалыг тодорхойлж болно. Дүүжингийн хурдны хэмжээ аль хир түргэн өөрчлөгдөх нь
a
хурдатгалаар тодорхойлогдоно.Дүүжингийн утсыг тэнцвэрийн байрлалаас  өнцгөөр хазайлгасан байх агшинд ачааны траекторид татсан шахагч дээр буулгасан
1F
хүндийн хүчний проекц
sinsin1mgFF
Дүүжинг баруун чиглэлд хазайлгасан байхад 1 F хүч зүүн зүгт чиглэлтэй учраас /-/ тэмдэг байгаа.Ньютоны 2-р хуулиар бичвэл:
sinma эсвэл ,111mgmaF
Тэгшитгэлийн 2 талыг
дm
хуваавал:
sin1ga
болно.
Хэрэв утасны хазайлтын өнцөг туйлын бага байвал,
sin
. Тэгвэл
ga1
Ачааны байрлалыг зөвхөн

өнцгөөр төдийгүй
S
нумаар тодорхойлж болно.Нумын эхлэл нь ачааны тэнцвэрийн байрлалтай, төгсгөл нь тухайн агшин дахь түүний байршилтай давхцана.

төвийн өнцөг учраас
S
. Үүнээс
S
-г a  g 1 томьѐонд орлуулан бичвэл
sga1
болно. Энд
20g
гэж тэмдэглээд дахин бичвэл:
Sa201
болно.
Пүршинд дүүжилсэн ачааны
хөдөлгөөний тэгшитгэл.
Пүршинд дүүжилсэн ачаанд тэнцвэрийн байрлалд байхад нь
F
хүндийн хүч,
ухF
- сунасан пүршний уян харимхай хүч хоѐр хоорондоо харилцан тэнцэнэ. Пүршийг доош

зайд татаад тавихад ачаанд Гукийн хууль/
kxFух
/ ѐсоор пүршний суналтанд шууд хамааралтай уян харимхайн
ухF
нэмэлт хүч үйлчилж эхэлнэ. Энэ хүч эгц дээш чиглэх бөгөөд түүний үйлчлэлээр ачааны хурд хорогдох учраас хүчний нийлбэр тэгтэй тэнцэнэ. Тэгвэл Ньютоны 2-р хууль /
maF
/ ѐсоор хурдатгал нь тэг болно.Үүнээс харахад хүчний проекц,координат хоѐр ямагт эсрэг тэмдэгтэй. Тэгвэл Гукийн хуулийг скаляр дүрсээр бичвэл:
xkFух
Ачааны хөдөлгөөний тэгшитгэлийг скаляр дүрсээр бичвэл:
xkxkmaxхm эсвэл ,
Биеийн масс
m
, пүршний хат
k
хоѐр тогтмол хэмжигдэхүүнүүд Тэгшитгэлийн хоѐр талыг m -д хуваагаад
20mk
гэж тэмдэглээд бичвэл:
Xax20
болно.
Утсан дүүжин,пүршин дүүжин хоѐрын хөдөлгөөний тэгшитгэлээс үзэхэд 2 төрлийн дүүжингийн хэлбэлзлийн хууль ижил болох нь харагдаж байна.
Чөлөөт цахилгаан соронзон хэлбэлзэл ба хувьсах гүйдэл,
Хэлбэлзлийн хүрээ
Индукцийн ороомог, конденсатор хоѐроос тогтсон хэлхээг хэлбэлзлийн хүрээ гэнэ. Зураг 1
+
L C L C -
Зураг 1 Зураг 2
Хэлбэлзлийн хүрээнд конденсаторын цахилгаан орон ороомгийн соронзон орон хоѐр харилцан бие биеийг үүсгэх замаар хувирч байдаг. Энэ хувиралыг томъѐогор бичвэл:
tHHtEEcos;sin00
байна. Цахилгаан ба соронзон орнуудын энэ харилцан хувирах үзэгдлийг цахилгаан соронзон хэлбэлзэл гэнэ. Энэ нь механик хэлбэлзэлтэй адил гармоник хуулиар явагддаг процесс. Энэ процессийг энгийн хувиралаар нь тайбарлая. Конденсаторыг гүйдэл үүсгэгчтэй холбоход конденсатор
CqWK22
энергитэй түүний ялтасуудын хооронд UM потенциалын ялгавар үүснэ. Түүнийг гүйдэл үүсгэгчээс салгаж индукцийн ороомогтой битүү хүрээ үүсгэн холбож, хэлбэлзлийн хүрээ болгоѐ. Зураг 2 Конденсатор аажмаар цэнэгээ алдаж .эхлэхэд ороомогт гүйдэл үүсч, хувьсах соронзон орон үүснэ.Энэ сор/орон дамжуулагчид хуйралсан цах/орон бий болгоно. Сор/орон өсөх үед үүсэх хуйралсан цах/орон нь гүйдлийн эсрэг чиглэж түүний агшин зуурын өсөлтийг саатуулна.Конденсаторын цэнэг багасахын хирээр сор/орны
2LIWC
энерги өснө. Конденсаторын энерги дуусахад цах/орны энерги хадгалагдах хуулиар сор/орны энерги хамгийн их утгандаа хүрнэ.Өөрийн индукцлэлийн улмаас ороомогт гүйдэл бүрэн зогсохгүй.Гүйдлийн хүч ба сор/орон буурч эхэлмэгц гүйдлийн дагуу чиглэлтэй гүйдлийг дэмжсэн хуйларсан цах/орон үүснэ.Үүний үр дүнд гүйдэл буурсаар тэгтэй тэнцэх хүртэл конденсатор дахин цэнэглэгдэнэ. Энэ үед сор/орны энерги болж цах/орны энерги хамгийн их хэтжээндээ хүрнэ.Үүний дараа дээрх процесс давтагдана. Энерги хадгалагдах хуулийн үүднээс үзэхэд, эсэргүүцэл байхгүй байх нөхцөлд цэнэглэгдсэн конденсаторын цах/орны энергийн хамгийн их утга нь ороомгийн сор/орны энергийн хамгийн их утгатай тэнцүү.
2222LICq
Дурын агшинд цах/орны энерги,сор/орны энергийн нийлбэр тогтмол хэмжигдэхүүн байдаг.
2222LICqW
эсвэл
constLICq2222
L-ороомгийн индукцлэл C-конденсаторын цахилгаан багтаамж I-гүйдэл, q-цэнэг
Хэлбэлзлийн хүрээн дотор явагдах цэнэг, гүйдэл, хүчдэл, энергийн өөрчлөлт /хэлбэлзэл/ бидний нүдэнд шууд харагдахгүй. Эдгээр хэлбэлзэл механик
хэлбэлзлийн давтамжтай харьцуулахад, асар их давтамжтайгаар явагддаг.Иймээс тэдгээрийг ажиглан судлахад тохиромжтой багаж нь электрон осциллограф байдаг.
Механик ба цахилгаан соронзон
хэлбэлзлийн төсөө.
д/д
Механик хэлбэлзэл
/Пүршин дүүжин/
Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл
/Хэлбэлзлийн хүрээ/
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг
лэгээ
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг
лэгээ
1
Координат
x
Цэнэг
q
2
Хурд
x
Гүйдлийн хүч
I
3
Хурдатгал
a
Гүйдлийн хүчний өөрчлөгдөх хурд
j
4
Масс
m
Индукцлэл
L
5
Пүршний уян харимхайн коэффицент
k
Цахилгаан багтаамжийн урвуу хэмжигдэхүүн
C1
6
Потенциал энерги
22xkEn
Цахилгааан орны энерги
CqWЦ22
7
Кинетик энерги
22mEk
Сор/орны энерги
22LIWС
8
Бүх энерги
knEEE
Бүх энерги
CCWWW
Хэлбэлзлийн хүрээнд энерги хувирах
Цахилгаан хэлбэлзлийн үе ба давтамж.
Хэлбэлзлийн хүрээний цах/сор нийт энерги нь цах/орны ба сор/орны энергийн нийлбэртэй тэнцүү.
2 2
2 2 LI
C
q
W   Хүрээний R=0 үед энэ энерги хугацаанаас хамаарч өөрчлөгдөхгүй. Өөрөөр хэлбэл конденсаторын цэнэг багасаж цахилгаан орны энерги хорогдоход ороомгийн гүйдэл ихсэж соронзон орны энерги өснө.Конденсаторын цэнэг q=0 болоход
W
ц=0 болж Imax хүрэх ба W с нь хэлбэлзлийн хүрээний нийт энергитэй тэнцэнэ. Дараа нь I багасахад q ихсэж, W ц -өссөөр I=0 болоход W с=0 болж W с=W Ц болно.Завсрын үед W ц , W с тэгээс ялгаатай байна. Цахилгаан хэлбэлзлийн явцад цах ба сор орны энергид харилцан шилжинэ. Хэлбэлзлийн хүрээний R=0 бол энергийн зарим хэсэг нь холбогч утсыг халаахад зарцуулагдаж, нийт энерги нь багассаар хүрээний хэлбэлзэл зогсоно. Ийм хэлбэлзлийг замхрах цахилгаан хэлбэлзэл гэнэ.R хэдий чинээ их байна хэлбэлзэл нь төдий чинээ түргэн замхарна.
Томсоны томъѐо Цахилгаан хэлбэлзлийн үе ба давтамж.
Пүршинд бэхэлсэн ачааны хэлбэлзлийн тойрох давтамж
mkkm020 
байдаг.
Механик ба цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн төсөөтэйг ашиглан k—1/C-ээр, m—L-ээр тус тус соливол Чөлөөт цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн тойрох давтамж
LC10
болно. Одоо хэлбэлзлийн үеийг тодорхойлоѐ.
02T
томъѐонд LC
1
0   -ийг орлуулъя.
LCT2
Энэ томъѐог Английн эрдэмтэн Томсоны нэрээр Томсоны томъѐо гэж нэрлэдэг.Томъѐоноос харахад хэлбэлзлийн үе нь ороомгийн индукцлэл, конденсаторын цахилгаан багтаамж хоѐроос хамаарна. Одоо
T;0
ийн томъѐог баталъя.
Энерги хадгалагдах хуулийн үүднээс 2 2
2 2 LI
C
q
 буюу
LCqIMM22
болдог. Үүнийг
2022MMqI
-тэй тэнцүүлвэл
LCqqMM2202

LC
1
0   болно. 0
2


T  Энэ томъѐоноос
LCT2
болж Томсоны томъѐо батлагдав. Синус эсвэл косинусын тэмдгийн доор орших

- хэмжигдэхүүнийг хэлбэлзлийн мөч гэж нэрлэнэ, Адилхан далайцтай, давтамжтай хэлбэлзэлүүд өөр хоорондоо мөчөөр ялгагдана.
T20
байдаг учраас
Ttt200
байна. Нэгж хугацаанд хийх хэлбэлзлийн тоог давтамж гэнэ. Хэрэв Т хугацаанд нэг бүтэн хэлбэлзэл хийж байвал 1сек дотор хийгдэх хэлбэлзлийн тоо
T1
;
cek1
1Гц /Герц/ байдаг.
220T
Косинусын аргумент
20T
Одоо пүршинд бэхэлсэн ачааны хэлбэлзэл, хэлбэлзлийн хүрээний хэлбэлзэл хоѐр нэгэн ижил хуулинд захирагддаг гэдгийг харцгаая.
Механик хэлбэлзэл
Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл
Координат
txx00cos
Цэнэг
tqq00cos
Хурд
txx000sin
00maxx
Гүйдэл
q1=
tqI000sin
00maxqI
Хурдатгал
txxa0020cos
020maxxa
Гүйдлийн өөрчлөгдөх хурд
tqqi0020cos
020maxqI
Ерөнхий тэгшитгэл
020xx
Ерөнхий тэгшитгэл
020qq
Тойрох давтамж
mk0 
Тойрох давтамж LC
1
0  
Хэлбэлзлийн үе
kmT2
Хэлбэлзлийн үе T  2 LC
Иймд механик хэлбэлзэл, цахилгаан хэлбэлзэл нь нэгэн ижил математикийн илэрхийллээр тодорхойлогдож байна.
Хувьсах цахилгаан гүйдэл .ХГХ-ний идэвхитэй эсэргүүцэл,
багтаамжит эсэргүүцэл ба индукцит эсэргүүцэл.
Гүйдэл, хүчдэлийн үйлчлэгч утга.
Хэлбэлзлийн хүрээний чөлөөт цахилгаан хэлбэлзэл амархан замхардаг учир практикт өргөн ашигладаггүй. Харин үл замхрах албадмал хэлбэлзлийг өргөн ашигладаг. Хэмжээ ба чиглэл нь хугацаанаас хамаарч гармоник хуулиар өөрчлөгддөг гүйдлийг хувьсах гүйдэл гэнэ. Дэлхийн олон оронд ердийн гэрэлтүүлэг үйлдвэр заводад 50Гц давтамж хувсах гүйдлийг хэрэглэдэг . 50Гц гэдэг бол 1с-д гүйдлийн хүч 50 удаа хэлбэлзэл хийнэ гэсэн үг.
Хувьсах гүйдэл нь тогтмол гүйдлийнхтэй адилаар хэлхээний төгсгөлүүд дэх хүчдэлээр тодорхойлогдоно.Механик энергийг цахилгаан энергид хувиргадаг генераторын тусламжтайгаар хувьсах хүчдэл үүсгэнэ.
Нэгэн төрлийн соронзон орон дотор жааз эргэхэд ц.х.х хэрхэн үүсэхийг авч үзье.
S-талбайтай дамжуулагч жаазыг нэвтрэн гарах соронзон индукцийн урсгал
cosBS
байна.
B-соронзон индукцийн веотор. Жааз тогтмол
0
өнцгөн хурдаар эргэж байхад
t0
тул
tBS0cos
гэсэн гармоник хуулиар өөрчлөгдөнө. Цахилгаан соронзон индукцийн хуулиар жаазанд үүсэх индукцийн ц.х.х нь соронзон индукцийн нэгж хугацаан дахь өөрчлөлтийг (-) тэмдэгтэй авсантай тэнцүү
ti
байдаг. Индукцийн ц.х.х-ний нэгж хугацаан дахь өөрчлөлт
tBS00sin
;
0BSM
гэвэл
tM0sin
болно
M
-индукцийн.ц.х.х-ий далайц. Хувьсах хүчдэл
tUUM0cos
.Үүний
MU
- хүчдэлийн далайц.Гүйдэл хүчдэлийн фазын ялгааг

гэвэл
tIiM0cos
хуулиар хувирна. IM-гүйдлийн далайц.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний идэвхитэй эсэргүүцэл.
Маш бага индукцлэлтэй цахилгаан эсэргүүцэл R ба холбогч утаснаас бүрдэх хэлхээ авч хувьсах хүчдэл үүсгэгчтэй холбоѐ. Ийм хэлхээний эсэргүүцлийг идэвхитэй эсэргүүцэл гэнэ. Өөрөөр хэлвэл гүйдлийн дулааны үйлчлэлээр
цахилгаан энергийг буцалтгүй алдагдалд хувиргах эсэргүүцлийг идэвхитэй эсэргүүцэл гэнэ.
Омын хуулиар гүйдлийн хүчний агшин зуурын утга:
RUtIRtURUiMMMM00I ;coscos
;
Идэвхитэй эсэргүүцэл дээрх гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл нь хүчдлийн хэлбэлзэлтэй мөчөөрөө давхцах ба гүйдлийн хүчний далайц
RUIMM
томъѐогоор тодорхойлогдоно.
Хувьсах гүйдлийн чадал
Гүйдлийн хүч, хүчдэлийн хэлбэлзлийн мөчийн хувьд давхцсан байхад, хувьсах гүйдлийн хоромхон чадал:
tUIUIPMMcos
Нэг бүтэн үеийн дотор косинус квадратын дундаж утга нь 0,5 байдаг учраас чадлын дундаж утга:
Гүйдэл ба хүчдлийн үйлчлэгч утга.
Үйлдвэрийн 50Гц давтамжтай хувьсах гүйдлийн хэлхээний U ба I нь харьцангуй хурдан өөрчлөгдөнө.Хэлхээнд ялгарах энергийн хэмжээ ч мөн хурдан хувьсана.Энэ өөрчлөлтийг ажиглаж амжихгүй. Харин эдгээр хувьсах хэмжигдэхүүнүүдийн дундаж утгыг ажиглаж болдог.Тогтмол гүйдэл, хувьсах гүйдлийн чадлын томъѐог тэнцүүлвэл:
,2/22RIRI
эсвэл
2/22MII
; Гүйдлийн хүчний хамгийн их утгаас
2
дахин бага хэмжигдэхүүнийг гүйдлийн хүчний үйлчлэгч утга гэнэ. Мөн хувьсах ц.х.х хүчдлийн үйлчлэгч утгууд нь тэдгээрийн хамгийн их утгаас
2
дахин бага.
22MII
гүйдлийн хүчний үйлчлэгч
22MUU
хүчэлийн үйлчлэгч утга.
;222RIUIPMMM
22M
ц.х.х-ний үйлчлэгч утга
Хувьсах гүйдлийн дундаж чадал нь гүйдлийн хүч ба хүчдлийн мөч давхцсан байхад, гүйдлийн хүч, хүчдэл хоѐрын үйлчлэгч утгын үржвэртэй тэнцүү.
IUP
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний индукцит эсэргүүцэл.
Хувьсах гүйдэл гүйж байгаа аливаа дамжуулагчийн дотор өөрийн индукцийн ц.х.х үүсдэг. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд явагдах процесст өөрийн индукцийн үзэгдэл хэрхэн нөлөөлөхийг авч үзье. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд дамжуулагч утасны цахилгаан эсэргүүцэл тэгтэй тэнцүү ороомог холбогдсон байг.
Гүйдлийн хүч найраг хэлбэлзлийн
хуулиар өөрчлөгдөхөд
tIIMcos
L

ороомог дотор өөрийн индукцийн ц.х.х
үүсдэг.
tLIILMТsin
Энд L- ороомгийн индукцлэл,

-хувьсах гүйдлийн тойрог давтамж.
Ороомгийн цахилгаан эсэргүүцэл тэгтэй тэнцүү учраас аливаа агшинд ороомог дотор өөрийн индукцийн ц.х.х нь түүний хоѐр төгсгөл дээр үйлчлэх хүчдлийн хэмжээтэй тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлтэй.
tLIUMMsin
Тэгвэл ороомог доторх гүйдлийн хүч, найраг хэлбэлзлийн хуулиар өөрчлөгдөхөд, түүний хоѐр төгсгөл дээрх хүчдэл бас л найраг хэлбэлзлийн хуулиар, тэгэхдээ мөчийн ялгавартайгаар хувирна.Үүнд;
/2/ costLIUM
Үүнээс үзэхэд, ороомгийн хоѐр төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс

/2 мөчөөр түрүүлнэ.
LIUMM
ороомгийн 2 төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц болдог.
Ороомгийн 2 төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайцыг түүн дээрх гүйдлийн хүчний далайцад харьцуулсан харьцааг индукцит эсэргүүцэл гэнэ.
LIURMML

LRL
индукцит эсэргүүцэл
0
байхад
0LR
байна.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний багтаамжит эсэргүүцэл.
Конденсатор бүхий хувьсах гүйдлийн хэлхээнд явагдах процессыг авч үзье. Хэрэв конденсаторыг тогтмол гүйдлийн үүсгүүрт холбовол, хэлхээгээр хоромхон зуурын гүйдэл гүйж. конденсатор нь гүйдэл үүсгэгчийн хүчдэл хүртэл цэнэглэгдээд, дараа нь гүйдэл зогсоно Хэрэв цэнэглэгдсэн конденсаторыг
тогтмолгүйдэл үүсгэгчээс салгаад,
түүнийг улайсах чийдэнтэй залгавал,
C тэрээр цэнэгээ алдаж, чийдэн хоромхон
зуур гэрэлтэнэ.Конденсаторыг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд залгахад, тэрээр нэг бүтэн үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацааны турш цэнэглэгдэнэ. Хамгийн их хэмжээнд хүрснээс хойш, конденсаторын ялтас хоорондох хүчдэл буурсаар, үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацааны турш конденсатор цэнэгээ алдана. Дараачийн үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацаанд конденсатор дахин цэнэглэгдээд, түүний хос ялтас дээрх хүчдэлийн тэмдэг эсрэгээр солигдоно. Конденсаторын цэнэглэгдэх, цэнэгээ алдах үйл явц нь үйлчлүүлэн байгаа хувьсах хүчдлийн хэлбэлзлийн үетэй тэнцүү үетэйгээр салаавчлан явагдана.
Энэ процесс үелэн давтагдсны үр дүнд, хэлхээгээр хувьсах гүйдэл гүйнэ. ХГХ-нд конденсатортой цуваа холбосон улайсах чийдэн тасралтгүй тод асна. Учир нь гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн давтамж асар өндөр байх нөхцөлд хүний нүд чийдэнгийн утасны гэрэлтэлт үелэн сулрахыг ажиглан харж чадахгүй.
Конденсаторын ялтасууд дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайц хоорондын холбоог тогтооѐ. Конденсаторын ялтасууд дээрх хүчдэлийн өөрчлөлт найраг хэлбэлзлийн хуулиар явагддаг.
tUUmcos
Түүний ялтасууд дээрх цэнэгийн өөрчлөлт:
tCUUCqMcos
- хуулиар явагдана.: Конденсаторын цэнэгийн өөрчлөлтийн дүнд хэлхээгээр цахилгаан гүйдэл гүйнэ.
qI
. Иймээс хэлхээн доторх, гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл дараах хуулиар явагдана. Үүнд:
2cossintCUCUIMM
хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс
2
мөчөөр хоцорно
CUIMM
- гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайц
Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайцыг,гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайцын хэмжээнд харьцуулсан харьцааг багтаамжит эсэргүүцэл гэнэ.
CIURMMC1
буюу
CRC1
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний Омын хууль.
Цуваа холбогдсон идэвхитэй эсэргүүцэл, индукцит эсэргүүцэл, багтаамжит эсэргүүцэл гураваас тогтсон хэлхээ авч үзье. Хэрэв энэ хэлхээнд хувьсах хүчдэл үйлчлүүлвэл хувьсах гүйдлийн хүчний албадмал хэлбэлзэл үүснэ. Гүйдлийн хүч ба хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц хоорондын холбоог тогтооѐ.
Аливаа агшинд, хэлхээний цуваа холбогдсон хэсгүүд дэх хүчдлийн хоромхон утгын нийлбэр нь үйлчилж байгаа хүчдлийн хоромхон утгатай тэнцүү.
CLRUUUU
(*)
Цахилгаан соронзон үйлчлэл гэрлийн хурдтайгаар тархдаг учраас хэлхээний цуваа холбогдсон бүх хэсгүүдэд гүйдлийн хүчний өөрчлөлт бараг нэгэн зэрэг явагдана. Иймээс цуваа хэлхээний бүх хэсэгт гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл :
tIIMcos
- хуулиар явагдана.
Индукцит эсэргүүцэл дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзэлтэй мөчийн хувьд давхцана. Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс
мөчийн хувьд

/2-ээр хоцорно. Харин ороомог дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд  /2-ээр түрүүлнэ. Иймд (*) тэгшитгэлийг дараах дүрсээр бичиж болно. Үүнд:
2/cos2/coscostUtUtUUMMMLCR
Энд
MMMLCRUUU,,
идэвхитэй эсэргүүцэл, конденсатор , ороомог гурав дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн хамгийн их утга /өөрөөр хэлвэл далайц/.
Вектор диаграммын аргыг ашиглан ХГХ-н дэх бүх хүчдэлийн хэлбэлзлийн хамгийн их утгыг хэлхээний хэсэг бүр дээрх хүчдлийн хамгийн их утгаар илэрхийлж болно. Вектор диаграммыг байгуулахдаа идэвхитэй эсэргүүцэл дээрх
хүчдлийг гүйдлийн хүчний хэлбэлзэлтэй мөчийн хувьд давхцдаг болохыг харгалзах явдал чухал. Иймээс хүчдлийн хамгийн их утгыг дүрслэн буй
MRU
- веотор чиглэлийн хувьд гүйдлийн хүчний хамгийн их утгыг илэрхийлж байгаа
MI
-вектортой давхцана.
Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд  /2-ээр хоцорно. Иймээс
MCU
веотор
MI
веотороос 900 өнцгөөр хоцорно. Ороомог дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд /2-ээр түрүүлнэ. Иймээс
MLU
веотор
MI
вектороос 900 өнцгөөр түрүүлнэ.
Вектор диаграммын хэвтээ тэнхлэг дээрх
MMMLCRUUU,,
гурван векторын нийлбэр бүх хэлхээний хүчдлийн хоромхон утгатай тнэцүү. Иймээс нийт хүчдлийн хамгийн их утгыг тэдгээр гурван векторын нийлбэрээр олж болно.
мCмLмRMUUUU
Вектор диаграммаас бүх хүчдлийн хамгийн их утга :
22MMMCLRMUUUU
эсвэл
22CMLMMMRIRIRIU
22CLMMRRRIU
=
221CLRIM
Үүнээс :
221CLRUIMM
ХГХ-ний бүх эсэргүүцлийг Z үсгээр тэмдэглээд бичвэл :
221CLRZ
ХГХ-н дэх, гүйдлийн хүчний хамгийн их утга, хүчдлийн хамгийн их утга хоорондын холбоог бичвэл :
Үүнийг ХГХ-ний Омын хууль гэнэ.
Вектор диаграммаас харахад бүх хүчдлийн хэлбэлзлийн мөч
t
-тай тэнцүү. Иймээс нийт хүчдлийн хоромхон утгыг доорх томъѐогоор тодорхойлно. Үүнд :
tUUMcos
Вектор диаграммаас

анхны мөчийг олбол :
;1cos22ZRCLRIRIUUMMMRM
cos
-хэмжигдэхүүн ХГХ-ний чадлыг тодорхойлоход чухал үүрэгтэй.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний чадал.
ХГХ-н дэх хоромхон чадал :
tRIRIPM222cos
Нэг бүтэн үеийн дотор
2/1cos2t
байдаг учраас чадлын дундаж утга :
22RIPM
Хэрэв ХГХ-д R-идэвхитэй эсэргүүцэл, RL-индукцит эсэргүүцэлтэй ороомог, Rc-багтаамжит эсэргүүцэлтэй конденсатор байвал бүрэн хэлхээний Омын хуулиар
ZUIMM
гэж тодорхойлогдоно. ХГХ-ний дундаж чадлыг дахин бичвэл :
ZRUIPMM2
Үүнд
ZR/cos
гэдгийг харгалзан бичвэл :
cos2cosUIUIPMM
Z
U
I M
M 
Энд

гүйдлийн хүч хүчдэл хоѐрын хэлбэлзэл хоорондын мөчийн ялгавар.
I
-гүйдлийн хүчний үйлчлэгч утга,
U
- хүчдлийн үйлчлэгч утга. Дээрх томъѐоноос :
UIPcos
-энэ хэмжигдэхүүнийг чадлын коэффицент гэнэ.
cos
-бага бол энергийн ихээхэн хэсэг нь генератор ба хэрэглэгчийн хооронд цааш нааш урсаж, R эсэргүүцэл бүхий дамжуулагчийг халаан энергийн алдагдалд хүргэнэ. c  os-г ихэсгэснээр цахилгаан станцын генераторыг бүрэн ашиглаж, энергийн алдагдлыг багасгах УААА-н чухал ач холбогдолтой. Практикт c  os>0,85 байх шаардлагатай.
Хувьсах гүйдэл гарган авах, дамжуулах, хэрэглэх.
Генератор, трансформатор.
Цахилгаан энерги нь бусад дүрсийн энергиэс олон давуу талтай.
1. Цахилгаан энергийг маш бага алдагдалтайгаар алс зайд дамжуулна.
2. Хэрэглэгчдэд тохируулан хувиарлаж болно.
3. Хялбар төхөөрөмжөөр өөр төрлийн /механик, дулаан, гэрлийн/ энергид шилжүүлж болно.
4. Гүйдэл ба хүчдлийг хэрэгцээндээ тохируулан өөрчлөх боломжтой байдаг.
Цахилгаан энергийг алсад дамжуулахдаа гүйдэл хүчдлийг зайлшгүй өөрчлөх хэрэгтэй болдог.
Хувьсах гүйдлийн генератор түүний ажиллах зарчим.
Өөр дүрсийн энергийг цахилгаан энергид хувиргах байгууламжийг хувьсах гүйдлийн генератор гэнэ. Гальванйи элемент, электростатик машин, нарны батарей зэрэг нь генераторт хамаарна. Орчин үед электромеханик, индукцийн генераторууд хэрэглэгдэж байна. Эдгээр генератор механик энергийг цахилгаан энергит хувиргадаг. Хувьсах гүйдлийн генераторын ажиллах үндсэн зарчим нь индукцийн ц.х.х үүсэх явдал юм. Индукцийн генераторууд 2 үндсэн хэсэгтэй.
1. Индуктор – соронзон орон үүсгэгч цахилгаан соронзон буюу тогтмол соронзон
2. Якорь – хувьсах ц.х.х индукцлэх ороомог.
Соронзон орон дотор якорь эргэлдэхэд түүнийг нэвтлэн гарах соронзон урсгал өөрчлөгдөж якорийн ороомогт индукцийн ц.х.х үүснэ. Энэ хувьсах хүчдлийн
үйлчлэлээр гадаад хэлхээнд хувьсах гүйдэл үүснэ.Үл хөдлөх сор/орон /индуктор/дотор эргэлдэгч ороомог / якорь/ бүхий генераторыг бага хэмжээний хүчдэл гарган авахад хэрэглэдэг. Техникт хэрэглэдэг хувьсахгүйдлийн генераторт индуктор нь эргэх бөгөөд үүнийг ротор гэнэ. Харин якорь нь үл хөдлөх бөгөөд үүнийг статор гэнэ.
Генераторын ц.х.х-ийг ихэсгэхийн тулд түүний соронзон орныг ихэсгэх хэрэгтэй. Үүний тулд якорийн зүрхэвчийг гангаар хийж ротор, статор хоѐрын хоорондох завсрыг аль болохоор багасгадаг. Цахилгаан станцад цахилгаанаас бусад энерги /уурын, усны, атомын/ зарцуулан генераторын роторыг эргүүлж цахилгаан энерги гарган авна. ДЦС-дээр нүүрс, газрын тос /мазут, нефть/ шатаахад суллагдан гарах дотоод энерги нь усыг халаах, түүнийг уур блогон хувиргахад, уурыг цаашид халаахад зарцуулагдана. Өндөр даралттай, өндөр температур бүхий уурын урсгал уурын трубины роторын хүрзнүүд дээр тусч улмаар трубиныг эргүүлнэ. Уурын трубин, хувьсах гүйдлийн генератор хоѐр уурын урсгалын механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Мөн усны урсгал, нарны энерги, салхины хүчийг ашиглаж эхлээд байна.
Трансформатор түүний ажиллах зарчим, АҮК.
Цахилгаан станцын үүсгэж байгаа ц.х.х асар их хэмжээтэй. Гэтэл цахилгаан энерги хэрэглэгчдэд төдий л их биш хүчдэл хэрэгтэй. Цахилгаан энергийг дамжуулахад гарах алдагдлыг багасгахын тулд хүчдлийг маш их болгох шаардлагатай. Практикийн хувьд чадлын алдагдал бараг гаргахгүйгээр хүчдлийг нь олон дахин ихэсгэх буюу багасгаж хувьсах гүйдлийг өөрчлөх төхөөрөмжийг трансформатор гэнэ. Оросын эрдэмтэн П.Н.Яблочков ― Цахилгаан лаа ―-г зохион бүтээж түүнийгээ тэжээхийн тулд анх 1827 онд трансформатор ашиглажээ. Оросын эрдэмтэн Усагин трансформаторыг улам сайжруулсан байна.
Трансформатор нь битүү ган зүхэвчинд байрлуулсан 2 ороомгоос тогтоно. Хувьсах хүчдэл үүсгэгчтэй залгах ороомгийг анхдагч ороомог, хэрэглэгчтэй холбосныг хоѐрдогч ороомог гэнэ.
Трансформаторын ажиллагаа цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэлд үндэслэнэ. Трансформаторын 1-р ороомгоор хувьсах гүйдэл гүйхэд зүрхэвчинд хувьсах соронзон урсгал бий болж ороомог тус бүрт индукцийн ц.х.х үүснэ. Трансформаторын ган зүрхэвч соронзон орныг төвлөрүүлж, бараг бүх соронзон
урсгалыг зүрхэвчийн дотор нягтруулан түүний бүх хөндлөн огтлолын дагуу нэгэн ижил болгоно. Индукцийн Ц.Х.Х-ний агшин зуурын

, 1 ба 2-р ороомогт адилхан байна.
t
соронзон индукцийн урсгалаас хугацаагаар авсан уламжлал. Хэрэв
tMcos
бол
tMsin
болно.Тэгвэл
,sinteM
эсвэл
teeMsin
Энд
MM
- нэг ороодос дотор үүсэх ц.х.х-ний хамгийн их утга. n1 ороодос бүхий анхдагч ороомог дотор индукцийн бүх ц.х.х
11ne
n2 ороодос бүхий хоѐрдогч ороомог дотор индукцийн бүх ц.х.х
22ne
Эдгээрийг харьцуулвал:
2121nnee
Мөн
2211 U;eeU
байдгийг тооцвол
knneeUU212121
-хэмжигдэхүүнийг трансформацлах коэффицент гэж нэрлэдэг.
k> 1 байхад бууруулагч трансформатор, k<1 байхад өсгөгч трансформатор гэнэ.
Хоѐрдогч ороомогт ачаалал өгвөл /өөрөөр хэлвэл хэрэглэгч залгавал/ I2 гүйдэл 0 байхаа болино. Хоѐрдогч ороомог дотор үүссэн гүйдэл, зүрэвчинд өөрийн соронзон урсгалыг үүсгэдэг.
Хоѐрдогч ороомгийн хэлхээг залгахад, анхдагч ороомог доторх гүйдлийн хүч өөрөө аяндаа нэмэглэнэ. Анхдагч ороомгийн доторх гүйдлийн хүчний өсөлт нь энерги хадгалагдах хуулийн дагуу явагдана. Анхдагч хэлхээн доторх чадал, хоѐрдогч хэлхээн доторх чадалтайгаар ойролцоогоор тэнцүү байх ѐстой.
2211IUIU
буюу
1221IIUU
Энд
21,II
-2 ороомгийн гүйдлүүд.
Үүнээс үзэхэд трансформатораар хүчдлийг хэд дахин нэмэгдүүлэхэд, гүйдлийн хүчийг төчнөөн дахин багасгана гэсэн үг. Трансформаторын тусламжтайгаар цах/энергийг дамжуулах ба хувиарлах бүдүүвч. Хавсралт-1
%%100UIUI=100PP=1122БAη
- Үүнийг трансформаторын ашигт үйлийн коэффиценнт /АҮК/ гэнэ.
AP
-ашигтай чадал,
БP
- бүх чадал
Цахилгаан энергийг ашиглах.
Генераторын үйлдвэрлэсэн хувьсах гүйдлийг дамжуулагч утсаар цахилгаан энергийг хэрэглэгч бүрд хүргэдэг.‖ Цахилгаан энергийг хэрэглэгч‖ гэсэн нэр томъѐог, хэрэглэгдсэн энерги нь алга болчихдог тийм багаж, хэрэгсэл байдаг мэтээр ойлгож болохгүй. Байгаль, техникт явагдаж буй физикийн аливаа процесст энерги хадгалагдах хууль заавал биелэгддэг. Аливаа хэрэглэгчийн дотор хувьсах гүйдлийн энерги алга болдоггүй, харин нэг хэлбэрээс нөгөөд тэнцүү тоон хэмжээтэй шилждэг. Улайсах чийдэн, цахилгаан халаагч, цахилгаан индүүн дотор хувьсах гүйдлийн цахилгаан энерги нь халж байгаа биесийн дотоод энерги болон хувирдаг. Цахилгаан хөдөлгүүрийн тусламжтайгаар цахилгаан гүйдлийн энергийг механик энерги болгон хувиргадаг.
Цахилгаан соронзон долгион.
Цахилгаан соронзон долгионы хуваарь
Герцийн вибратор
Хувьсах соронзон орон хувьсах цахилгаан орныг үүсэгдэгтэй адилаар хувьсах цахилгаан орон хувьсах соронзон орныг үүсгэж болно гэдэг таамналыг Ж.К.Максвелл дэвшүүлж баталжээ. Ер нь хувьсах цахилгаан оронгүйгээр хувьсах соронзон орон, хувьсах соронзон оронгүйгээр цахилгаан орон байдаггүй. Иймд хувьсах цахилгаан ба соронзон орон нь бие биеээсээ салангид дангаараа оршдоггүй нэг нь нөгөөгөө үүсгэн нэгдмэл цахилгаан соронзон орныг бий болгодог. Цахилгаан соронзон орон байж болохыг Ж.К.Максвелл онолоор гаргаж Г.Герц туршлагаар нотолжээ.
Цахилгаан соронзон орон бол материйн онцлог хэлбэр бөгөөд биднээс үл хамааран бодитой оршдог. Хувьсах цахилгаан гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон хувьсах соронзон орныг, энэ хувьсах соронзон орон хувьсах цахилгаан орныг тус тус үүсгэдэг. Ингэж үүссэн хувьсах цахилгаан орон хувьсах соронзон орыг үүсгэх мэтээр цааш үргэлжлэн цахилгаан соронзон орон огторгуйд тархана.
Цахилгаан соронзон орон огторгуйд тархахдаа цахилгаан соронзон долгионыг үүсгэнэ. Цахилгаан соронзон орны Е ба В вектор харилцан перпендикуляр бөгөөд долгион тарах чиглэлд бас перпендикуляр байна. Иймд цахилгаан соронзон долгион хөндлөн долгион юм
Гармоник цахилгаан соронзон долгионыг харилцан перпендикуляр хоѐр хавтгай дээр тус
бүр нэг синусойдоор дүрсэлж болно. ЦСД-ы цахилгаан орны

хүчлэг Е ба соронзон орны индукц В-ийн фаз давхцаж байдаг .
ЦСД вакуумд 3*108 м/с хурдтай тархдаг бөгөөд бусад орчинд тархах хурд тэрхүү орчны цахилгаан соронзон шинж чанараас хамаарч
C
байдаг. Үүнд

-орчны соронзон нэвтрүүлэх чанар

- орчны диэлектрик нэвтрүүлэх чанар юм.
Хэлбэлзэж байгаа цэнэгүүд ЦСД-ыг цацна. Цэнэгүүд хэлбэлзэхээс гадна хурд нь өөрчлөгдөхөд Ц.С.Д цацдаг бөгөөд цэнэгийн хөдөлгөөний хурдатгал их бол цацаж байгаа долгионы эрчим их байна. Цахилгаан соронзон долгион бол нэг нь нөгөөгөө үүсгэдэг харилцан перпендикуляр, үелэн хувьсагч цахилгаан, соронзон орнуудын систем мөн. Үелэн хувьсагч цахилгаан соронзон орон, хэлбэлзэгч цэгүүдээс бүх чиглэлд цахилгаан соронзон долгион үүсгэн тархана.
Герцийн вибратор. Хүчтэй ЦСД-ыг цацахад хэлбэлзлийн задгай хүрээ болох Герцийн вибраторыг ашигладаг. Хэлбэлзлийн битүү хүрээний конденсаторын ялтасуудын талбайг багасгаж бие биеээс нь холдуулахын зэрэгцээ ороомгийн ороодсын тоог цөөрүүлвэл эцэстээ хэлбэлзлийн задгай хүрээ болох вибратор үүснэ.
С L Хэлбэлзлийн Хэлбэлзлийн
битүү хүрээ задгай хүрээ
Герцийн вибраторт хэлбэлзэл үүсгэхийн тулд генератортой холбоно.
Радио холбооны зарчим , Модуляц ба демодуляц
Радио долгионоор яриа, дуу, хөгжмийг алсад нэвтрүүлдэг радио телефон холбооны зарчмыг товчхон авч үзье. Дууны долгион агаарт 340 м/с хурдтай тархдаг бөгөөд эрчим нь нилээд сулардаг учир алс зайд дамжуулах боломжгүйюм. Дууны дохиог микрафон хэрэглэн цахилгаан дохио болгон хувиргаж болох боловч энэ дохио давтамж багатай учир агаарт цацагдахад тохиромжгүй. Иймд цацахад
хялбар радио давтамжтай дохиог ашиглан дууг алсад дамжуулна. үүний тулд микрафоноор бий болгосон дууны давтамжтай цахилгаан дохиог радио давтамжтай дохионд үүрүүлнэ. Энэ процессыг модуляц гэнэ. Модуляцлах процесс нь радио давтамжтай дохионы аль нэг параметрийг дууны дохионы хуулиар өөрчлөх явдалд үндэслэдэг ба модуляцлах далайцын, давтамжийн, фазын зэрэг олон арга байдаг.
i t t t
Зураг1 Зураг2 Зураг3
Зураг 1. Дууны давтамжийн хуулиар өөрчлөгдөж байвал
далайцын модуляц гэнэ. Зураг 2 . Зөөгч гэж нэрлэдэг радио давтамжтай дохионы
далайц /дууны давтамж/
Зураг 3. Модуляцлагдсан дохио
Модуляцлагдсан өндөр давтамжийн дохиог нэвтрүүлэх антенд өгөхөд хүрээлэн байгаа огторгуйд хурдан өөрчлөгдөх цах/сор орон үүсэхн ба энэ нь ЦСД-ы хэлбэрээр огторгуйд тархана.Энэ ЦСД хүлээн авах антенд хүрч очоод нэвтрүүлэгчийнхтэй адил давтамжтай хувьсах гүйдлийг шууд үүсгэнэ. Антенд ирсэн өндөр давтамжтай модуляцлагдсан хэлбэлзлээс хүлээн авагч нам /дууны/ давтамжтайг нь ялгана. Дохиог хувиргах энэ процессийг демодуляц буюу детекцлэх гэнэ. Детекцлэсний дараа ярих дохио нь микрафоны үүсгэсэн дохиотой адил байна. Энэ дохиог өсгөсний дараа чанга яригч буюу чихэвчээр дуу болгон хувиргаж бид сонсдог байна.
Нэвтрүүлэх антен Хүлээн авах
чанга
Өндөр давтамжтай хувсах гүйдэл
Детектор
Модурятор
яригч
чанга яригч
Микрафон Радио нэвтрүүлгийн бүдүүвч
Микрафоны үүсгэсэн дууны давтамжтай цахилгаан дохиогоор радио давтамжтай хэлбэлзлийн далайцыг өөрчилдөг төхөөрөмжийг модулятор гэнэ. Хүлээн авагчийн авсан модуляцлагдсан дохионоос нам давтамжтайг нь ялгах үүргийг детектор гүйцэтгэнэ.
антен
Д Хамгийн хялбар хүлээн авагч бол
детекторын хүлээн авагч юм.
L С С1 Ороомог, конденсатор бүхий
хэлбэлзлийн хүрээг хүлээн авах
Т1 станцын двтамжинд резонанс
Газардуулагч болж байхаар тохируулна.
Модуляцлагдсан өндөр давтамжтай дохио хэлбэлзлийн хүрээнд үйлчилж резонанс болсны дараа детекторт очино. Детектор Д цахилгаан гүйдлийг нэг тийш нэвтрүүлдэг тул түүгээр өнгөрөхдөө дохио нь өндөр ба дуууны давтамжтай хоѐр байгуулагч бүхий лугшигч гүйдэл болно. Диодоор өнгөрмөгц энэ гүйдэл салаалж өндөр давтамжтай байгуулагч нь С1 конденсатороор нэвтрэх тул дууны давтамжтай гүйдэл ачааллын үүргийг гүйцэтгэж буй Тл телефоноор нэвтрэн дууг үүсгэх бөгөөд үүнийг бид сонсдог.
Мэдээллийг зөөж яваа радио долгион нэвтрүүлэгчээс хүлээн авагчид хүрч очихдоо хүрээлэн байгаа орчноор дамжин тархана. Радио долгионы тархалтад дэлхийн гадаргын хэлбэр, шинж чанар, агаар мандлын төлөв нөлөөлдөг. Энэ нөлөө янз бүрийн урттай долгионд харилцан адилгүй байдаг онцлогтой.
Зурагт радиогийн нэвтрүүлэг, түүнийг хүлээн авах.
Радио долгионыг зөвхөн дуу авиаг төдийгүй дүрсийг дамжуулахад ашигладаг. Нэвтрүүлэх станц дээр дүрсийг тодорхой дэс дараалалтай олон тооны цахилгаан
дохио болгон хувиргадаг. Эдгээр дохионы тусламжтай гаар генераторын боловсруулсан өндөр давтамжит Ц.С.Х-ийг модуляцалдаг. Модуляцлагдсан Ц.С.Д алс зайд мэдээллийг зөөж тархдаг. Хүлээн авагчийн дотор урвуу хувиргалт явагддаг. Өндөр давтамжит модуляцлагдсан хэлбэлзэл детекторлагдаж гарсан дохиог харагдах ддүрс болгон хувиргадаг. Хөдөлгөөнийг дамжуулахын тулд киноны зарчмыг ашигладаг.
Цахилгаан соронзон
долгионы хуваарь
Долгионы ангилал

-долгионы урт
/м-ээр/

-долгионы давтамж
/Гц-ээр/
Нам давтамжит долгион
105-аас их
31030
хүртэл
Радио долгион
Хэт урт
451010
43103103
Урт
341010
54103103
Дунд
231010
65103103
Богино ба хэт богино долгион
Метрийн
1100
86103103
Дециметрийн
1,01
98103103
Сантиметрийн
01,001
109103103
Миллиметрийн
001,001,0
1110103103
Имфра /хэт/ улаан цацраг
73106,7102
1411104105,1
Үзэгдэх гэрэл
Улаан
910620760
1210483395
Улбар шар
910590620
1210508483
Шар
910560590
1210536508
Ногоон
910500560
1210600536
Хөх
910480500
1210625600
Цэнхэр
910450480
1210666625
Ягаан
910380450
1210789666
Ультра /хэт/ ягаан цацраг
97103108,3
171410108
Рентген цацраг
1281010
2016103103

-гамма цацраг
1110
-ээс бага
19103
-ээс их
Цахилгаан соронзон долгионы шинж чанар, хуваарь.
ЦСД нь диэлектрикийн дотор шингэж, сарниж, металл хавтгайгаас ойж, хоѐр орчны зааг дээрээс хугарахаас гадна интерференцлэгдэж, дифракцлагдаж, туйлширдаг шинж чанартай. ЦСД нь долгионы уртын хувьд маш өргөн цараатай 104-10-12м байна.
ЦСД–ыг дотор нь радиоцацрал,оптикцацрал, гамма цацраг гэж үндсэн 3 хэсэгт хуваадаг.
Хэт урт, урт, дунд, богино, хэт богино
Цөмийн процессуудын
үед үүсэх
цахилгаан соронзон цацрал
Өндөр давтамжтай хувьсах гүйдлээр үүсэх цахилгаан соронзон цацрал
Инфра улаан, үзэгдэх гэрэл,
ультра ягаан, рентген цацраг
Атомын электронууд болон молекул дахь цахилгаан цэнэгүүдээр үүсэх
Радио долгионоос эхлээд рентген цацраг хүртэл Ц.С.Д –ыг долгионы урт болон давтамжаар нь байрлуулсаныг Ц.С.Д-ы хуваарь гэнэ.
Оптик
Гэрэл шулуун тарах, фотометрийн үндсэн ухагдахуунууд.
Оптикийг дотор нь геометр оптик ба фотометр гэж хоѐр ангилна. Гэрлийн мөн чанарыг авч үзэхгүйгээр гэрлийн энерги тарах процессыг судлах оптикийн бүлгийг геометр оптик гэнэ. Геометр оптик дараах гурван хуульд тулгуурлана.
1. Гэрэл шулуун тарах,
2. Гэрэл ойх хууль
3. Гэрэл хугарах хууль
Гэрэл шулуун тарах чигийг тодорхойлж байгаа шулууныг гэрлийн цацраг гэнэ. Гэрэл нь цахилгаан соронзон долгион юм. Долгионы үед энерги шилждэг учир гэрлийн цацраг нь гэрлийн энерги тарах чигийг зааж өгнө. Гэрэл үүсгэгчийн бүх чиглэлд гэрэл тардаг. Иймд гэрэл үүсгэгчээс татсан шулуун бүхэн гэрлийн цацраг болно. Гэрэл шулуунаар тардагийн тод илрэл нь биеийн сүүдэр үүсэх нөхцөл юм.
1. Гэрэл үүсгэгчийн хэмжээ бага байвал түүний үүсгэх сүүдэр нь тод бөгөөд жигд гэрэлтүүлэлттэй байна. Үүнийг бүтэн сүүдэр гэнэ. Зураг 1
Бүтэн . Хагас буюу
сүүдэр бүдэг сүүдэр
Гэрэл Бие
үүсгэгч Дэлгэц Гэрэл Бие
үүсгэгч
Зураг 1 Зураг 2
Сүүдэр байгаа хэсэгт гэрэлийн энерги байхгүй. Лааны гэрэлд биеийн бүтэн сүүдэр үүсдэг.
2. Том хэмжээний гэрэл үүсгэгч нь жигд биш гэрэлтүүлэлттэй сүүдэр үүсгэнэ. Үүнийг хагас буюу бүдэг сүүдэр гэнэ. Зураг 2
3. Гэрэл шулуун тарах чанарыг ашиглан жижиг нүхээр биеийн дүрсийг үүсгэж болно. А1 В1 гэрэлт цэгийн бөөгнөрөл нь биеийн дүрс болно. Кино гарах зарчим үүн дээр үндэслэнэ. Зураг 3
А Жижиг нүхээр биеийн дүрс
В1 үүсгэхэд дүрс уруугаа харж
үүсдэг учир кино хальсаа
В А1 буруу харуулж цэнэглэнэ. Зураг 3
Фотометрийн үндсэн ухагдахуунууд
Гэрлийн энергийг хэмждэг аргуудыг судалдаг оптикийн бүлгийг фотометр гэнэ. Гэрлийн энргийг а. Гэрлийн урсгал б. Гэрлийн хүч в. Гэрэлтэлт г. Тод гэрэлтэлт д. Гэрэлтүүлэлт е Гэрэлтүүлэлтийн хуулиуд гэсэн үндсэн хэмжигдэхүүнүүдээр тодорхойлдог. .
Орчиндоо гэрэл цацруулдаг биетийг гэрэл үүсгэгч гэнэ. Гэрэл үүсгэгчийг байгалийн ба хиймэл гэрэл үүсгэгч гэж ангилна. Байгалийн гэрэл үүсгэгчид нар, од, сар юм. Бүх энергийн нөөц нартай холбоотой. Хиймэл гэрэл үүсгэгчид лаа, шүдэнз, зул, чийдэн, түүдэг гал орно. Цахилгаан гэрлээр дамжуулагч улайсахад, хий дотуур цахилгаан ниргэлэг үүсэхэд гэрэл цацруулна. Гэрэл үүсгэгчийг бас дулаан гэрэл үүсгэгч /лаа, шүдэнз, зул, чийдэн, түүдэг гал, нар/, хүйтэн гэрэл үүсгэгч /өдрийн гэрэл, гэрлэн чимэглэл/ гэж хуваана. Гэрэл үүсгэгч нь үйлчлэлийг тооцож байгаа зайтай жишихэд маш бага бол цэгэн гэрэл үүсгэгч гэнэ. Энэ нь хийсвэр ухагдахуун.
а. Гэрлийн урсгал -
Ф
: Цэгэн гэрэл үүсгэгчээс нэгж хугацаанд гарч байгаа гэрлийн энергиэр тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гэрлийн урсгал гэнэ.
tW=Ф
:
W
- гэрлийн энерги,
[]=Ф
Люмен /Лм/
б. Гэрлийн хүч -
J
: Гэрлийн урсгалыг энэ урсгал тарах огторгуйн өнцөгт харьцуулсан харьцааг гэрлийн хүч гэнэ.
ΩФ=J
;
КанделJ
/Кд/,
[]Ω
- огторгуйн өнцөг,
[]адианСт=Ωр
/Стр/ Тухайн цэгийг тойрсон бөмбөрцөгт огторгуйн өнцгийн хэмжээ
π4
байна. Иймд:
J•4=Ф⇒4Ф=Jππ
болно.
Нэг кандел гэрлийн хүчтэй цэгэн гэрэл үүсгэгчээс 1 страдиан өнцгөөр цацрах гэрлийн урсгал 1 люмен байна.
в. Гэрэлтэлт -
R
: Үүсгэгчийн нэгж гадаргаас цацрах гэрлийн урсгалаар илэрхийлэгдэх хэмжигдэхүүнийг гэрэлтэлт гэнэ.
SФ=R
;
S
- гэрэл үүсгэгчийн гэрэл цацруулах талбай.
г. Тод гэрэлтэлт – B: Гэрэл үүсгэгчийн гадаргын нэгж талбайгаас тодорхой чиглэлд цацах урсгалыг тод гэрэлтэлт гэнэ.
XSJ=•SJ=•S•ΔΩФΔ=Bcoscos
:
[]B
=Кд/м2
S
n
ΔΩ
SSХ
- талбайн гэрэл цацруулах
чиглэлийн дагуу харгалзах талбай.
ΔΩ- S талбайг багтаасан огторгуйн
Зураг 4
cos•S=SX
өнцөг
фΔ
- Гэрэл үүсгэгчийн гадаргын S талбайгаас гадаргын нормальтай Ө өнцөг үүсгэх чиглэлд цацах
урсгал. Тод гэрэлтэлт чиглэл бүрд өөр өөр байна.
д. Гэрэлтүүлэлт -
E
: Тухайн биеийн нэгж гадаргад эгцээр тусах гэрлийн урсгалтай тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүнийг гэрэлтүүлэлт гэнэ.
;SФ=E
[]=E
Люкс /Лю/.
S- гэрэлтэх талбай.
е Гэрэлтүүлэлтийн хуулиуд: Цэгэн гэрэл үүсгэгчээс гарсан гэрэл түүнээс түүнээс янз бүрийн зайд орших биеийг өөр өөр гэрэлтүүлнэ.
SФ=E
томъѐонд
J•4=Фπ
ба
2R4=Sπ
томъѐог орлуулвал
202RJ=E⇒R•4J•4=Eππ
болно. Тэгвэл гадаргын гэрэлтүүлэлт нь гэрлийн хүчтэй шууд, энэ гадаргаас гэрэл үүсгэгч хүртлэх зайн квадратад урвуу хамааралтай гэсэн гэрэлтүүлэлтийн 1-р хууль болно. Гэрэл тусч буй гадаргад гэрлийн цацраг
α
өнцөг үүсгэсэн бол энэ томъѐо дараах хэлбэртэй болно.
αcos0E=E
буюу
2RJ=Eαcos
байна. Үүнээс үзэхэд гадаргын гэрэлтүүлэлт нь гэрлийн хүч,туссан цацрагийн тусгалын өнцгийн косинуст шууд, энэ гадаргаас гэрэл үүсгэгч хүртлэх зайн квадратад урвуу хамааралтай гэсэн гэрэлтүүлэлтийн 2-р хууль болно
Хэд хэдэн гэрэл үүсгэгч байвал нийт гэрэлтүүлэлт нь үүсгэгч тус бүрийн гэрэлтүүлэлтийн нийлбэртэй тэнцүү. Гэрэлтүүлэлтийг люксметрээр хэмждэг. Орон байр ажлын өрөөг гэрэлтүүлэх норм өөр өөр байна. Жишээ нь: Ном уншихад 50Лк, зураг зурахад 200Лк гэх мэт. Төрөл бүрийн үүсгэгчийн гэрлийн хүчийг хэмжихэд зориулсан багажийг фотометр гэнэ.
Гэрэл ойх үзэгдэл , түүний хуулиуд
Гадаргуу дээр туссан гэрлийн зарим нь тухайн орчинд чиглэлээ өөрчлөн тархах үзэгдлийг гэрэл ойх гэнэ. Зураг 5. Хүн юмыг нүдээр үзэж байгаа нь туссан гэрэл биеэс ойсны баталгаа юм. Туссан гэрлийн зарим энерги биед шингэдэг учраас бие халдаг. Гэрэл туссан гадаргуугийн шинж чанараас хамаарч гэрлийн ойлт янз бүр байна. Гадаргуу тэгшхэн бол туссан гэрлийн цацрагууд нэг чигт ойно. Үүнийг гэрлийн толин ойлт гэнэ. Зураг 6. Нарийн зүлгэсэн металл толь зэрэг нь гэрлийг толинд ойлгоно. Гадаргуу барзгар бол туссан гэрлийн цацрагууд сарних буюу бололцоотой бүх чиглэлд ойно. Үүнийг гэрлийн диффузэн ойлт гэнэ. Зураг 7.
α
β
Зураг 5 Зураг 6 Зураг 7
Гэрэл ойх хууль: 1. Гэрлийн ойсон ба туссан цацраг хоѐр орчны зааг дээр тусгалын цэгээс босгосон перпендикуляр нэг хавтгайд оршино.
α
- тусгалын өнцөг, β -хугаралын өнцөг.
2. Тусгалын өнцөг ойлтын өнцөгтэй тэнцүү. Энэ өнцөг байраа солих чадвартай.
Хавтгай толь түүнд дүрс байгуулах: Гэрлийг толин ойлгодог хавтгай гадаргууг хавтгай толь гэнэ. Гэрэлтэгч А цэгийн дүрсийг хавтгай толинд байгуулъя. Зураг 8.
S 1. OS=OS/
O 2.Биеийн хэмжээ дүрсийн
хэмжээ тэнцүү
S/ Зураг 8 Хавтгай толь 3.Дүрс ойсон цацрагийн
огтлолцол дээр үүсч буй учир хуурмаг дүрс байна. Бөмбөлөг толь түүнд дүрс байгуулах
Гэрлийг толин ойлгодог бөгөөд бөмбөлөг сегмент хэлбэртэй гадаргууг бөмбөлөг толь гэнэ. Бөмбөлөг толийг гүдгэр хүнхэр гэж хуваана. Толин гадаргуу нь гадна талдаа бол гүдгэр толь гэнэ. Толин гадаргуу нь дотор талдаа бол хүнхэр толь гэнэ. Зураг 9
Сегментийг огтлон авсан бөмбөрцгийн
төвийг оптик K төв/О/ гэнэ.
2. Бөмбөлөг сегментийн оройг
толины орой /Р/ гэнэ.
3.Толины оптик төвийг дайрах шулуун шугам бүрийг толины
оптик тэнхлэг /ОК,ОР,ОМ/ гэнэ.
4. Оптик тэнхлэгүүдээс толины оройг дайрсаныг толины оптик гол тэнхлэг /ОР/ гэнэ.
5.Оптик гол тэнхлэгтэй параллелиар туссан цацраг ойсны дараа гол оптик тэнхлэгийн огтлох цэгийг /F/ толины фокус гэнэ.
6.Толины оройгоос фокус хүртэлх зайг толины фокусын зай гэнэ.
7.Фокусыг дайрч гарсан, гол оптик тэнхлэгтэй перпендикуляр хавтгайг фокусын хавтгай гэж нэрлэнэ. Бөмбөлөг толинд дүрс байгуулахдаа дээрх толины чанарууд болон зам нь тодорхой дараах цацрагуудыг ашиглана.
1. Гол оптик тэнхлэгт параллелиар туссан цацраг толиноос ойсны дараа фокусыг дайрна.
2. Фокусыг дайрч туссан цацраг толины гол оптик тэнхлэгтэй параллелиар буцаж ойно.
3. Толины оройг дайран туссан цацрагийн ойсон цацраг нь туссан цацрагтай тэгш хэмтэй.
4. Толины төвийг дайран туссан цацраг чиглэлээ өөрчлөхгүй.
Энэ 4 цацрагийн хоѐрыг л авч биеийн дүрсийг байгуулж болно.
А
A A1
B1
В O F F B1 F O
A1
Зураг 10 Зураг 11
Хүнхэр толинд бодит, урвуу, багассан дүрс үүссэн байна. Харин гүдгэр толинд хуурмаг, зөв, багассан дүрс үүссэн байна.
- Биеийн дүрс ойсон цацрагуудын огтолцлолоор үүсч байвал дүрсийг бодит харин ойсон цацрагуудын үргэлжлэлийн огтолцлолоор үүсч байвал хуурмаг дүрс гэнэ.
- Бие дүрс хоѐр гол оптик тэнхлэгийн 1 талд оршиж байвал зөв, хоѐр талд оршиж байвал урвуу дүрс гэнэ. Бөмбөлөг толинд үүссэн дүрс шууд ба урвуу, бодит ба хуурмаг аль нь ч байж болно.
b1+a1=F1=D
томъѐог толины томъѐо гэнэ.
a- Биеэс толины орой хүртэлх зай, b- Дүрсээс толины орой хүртэлх зай, R-толины радиус F= 2/R фокусын зай
Гэрлийн дотоод бүрэн ойлт, Оптикийн хувьд нягт орчноос сийрэг орчинд гэрэл нэвтрэхэд гэрэл хугарах хууль ѐсоор
βα<
байх учир тусгалын өнцгийг зугуухан ихэсгэхэд хугарлын өнцөг мөн ихэссээр түрүүлж
090=2=πβ
-тай тэнцүү болно. Энэ нь 2-р орчинд гэрэл нэвтрэхгүй болно гэсэн үг бөгөөд, 2-р орчны заагт туссан гэрэл бүгд буцаж ойно гэсэн үг. Энэ үзэгдлийн гэрлийн дотоод бүрэн ойлт гэнэ.
Дотоод бүрэн ойлт болох тусгалын өнцгийг
2•n=•n2x1παsinsin
нөхцөлөөс олж болно.

–ийг дотоод ойлтын өнцөг гэнэ. Усанд 490, хоолны давс, болорт 420, алмазад 240 байдаг. Хэрэв гэрэл оптик сийрэг орчноос нягт орчинд нэвтэрч байвал x α -ээс их өнцгөөр хугарсан цацраг олдохгүй гэсэн дүгнэлт гарна. Энэ тохиолдолд x α -ийг хязгаарын өнцөг гэж нэрлэнэ.
Гэрэл хугарах, түүний хуулиуд хууль
Гэрэл хугарах үзэгдэл. Тунгалаг 2 орчны зааг дээрээс гэрэл ойхоос гадна 2-р орчинд чиглэлээ өөрчлөн тархах үзэгдлийг гэрэл хугарах гэнэ. Жишээ нь: Стакан, тогоотой усанд дүрсэн халбага шанага тахирласан харагддаг. Мөн усан дотор зогсож буй хүний хөл пагдгар богиноссон юм шиг харагддаг. Гэрлийн хугарсанаас болж биеийн хэлбэр дүрс хэмжээ байрлал өөрчлөгдөнө.
α
Агаар ,1-р орчин
гнцөө хугарлын- гнцөө тусгалын- βα
β
Ус, 2-р орчин
Зураг 12
Гэрэл хугарах хуулиуд. Гэрэл хугарах хуулийг 1620 онд Снеллиус, 1637 онд Декарт нар туршлагаар тодорхойлж дараах байдлаар томъѐолжээ.
1. Гэрлийн туссан ба хугарсан цацраг нь 2 орчны зааг дээрх гэрэл туссан цэгт босгосон перпендикуляртай нэг хавтгайд оршино.
2. Тусгалын өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синуст харьцуулсан харьцаа нь тухайн 2 орчинд тогтмол хэмжигдэхүүн байна. Үүнийг 1-р орчинтой харьцуулсан 2-р орчны харьцангуй
хугарлын илтгэгч гэнэ
βαSinSin=n
Мөн харьцангуй хугаралын илтгэгчийг
2121=nn=nυυ
гэж тодорхойлдог.
1n
- 1-р орчны хугаралын абсолют илтгэгч,
2n
- 2-р орчны хугаралын абсолют илтгэгч,

-1-р орчинд гэрэл тарах хурд,

- 2-р орчинд гэрэл тарах хурд. Практикт орчны хугаралын илтгэгчийг агаартай харьцуулж авдаг. Хугаралын илтгэгч ихтэй орчинг
оптикийн хувьд нягт орчин, багатайгий нь нягт багатай орчин гэнэ. Иймд 2
1
2
1 =
n
n
n =
υ
υ
=
βαSinSin
байна.
Линз, линзэнд дүрс байгуулах
Линзийн томъѐо шугаман өсгөлт
Линзийн тухай. Хоѐр буюу нэг талаасаа бөмбөлөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан тунгалаг биетийг линз гэнэ. Линзийг оптик үйлчлэлээр нь 2, гадаргын хэлбэрээр нь 6 ангилдаг.
Бодит фокустай. +F гэж авна Хуурмаг фокустай -F гэж авна
Линз, линзний ангилал, шинж чанар
Сарниулагч
/Хүнхэр/
Цуглуулагч
/Гүдгэр/
1. Хавтгай гүдгэр
2. Давхар гүдгэр
3. Хүнхэр гүдгэр
Хоёр буюу нэг талаасаа бөмбөлөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан тунгалаг биетийг линз гэнэ.
1. Хавтгай хүнхэр
2. Давхар хүнхэр
3. Гүдгэр хүнхэр
1 2. 3.
Линз бүр хоёр фокустай.
Линзийн чанарууд
1. Гэрлийн цацрагууд чиглэлээ өөрчлөхгүйгээр дайран гарах линзийн цэгийг линзийн оптик төв гэнэ.
2. ОР- оптик гол тэнхлэг
3. F- Линзийн фокус
4.
РF
- Линзийн фокусын зай
5.
⊥OP ∈Fαα,
хавтгайг фокусын хавтгай гэнэ.
6.
F1=D
линзийн оптик хүч
-
1. 2. 3.
Линзэнд дүрс байгуулах. Линзэнд дүрс байгуулах нь толинд дүрс байгуулахтай үндсэндээ адилхан. Толинд ойсон цацрагуудын огтлолцолдээр дүрс үүсдэг бол харин линзэнд хугарсан цацрагуудын огтлолцол дээр үүсдэг ялгаатай. Дүрс хугарсан цацрагуудын огтлолцол дээр үүссэн бол бодит, харин хугарсан цацрагийн үргэлжлэлийн огтлолцол дээр үүссэн бол хуурмаг дүрс гэнэ. Линзэнд дүрс байгуулахдаа дээрх линзийн чанарууд болон зам нь тодорхой дараах цацрагуудыг ашиглана.
1. Линзийн оптик гол тэнхлэгтэй параллель туссан цацраг линзээр хугарсны дараа түүний фокусыг дайрна.
2. Линзийн фокусыг дайран туссан цацраг линзээр хугарсны дараа оптик гол тэнхлэгтэй параллель чиглэлтэй байна.
3. Линзийн оптик төвийг дайрсан цацраг чиглэлээ өөрчлөхгүй.
Линзэнд дүрсийг байгуулахдаа биеэ цэгүүдээс тогтсон гэж үзээд захын цэгүүдийн дүрсийг дээрх аргаар байгуулна.
A
B B1 A
A1
B F o F B
F B1 O
1. Бодит 1. Хуурмаг
2. Урвуу 2. Зөв
3. Багассан Зураг 13 3. Багассан Зураг 14
Линзийн томъѐо. Линзийн зузаан нь түүний аль ч гадаргын радиусаас олон дахин бага байвал нэмгин линз гэнэ. Нэмгин линзийг оптикт өргөн хэрэглэдэг. Иймд линзийн фокусын зай F, биеэс линз хүртлэх зай
a
, линзээс дүрс хүртлэх зай
b
гурвыг холбосон дараах томъѐог нэмгин линзийн томъѐо гэнэ.
b1+a1=F1=D
нэмгин линзийн томъѐо
Линзийн оптик хүчийг хоѐр гадаргын муруйлтын радиус R1, R2 ба хугаралын илтгэгч n-ээр илэрхийлж болно.
())(21R1+R1•1n=F1=D
Линзийн шугаман өсгөлт. Цуглуулагч линзэнд фокусын зайг эерэгээр, саринуулагч линзэнд сөрөгөөр авдаг. Линзэнд байгуулсан дүрс биеэс линз хүртлэх зайнаас хамаарч хэмжээ нь янз бүр байдаг. Дүрсийн шугаман хэмжээ H-ийг дүрсийн шугаман хэмжээ h-д харьцууулсан харьцааг линзийн шугаман өсгөлт гэнэ..
ab=hH=k
1>k.
бол өсгөх линз,
1<k.
бол багасгах линз гэнэ. Бие гүдгэр линзийн хаана байрласнаас хамаарч дүрс нь янз бүрийн газарт, томорсрон ба жижгэрсэн, зөв ба урвуу, бодитой ба хуурмаг байдаг.
1. Бие 2F-ээс хол
()F2>a
зайд орших тохиолдолд бодит,урвуу, багассан дүрс линзийн цаад талд
()F2<b<F
зайд үүснэ.
2. Бие арай ойрхон
()F2<a<F
зайд байрласан байвал бодит,урвуу, томорсон дүрс линзийн цаад талд
()F2<b
зайд үүснэ.
Гэрлийн долгион
Гэрлийн интерференц, түүнийг хэрэглэх
.Дифракц , дифракцийн тор
.Туйлшрал , гэрэл цахилгаан соронзон долгион болох нь
.Гэрлийн хурд, Гэрлийн даралт
Гэрлийн интерференц: Савангийн хөөсний гадаргуу болон усан дээр тогтсон нефтийн нимгэн давхарга солонгорон харагддагийн учрыг Английн эрдэмтэн Юнг анх шинжлэх ухааны үндэслэлээр тайлбарлажээ.
Юнг тайлбарлахдаа хөөс ба нефтийн солонгорч буй гадаргууг нимгэн хальс гэж үзнэ. Нимгэн хальсны доод ба дээд гадаргуугаас ойсон гэрлийн долгионууд нэг гэрэл үүсгэгчээс гарсан бөгөөд хальсны зузаан нь тухайн цэгт тогтмол байна. Иймээс энэ 2 долгионы урт нь ижил, фазын ялгавар нь тогтмол когерент долгионууд байна.
Гэрлийн когерент долгионууд давхцан тарахад интерференцийн үзэгдэл үүссэний улмаас хальс солонгорон харагджээ гэж тайлбарласан. Интерференц нь долгиолог процесуудаас үүсэх тул дээрх үзэгдэл нь гэрэл долгиолог , чанартайг батална.Үүнээс үндэслэн дараах тодорхойлтыг гаргасан. Гэрлийн когернет долгионууд давхцаад тархахад нийлбэр хэлбэлзлийн далайц ихсэх ба багассанаас гэрэлт болон бараан судлууд үүсэх үзэгдлийг гэрлийн интерференц гэнэ.
Нимгэн хальсны доод гадаргуугаас ойсон долгион нөгөө долгионоос бүхэл тоон долгионы
уртаар хоцорвол нийлбэр хэлбэлзлийн далайц ихсэж гэрэлт судал үүснэ.
λ•k=dΔ
энд

-хоѐр долгионы явсан замын ялгавар,
λ
- долгионы урт,
....,,210=k
Харин энэ ялгаа сондгой тооны долгионы уртын хагастай тэнцүү байвал нийлбэр хэлбэлзэлийн далайц тэг болж, бараан судал үүснэ.
2••k=dΔλλ)(
энд .... k = 0,1,2
Ингэхлээр, когерент долгионууд давхцан тархахад, гэрэлт болон бараан судлууд салаавчилсан интерференцийн тогтвортой зараглал үүсдэг.
Янз бүрийн урттай долгион тус бүр интерференцлэхийн тулд хальсны зузаан нь өөр өөр байх шаардлагатай. Иймээс жигд биш зузаантай нимгэн хальсан дээр цагаан гэрэл тусгахад солонгын өнгө харагддаг байна. Интерференцийн тогтвортой зургийг Ференел хос талт призмээр, Ньютон хавтгай гүдгэр линз, хавтгай шил ашиглан гаргажээ. Үүний дээрээс нь сайн ажиглахад линз шил хоѐрын хүрэлцсэн хэсэгт бараан толбо түүнийг тойроод олон өнгөт цагираг харагдана.Үүнийг Нютоны цагираг гэнэ.
Нэг өнгийн гэрлээр гэрэлтүүлбэл нэг өнгөт цагираг ба бараан судалууд үүснэ. Интерференцийн үзэгдэл дээр үндэслэн зохион бүтээсэн багажийг интерферометр гэнэ. Гэрлийн долгионы уртыг нарийвчлан хэмжих, хийн хугарал илтгэгчийг тодорхойлох, хатуу биеийн шугаман тэлэлтийн коэффицентийг олох зэрэг нарийн хэмжилтүүдийг интерферометрээр гүйцэтгэнэ.
Интерференцийн үзэгдэл ашиглан гадаргуугын /машины тахир голын хүзүү, холхивч, толь / өнгөлөлтийг шалгана, оптикийн тнгалагжуулалтийг удирдана. Орчин үеийн зургийн апаратын линзэнд тунгалагжуулалт хийсэн байдаг .
Гэрлийн дифракц. Гэрэл долгиолог процесс юм бол интерференцээс гадна дифракцийн үзэгдэл ашиглагдах ѐстой гэсэн дүгнэлт хийсэн эрдэмтэд гэрлийн дифракцийг ажиглах судалгаанд оржээ. Юнг , Френель нар олон янзын туршлагаас үндэслэн онолыг боловсруулсан. 1818 онд Францын ШУА-ийн нэг хуралдаан дээр Френель дифракцийн онолоо туршлагаар хөдөлбөргүй баталсан байна.
Туршилт 1. Гэрэл үүсгэгчийн замд тавьсан жижиг дугуйны сүүдэр тухайн нөхцөлд голдоо гэрэлт толботой болохыг харуулсан. Гэрэл үл нэвтрэх дугуйн хэмжээ маш бага бөгөөд, дугуйнаас дэлгэц хүртэлх зай дугуйн хэмжээнээс олон дахин их байх үед ийм зураг гарна. Энэ бол диракцийн зураг юм.
Туршилт 2. Нарийн завсраар тусаж байгаа гэрлийн замд утас байрлуулахад дэлгэцнээ утасны тод нарийхан сүүдэр үүснэ. Завсраа нарийхан болгоход утасны сүүдэр арилж түүний оронд гэрэлт судал гарна. Энэ нь гэрэл утасыг тойрон тархаж байгааг харуулна. Энэ нь нарийн утасны дифракц юм.
Туршилт 3
2 дугаар туршилгын нарийн завсрын оронд жижиг нүхтэй дэлгэц тавьна.Дэлгэцэн дээр тод гэрэлт толбо гарна.Нүхнээс дэлгэц хүртэлх зайг маш их болгоход дэлгэцнээ нэг төвтэй гэрэлт , бараан цагиргууд дкас тогтсон зураг гарна.
Гэрлийн долгионы урттай жишихүйц тийм бага хэмжээтэй саадыг гэрлийн долгион тойрон тархах үзэгдлийг гэрлийн дифракц гэнэ.
1-р туршилт дугуйг 2-т утсыг, 3-т жижиг нүхийг тойрон тархсан.
Байгал дээр дифракцийн үзэгдэл ашиглагддаг. Жишээ нь сормуусны завсраар улайсан гэрлийг харахад солонгорч харагддаг нь сормуусны дифракц юм.
Мөн хүйтэн тунгалаг өдөр нар сарыг тойрон өнгөт цагиргууд үүсдэг. Үүнийг нар сар хүрээлэх гэж ярьдаг. Энэ нь дифракц юм. Учир нь гэрлийн долгион тарах замдаа агаар доторхи мөсний тоо томшгүй олон жижиг талстыг тойрон гарснаас дифракц үүсдэг.
Зураг 1. Зураг 2. Зураг 3.
Дифракцийн үзэгдэл дээр үндэслэгдсэн оптикийн чухал багажийг дифракцийн тор гэнэ. Дифракцийн тор бол цагаан гэрлийг өнгөт цацрагууд болгон задалж, гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлоход зориулагдсан спектрийн багаж юм. 3ураг 1. Тор металл, шилэн гэж 2 янз байдаг.
Дифракцийн торыг хавтгай шилэн дээр тусгай машинаар пареллель олон нарийхан завсруудыг татах аргаар бэлтгэнэ., Зураасууд гэрлийг нэвтрүүлэхгүй, харин зураас хоорондын тунгалаг завсрууд нь гэрлийг нэвтрүүлнэ . Зураг 2. Дифракцийн тороор цагаан гэрлийг задалсан зураглал. Зураг 3.
b+a=d
дифракцын торын тогтмол гэнэ.
a
- зураасны өргөн.,
b
- завсрын өргөн
N- ширхэг гэрэл нэвтрүүлэх завсар байвал
N1=d
байна. Дифракцын тор дээр гэрлийн параллель цацраг тусч байна гэж үзье. Гюйгенс- Френелийн зарчмаар долгионы гадаргын цэг анхны чиглэлээс
φ
- өнцгөөр хазайсан цацрагууд /гэрэл үл нэвтрүүлэх хэсгийг тойрсон долгионууд/ цуглуулагч линзээр нэвтэрнэ.
Тор D-дифракцийн тороос цуглуулагч
линз хүрэх зай
х
Δ
- оптик замын ялгава
12+=Δ
d- торын тогтмол d = a +b
λ
- долгионы урт
b  Δ
ээс-ABCΔ
φsin•BA=AC
a φ
λφ•n=•dsin
болно.
,...,,321=n
- гэрэлт буюу эрэмбэ зураасны дугаар
Dx•d=•nλ
Гэрлийн туйлшрал. Интерференц , дидракц нь гэрэл долгион болохыг нотолно.Тэгвэл гэрэл нь хөндлөн долгион уу?, тууш долгион уу? гэдэгт хариулъя.
Олон тооны туршилтын үндсэн дээр гэрэл хөндлөн долгион болохыг Ференель туршлагаар тогтоов.Туршлагад тунгалаг ногоон өнгөтэй , тэгш хэмийн нэг тэнхлэгтэй , анизотрон чанартай турмалин гэдэг талстыг авчээ. Турмалин дээр гэрэл тусгахад эсрэг талд тавьсан дэлгэц дээр тод ногоон толбо үүснэ. Зураг1. Одоо хоѐр дахь турмалиныг аваад тэдгээрийн тэгш хэмийн энхлэг праллель байхаар байрлуулвал дэлгэцэн дээрх ногоон толбо хэвээрээ байна.
Харин хоѐр дахь талстаа гэрлийн цацрагийг тойруулан эргүүлэхэд толбо бүдгэрсээр , тэнхлэгүүд перпендикуляр болоход алга болно. Зураг2. Ийм үзэгдлийг гэрлийн туйлшрал гэнэ.
Зураг 1. Зураг 2.
Энэ үзэгдлийн шалтгааныг дараах 2 таамаглал дэвшүүлэн тайлбарласан.
1. Гэрэл тарах чиглэлд перпендикуляр бүх чиглэлд хэлбэлзэл нь явагддаг тийм гэрлийг жирийн гэрэл гэнэ. Ердийн гэрэл үүсгэгч ийм гэрлийг цацруулна.
2. Турмалин нь бусад талстын нэг адил анизотроп чанартай учраас зөвхөн ганц чиглэлд гэрэл нэвтрүүлнэ. Өөрөөр хэлвэл ганц хавтгайн чиглэлд хэлбэлзэл нь явагдах тийм гэрлийн долгионыг нэвтрүүлнэ. Гэрлийн туйлшрал нь гэрэл хөндлөн долгион болохыг нотолно.
Поляройдууд гэрлийг туйлшруулдаг. Иймд поляройд болон турмалиныг туйлшруулагчид гэнэ. Поляройд нь их гадаргууг бүрэх болон цагаан гэрлийг туйлшруулдгаараа турмалинаас давуу талтай. Автомашины гэрэлтүүлэг ба салхины шилийг поляройдоор бүрэх асуудал шийдвэрлэгдэж байна. Ингэж бүрсэн шил урьдаас ирэх гэрлийг нэвтрүүлэхгүй учир жолоочийн нүд гялбахгүй ослоос хамгаална.
Цацаргалт ба спектр
Гэрлийн дисперс, биеийн өнгө.
Гэрлийн дисперс. Ньютон телескопыг боловсронгуй болгох зориолгоор ажиглаж байгаад түүний объектын үүсгэх дүрс захаараа солонгорч байхыг ажиглан шинэ нээлт хийсэн. Ньютон харанхуй тасалгаанд жижиг нүхээр нарны гэрэл нэвтрүүлэн гурвалжин призмийн хажуу тал дээр тусгав. Нэг өнгийн гэрлийн цацраг гурвалжин призмээр нэвтрэхдээ призмийн суурь тийш хазайн хугарсны улмаас дэлгэцэн дээр олон өнгийн судал үүсгэжэ. Ньютон энэ олон өнгөт судлыг спектр гэж нэрлэсэн. Спектрийг анхааралтай ажиглавал нэг нь нөгөөдөө шилжин орсон үндсэн долоон өнгө харагдана. Эдгээр өнгө нь тодорхой дэс дараалалтай бөгөөд хамгийн бага хугарсан талаас нь нэрлэвэл: улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, хөх, ягаан өнгө болно. Хэрэв призмээр нэвтэрсэн өнгөт цацрагуудын замд бас нэг гурвалжин призмийг 1800 эргүүлж тавивал дэлгэц дээр өнгөт зургийн оронд цагаан зурвас үүснэ. Призм гэрлийн цацрагийн өнгийг хувиргаагүй харин цагаан гэрэл призм дотуур нэвтрэхдээ хугарсны улмаас 7 өнгийн цацраг болон задарчээ.
Иймд цагаан гэрэл нь олон өнгийн цацрагаас бүтсэн нийлмэл гэрэл юм. Өнгөт цацрагууд нэг төрлийн орчин дотуур нэвтрэхдээ харилцан адилгүй хугарч байна. Өнгөт цацрагууд нь хоорондоо долгионы уртаар ялгаатай. Нэг тодорхой долгионы урттай гэрлийг нэг өнгөт /монохраматик/ гэрэл гэнэ. Эдгээрээс үндэслэн Ньютон дараах дэгнэлтийг хийжээ.
Орчны хугаралын илтгэгч нь уул орчинд тархаж байгаа гэрлийн долгионы уртаас хамаарна. Үүнийг гэрлийн дисперс гэнэ. Байгалийн дисперс нь солонго юм. Цагаан гэрэл нийлмэл бүтэцтэй болохыг мэдсэнээр байгалийн өнгө үзэмж, гоо сайхны учрыг тайлбарлаж болно. Модны навч ногоон, хөө хар, цас цагаан харагддаг нь бүгд учиртай.
Цацаргалт ба спектр. Гэрэл бол
см10•8-см10•455
долгионы урттай цахигаан соронзон долгион юм. Цахигаан соронзон долгионыг хурдатгалтай хөдөлж байгаа цэнэгт бөөмс цацруулна. Эдгээр цэнэгт бөөмс бодисыг бүрдүүлэгч атомын бүрэлдэхүүнд ордог. Биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг цацаргалт гэнэ. Атомд тодорхой хэмжээний энерги өгсөний дараа гэрэл цацруулна. Өөрөөр хэлвэл өгсөн энергийг зарцуулж атом гэрэл цацруулна. Өөрөөсөө гэрэл цацруулдаг биетийг гэрэл үүсгэгч гэнэ. Гэрэл үүсгэгчээс гэрлийг байнга цацруулж байхын тулд түүнд байнга энерги өгч байх хэрэгтэй.
Дулаан цацаргалт. Цацаргалтын хамгийн энгийн түгээмэл хэлбэр нь дулаан цацаргалт юм. Халсан биеийн атом молекулууд хурдатгалтай хөдлөх бөгөөд хоорондоо мөргөлдөхдөө өдөөгдөж гэрэл цацруулна. Үүнийг дулаан цацаргалт гэнэ. Нар, сар, од, улайссан биеийн гэрэл нь дулаан цацаргалт юм. Гэрлийн,
дулааны, цахилгааны энергиэр өдөөгдсөний дараа биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг люминесценц гэнэ. Ямар төрлийн энергиэр атом өдөөгдсөнөөр нь 1. фотолюминесценц 2. цахилгаанлюминесценц 3. катодолюминесценц 4. хемолюминесценц гэж 4 ангилдаг.
Фотолюминесценц. Бодисын гадаргуу дээр гэрэл тусахад шингэсэн гэрлийн үйлчлэлээр бие гэрэл цацруулах үзэгдлийг фотолюминесценц гэнэ. Гэрлийн энерги атомыг өдөөж гэрэл цацруулна. Английн физикч Стокс туршлагаар ―Бодисын гэрэл цацруулах гэрлийн долгионы урт нь фотолюминесценцийг үүсгэж байгаа гэрлийн долгионы уртаас ямагт их байна‖ гэдгийг тогтоов. Үүнийг Стоксийн дүрэм гэнэ.
Цахилгаанлюминесценц. Цэнэгтэй хурдан бөөмсийн үйлчлэлээр биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг цахилгаанлюминесценц гэнэ. Сийрэгжсэн хийтэй шил хоолой дотуур электронууд нэвтрэн өнгөрөхдөө хийн атомуудтай мөргөлдөн өдөөж тэдгээр нь гэрэл цацруулна. Жишээ нь: Өдрийн гэрэл, энэ нь улайсах гэрлээс эдийн засгийн хувьд 2 дахин ашигтай.
Катодолюминесценц. Хатуу биеийг электроноор бөмбөгдөхөд гэрэлтэх үзэгдлийг катодолюминесценц гэнэ. Телевизорын электрон цацрагт хоолойн дэлгэц гэрэлтэх нь катодолюминесценц юм.
Хемолюминесценц. Химийн урвалаар ялгарсан энергийн зарим нэг хэсэг шууд гэрлийн энерги болон хувирах үзэгдлийг хемолюминесценц гэнэ. Жишээ нь: Гэрэлт цох, ялзарч байгаа яс, шөнийн цагт модноос бүдэг хөх гэрэл гарах нь хемолюминесценц юм. Шашин үүнийг ―чөтгөрийн гал‖ гэж хүмүүсийг айлгаж мунхруулж байжээ. Одоо болтол хемолюминесценцийг ашигласан гэрэл үүсгэгч байдаггүй.
Цацаргалтын спектрийн төрөлүүд: Төрөл бүрийн гэрэл үүсгэгчийг цацруулж байгаа гэрлийн долгионы спектрээр нь судалдаг. Спектрийг нарийвчлан судлахын тулд хэрэглэдэг багажийг спектроскоп гэнэ. Спектроскоп нь 2 дуран 1 гурвалжин призмээс тогтоно.
Л1-гэрэл тусах дуранг коллиматор гэнэ. Л2-ыг харах дуран гэнэ. Коллиматороос гарсан паралель цацрагууд Р призм дээр тусна. Призмээс гарсан өнгөт цацрагууд
харах дурангийн линзэн дээр тусна. Линз дэлгэцнээ спектрийг үүсгэнэ. Спектрийг нил спектр, шугаман спектр, судалт спектр, шингээлтийн спектр гэж ангилна.
Нил спектр. Нарны /цагаан/ гэрлийг спектроскопоор ажиглахад үүсэх спектрийг нил спектр гэнэ. Ийм спектр нь бие биедээ ууссан олон өнгөт судал юм. Нар, улайссан бүх хатуу бие, хайлсан металл, өндөр даралтын дор гэрэлтэх хий зэрэг нь үргэлжилсэн спектрийг өгдөг. .
Шугаман спектр. Зарим нэг тод шугамуудаас тогтсон спектрийг шугаман спектр гэнэ. Спектр доторх шугам бүр нь гэрлийн долгионы нарийхан тодорхой завсарт багтах спектрийн завсрын дүрс юм. Тухайн бодисын атом нь зөвхөн тодорхой гэрлийн долгион цуглуулдаг учраас шугаман спектр үүсгэнэ. Дан аиомуудаас тогтох хийн төлөвт орших бодис бүхэн шугаман спектр өгдөг. Энэ тохиолдолд зөвхөн атом л гэрэл цацаргана.
Судалт спектр. Бараан завсраар тусгаарлагдсан зарим нэг тод шугамуудаас тогтох спектрийг судалт спектр гэнэ. Хийн молекулууд судалт спектр өгдөг. Шугаман спектрийг атом үүсгэдэг бол судалт спектрийг хоорондоо сул холбоотой буюу холбоосгүй молекулууд үүсгэнэ. .
Шингээлтийн спектр. Хэрэв атом нь өдөөгдсөн төлөвт ороогүй хүйтэн хий дундуур цагаан гэрлийн долгионыг нэвтрүүлвэл гэрэл үүсгэгчийн үргэлжилсэн спектрийн дэвсгэр дээр бараан шугамууд гарч ирнэ. Нил спектрийн дэвсгэр дээрх бараан шугамуудыг шингээлтийн спектр гэнэ.
Спектрт энерги хувиарлагдах. Гэрэл энергитэй. Тэгвэл энэ энерги спектрт яаж хувиарлагдаж байдгийг авч үзье.
1. Спектрт энерги харилцан адилгүй тархан хувиарлагдана.
2. Гэрлийн энерги спектрийн улаан хэсэгт их, ягаан хэсэгт байна.
Гэрэл үүсгэгчээс гарсан гэрлийн зөөдөг энерги нь гэрлийн багцын бүрэлдэхүүнд ордог бүх долгионы уртын дагуу тодорхой дарааллаар тархан хувиарлагдана. Долгионы урт, давтамж хоѐрын хооронд
с=•νλ
гэсэн хялбархан холбоос байдаг учраас гэрлийн энерги бас давтамжаараа хувиарлагддаг гэж хэлж болно. Зураг-1
tΔЕΔ
Бодис бүрийн өгөх шугаман спектр өөр өөр
байдаг. Цацаргалтын буюу шингээлтийн
спектрээр төрөл бүрийн бодисын химийн
найрлагыг шинжилдэг аргыг спектр
судлалын арга гэнэ. Энэ аргаар одон
орончид Нар болон ододын химийн
0
уλ
яλ
λ
найрлагыг тодорхойлжээ. Судалгаанаас үзэхэд одод нь дэлхий дээр байдаг бүх элементээс тогтдог. Хатуу шингэн биеийн спектрийг судлахын тулд тэдгээрийг урьдчилан хий эсвэл уур болгон хувиргадаг. Нарийн шилэн хоолойг хийгээр дүүргэж түүн дотуур цахилгаан ниргэлэг явуулахад хий гэрлийн долгион цацруулна. Тэр спектрийг нь судална. Спектр судлалын аргаар рубиди, цези, талли, инди зэрэг олон элементийг нээжээ. Химийн элемент бүрийн атом өөрийн спектртэй. Одод мананцар болон галактикийн бүрэлдэхүүнийг гагцхүү спектр судлалын аргаар мэдэж болно.
Квант физик
Фото эффэктийн үзэгдэл Фото эффектийн онол, хууль.
Фото эффэктийг хэрэглээ
Гэрлийн даралт Гэрлийн химийн үйлчлэл
Биеийн гадаргуу дээр туссан гэрлийн зарим нь ойж зарим ньшингэдэг. Шингэсэн гэрлийн энерги олон янзын үзэгдэл үүсгэдэг. Туссан гэрлийн үйлчлэлээр бодисоос (металлаас) электонууд сугаран гарах үзэгдлийг фотоэффэктийн үзэгдэл гэнэ.
1.Электометрийн гол дээр өнгөлсон цайр хавтгай байрлуулж сөрөг цэнэгээр цэнэглэнэ.
2.Цайрыг цахилгаан нумаар гэрэлтүүлэхэд цэнэгээ алдахыг электрометр заана.
Энэ нь цайр хавтгай дээр туссан гэрлийн үйлчлэлээр түүнээс элекронууд сугаран гарах фото эффектийн үзэгдлийг харуулна.
Хэрэв гэрлийн замд шил тавибал цайр хавтгай цэнэгээ алдахгүй шил нь хэт ягаан цацаргийг шингээдэг. Иймд фотоэффектийн
үзэгдэл хэт ягаан цацаргийн үйлчлэлээр явагддаг болно.
Фото эффектийн хуулиуд. Фотоэффетийн үзэгдлийг анх Герц нээж Оросын эрдэмтэн физикч А.Г. Столетов нарийвчлан судалж хуулиудыг нь нээжээ. Туссан гэрлийн үйлчлэлээр металлаас сугаран гарсан электронуудийг фото электрон гэнэ.
1. Секунд тутамд металлын гадаргуугаас гэрлийн үйлчлэлээр суллагдах фотоэлектроны тоо нь гэрлийн урсгалд шууд проторционоль байна. Энэ хамаарлыг фотоэффектийн I хууль гэнэ.
2. Фотоэлектроны хурд нь гэрэлтэлтээс огтхонч хамаарахгүй, гагцхүү тусаж байгаа гэрлийн долгионы давтамжаар тодорхойлогдоно. Үүнийг фотоэффектийн II хууль гэнэ
Фото эффектийн онол. Германы физикч Макс Планк цахилгаан соронзон долгионы энергийн цацаргалт ба шингээлт нь үргэлжилсэн биш хэсэг хэсгээр ( квантаар ) явагддаг. Германы физикч Эйнштейн Планкийн үзэл санааг үргэлжлүүлж 1905 онд фотоэффектийн үзэгдлийг онолын үүднээс тайлбарласан. Гэрэл нь цацрах ба шингэхэд төдийгүй бас сансарын уудамд тархахдаа квантаар явагдах ѐстой гэсэн дүгнэлтийг хийсэн. Эйнштейн Планк нарын онолоор квант бүрийн энерги нь
ν•h=E
томъѐогоор тодорхойлогдоно. Гэрлийн 1 квантын энергийг нэг л электрон шингээж авснаар фотоэффектийн үзэгдэл явагдана. Энэ квантын энерги нь электроныг сугалан гаргах ашил ба нисэн гарсан фотоэлектронд кинетик энерги өгөхөд тус тус зарцуулагдах ѐстой.
2•m+A=•h2υν
Энэ томъѐог Эйнштейний тэгшитгэл гэнэ.
А - электрон гаралтын ажил. Квантыг бас фотон гэнэ6
A>•hν
үед л фото эффектийн үзэгдэл явагдана.
A=•hν
үеийн гэрлийн долгионы давтамжийг фотоэффектийн үзэгдлийн ‖улаан хил‖ гэнэ. Улаан хил нь фотоэффектийн үзэгдэл явагдах зааг ―хил‖ юм.

- давтамжинд

долгионы урт харгалзана. Гэрлийн долгионы тархах
λν•=C
байдаг учраас
AhC=C=00νλ
гэж бичиж болно. Бодис бүхий гаралтын ажил өөр өөр байдаг учраас фотоэффектийн үзэгдэл эхлэн явагдах давтамжийн зааг /улаан хил/ бас өөр өөр байна. Натрийн хувьд, фотоэффектийн улаан хилд харгалзах долгионы урт спектрийн хөх хэсэгт
см10•86=70,λ
, цайрын хувьд ультра ягаан хэсэгт
см10•73=70,λ
/хэт ягаан цацрал/ байна.
Фотон. Цацрах ба шингэх үед гэрэл нь давтамжаасаа хамаарсан энергитэй бөөмсийн урсгал шиг илэрдэг. Энэ үед илрэх гэрлийн чанарийг корнускуллор чанар гэнэ. Корнускуляр нь боомлог гэсэн үг. Бөөмсийн нэг адил фотон нь энергитэй, ямагт
см10•38/
хурдтайгаар тархдаг. Фотоны энергийг ихэвчлэн давтамжаар нь биш, харин тойрог давтамжаар илэрхийлдэг. Тойрог давтамж:
νπω•2
Пропорционалын коффициент болгон
h
хэмжигдэхүүний оронд
π2h=
хэмжигдэхүүнийг ашигладаг. /

-зураастай аш гэж уншдаг/. Орчин үеийн тооцоогоор
с•Ж10•05457261=34,
. Тэгвэл фотоны энерги
ων•=•h=E
Эйнштейний боловсруулсан харьцангуй онол ѐсоор, энерги масстайгаа
2c•m=E
хамааралтай. Фотоны энерги
ν•h=E
байдаг учраас, түүний масс дараах томъѐогоор тодорхойлогдоно.
2c•h=mν
Фотон тайвны масс байхгүй. Өөрөөр хэлбэл фотон тайван байдалд оршдоггүй үүсмэгцээ л С гэрлийн хурдтай хөдөлдөг.
Гэрлийн интерференц дифракц нь гэрлийн долгиолог чанартайг баталдаг. Харин бодистой харилцан үйлчлэлцэж цацаргах , шингээх явцад бөөмлөг чанар нь илэрдэг. Иймд гэрэл нь хоѐрдмол чанартай цахилгаан соронзон долгион юм.
Фотоэффектийн үзэгдлийг хэрэглэх. Фотоэффектийн үзэгдлийн агаар дуугүй кино, дуутай болон хувирсан, хөдөлж байгаа дүрсийг алс зайд дамжуулдаг (телевизер) боломжтой болсон. Фотоэлектрон багжуудыг хэрэглэсээр хүний оролцоогүй өөрөө ажилладаг төрөл бүрийн багаж хэрэгсэл зохион бүтээгдэн үйлдвэр , ахуй амьдралд өргөн хэрэглэдэг байна.
Гэрлийн даралт. Максвелл гэрэл нь тусч байгаа саад дээрээ даралт учруулах ѐстой гэж үзэв. 1900 онд Оросын эрдэмтэн Н.Л.Лебедев гэрлийн даралтыг анх удаа хэмжив. Максвеллийн онолын зөв эсэхийг батлахын тулд гэрлийн даралтыг хэмжих явдал чухал байлаа. Гэрлийн даралтын хэмжээ туйлын бага байдаг. Нартай өдөр 1м2 талбайтай гадаргуу дээр 4*10-8Н хүчээр үйлчилдэг. Н.Л.Лебедевийн бүтээсэн багаж нь нарийхан шилэн утсан дээр дүүжилсэн туйлын хөнгөн савхнаас тогтоно.
Гэрлийн химийн үйлчлэл. Гэрэл шингээсэн зарим бодис химийн урвалд ордог. Гэрлийн үйлчлэлээр явагдах химийн урвалыг фотохимийн урвал гэнэ. Энэ урвалын дүнд молекулууд нь өөрийн бүтээгдэхүүн хэсгүүдэд задарна. Жишээ нь: Гэрлийн нөлөөгөөр бромын уурын молекул
2Br
нь бромын хоѐр атомд задарна. Бромт мөнгөний молекул
AgBr
-ийг гэрэлтүүлэхэд бром, мөнгө болон салдаг. Нарны гэрлийн нөлөөгөөр ургамлын ногоон навчин дотор дэлхийн бүх амьдралд зайлшгүй шаардагдах олон төрлийн химийн урвал явагддаг. Эдгээр ургамал бидэнд идэх хоол, амьсгалах хүчилтөрөгчийг өгдөг. Бид агаараас хүчилтөрөгчийг авч амьсгалаад нүүрсхүчлийн хийг гаргадаг. Автомашин, галт тэрэг, нисэх онгоц зэрэг нь цөм бензин, керосин шатааж хөдлөн явахдаа мөн нүүрсхүчлийн хийг ялгадуулдаг. Энэ хорт хий агаарыг бохирдуулна. Хордсон агаарыг ногоон ургамал л цэвэршүүлнэ. Иймээс хот суурин, сургуулийнхаа орчин тойронд мод тарьж, зүлэг суулгаж, анги танхимаа цэцэгжүүлж байдаг. Мод зүлэг цэцэг нь хот суурин гудамж талбайг чимэглэхээс гадна агаарыг цэвэрлэж байдаг онцгой ач холобогдолтой. Гэрлийн химийн үйлчлэл гэрэл зураг авах үндэс болдог.
Ультра ягаан цацаргалт түүнийг хэрэглэх.
Имфра улаан цацаргалт түүнийг хэрэглэх.
Рентген цацраг , Рентген цацрагийг нээсэн нь.
Рентген цацрагийг хэрэглэх
Цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь.
Хэт улаан цацраг. Спектрт энерги хувиарлагдахыг судалдаг мэдрэгч элементийг спектрийн улаан хэсгээс зүүн тийш хөдөлгөхөд температур улам байгааг балометр заана. Энэ нь спектрийн улаан хэсгээс зүүн тийш нүдэнд үл үзэгдэх цацраг байгааг нотолж байна. Ийм цацрагийг хэт улаан /имфра/ цацраг гэнэ. Өөрөөр хэлбэл улаан гэрлийн долгионы уртаас их урттай /
()м10•67-м10•27--3,
нүдэнд үл үзэгдэх цацрагийг хэт улаан цацраг гэнэ. Хэт улаан цацрагийг халсан бүх бие цацруулдаг. Халуун зуух. радиотор хэт улаан цацрагийг цацруулж орчин тойрноо халаадаг. Хэт улаан цацраг ойх, хугарах шинж чанартай. Анагаах ухаанд хэт улаан цацрагаар амьд организмын дотоод эрхтэн эдийг халааж элчлэхээс гадна үйлдвэрийн газарт нойтон модыг хатаах, автомашины будсан будгийг хатаах зэрэгт ашигладаг.
Хэт ягаан цацраг. үргэлжилсэн спектрийн ягаан хэсгээс баруун тийш нүдэнд үл үзэгдэх гэрлийн долгион байдгийг дээрх туршлага баталсан. Ягаан гэрлийн долгионоос бага урттай
()м10•3-м10•839--3,
цаилгаан соронзон долгионыг хэт ягаан /ультра/ цацраг гэнэ. Энэ цацраг химийн үйлчилгээтэй. үүний үйлчиллээр гэрэл зургийн цаас харладаг. Мөн хүний нүд , арьсанд хортой үйлчилнэ. Нарны хэт ягаан цацраг агаарын давхарганд бүрэн шингэдэггүй, харин нэвтрэн газрын гадаргууд ирдэг. Хэт ягаан цацрагийг шил сайн шингээдэг учраас нүдний шил хүний нүдийг энэ цацрагаас хамгаалж чадна. Хэт ягаан цацрагийг бага хэмжээгээр ашиглавал эмчилгээний үйлчилгээтэй. Харин гэрэлд үе үе шарах нь сайн. Ялангуяа хүүхдийг энэ цацрагаар шарахад хүүхдийн өсөлт хурдсан бие бялдар чийрэгжинэ. Мөн хүний төв мэдэрлийн систем сайжран мах бодийн доторхи эрхтэний үйл ажиллагаа хэвийн болдог.
Рентген цацраг Германы эрдэмтэн физикч В Рентген физикчдийн өмнө тулгарсан зорилтыг шийдвэрлэхээр судалгаа, шинжэлгээ, туршилт хийж байгаад санамсаргүй нээлт хийсэн азтай эрдэмтэн юм. Учир нь тэр рентген цацрагийг нээжээ. Рентген шил хоолой доторх даралт багатай сийрэг хий дундуур цахилгаан ниргэлэг. үүсгэн судалгаа хийх үедээ 1895 онд рентген цацрагийг нээсэн. Энэ цацаргийг нээсэн төхөөрөмжийг рентген хоолой гэнэ. Шил хоолойд цахилгаан
ниргэлэг үүсгэхэд , катодоос их хүчдэлтэй электронуудын урсгал үүснэ. үүнийг тэр үед катодын цацраг гэж нэрлэсэн.
Катодоос гарсан электронуудын урсгалыг Ц-цлиндр анод руу чиглүүлнэ. Катодын цацраг анодыг мөргөж тормозлох үед рентген цацраг үүсдэг байна. Ниргэлэг явуулах үед рентген хоолойн ойр байсан зургийн цаас харласан, мөн дэлгэц тавиад дэлгэц хоолой хоѐрын хооронд гараа барихад дэлгэцэн дээр гарын сарвууны яс харлан харагдаж байснаас үндэслэн биеийг нэвтрэх, үл мэдэгдэх онцгой чанар бүхий цацраг байна гэсэн дүгнэлт хийгээд эхлээд Х-цацраг хожим нь рентген цацраг гэж нэрлэжээ.
Рентген цацрагийн чанарууд. 1. Химийн урвал явуулна . 2.Агаарыг ионжуулна.3. Рентген цацраг нь цахилгаан соронзон долгион тул ойх хугарах интерференцлэх , дидракцлах үзэгдэлд орно. 4. Тунгалаг биш биетийг нэвтрэх ба шингэлтийн хэмжээ нь бодисын нягтад шууд хамааралтай.
Рентген цацрагийг хэрэглэх Шинжлэх ухаан, амьдрал, үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэнэ. Хүний яс болон дотоод эрхтний зургийг авч зөв оншлон эмчилдэг. Бодисын дотоод бүтэцийг танин мэддэг. Техник машины зарим хэсгийн доторх гажигийг рентген цацрагийг нэвтрүүлэн олж илрүүлдэг.
Цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь. Радио долгион, үзэгдэх цагаан гэрэл, хэт улаан ба хэт ягаан цацраг, рентген цацраг нь вакуумд
см10•38/
хурдтай тархдаг цахилгаан соронзон долгионууд боловч хоорондоо долгионы уртаараа ялгагдана. Жишээ нь: радио долгионы урт хэдэн мянган км байхад рентген цацрагийн долгионы урт 10-8 см байдаг. Рентген цацрагаас богино долгионы урттай
γ
(гамма) цацаргалт байдаг.
Тодорхойлолт. Радио долгионоос эхлээд рентген цацаргалт хүртлэх цацаргалтуудыг долгионы уртаар нь байрлуулсныг цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь гэнэ. Эдгээр цацаргалтууд нь бие биеэсээ гарган авах аргаараа болон бодист шингэх , үйлчлэх чанараараа ялгаатай. Жишээ нь: Антени цацаргалт, дулааны цацаргалт, хурдан электроонууд тормозлоход үүсэх цацаргалт гэх мэт. Долгионы урт богинотой долгионууд бодист муу шингэнэ. Урт, богино долгионтой цацаргалтуудын гол ялгаа нь богино долгионтой цацаргалтууд бөөмлөг шинж чанартай. Цахилгаан соронзон цацаргалтын хувиараас үзэхэд гэрэл нь хэт улаан, хэт ягаан цацрагаар шахагдсан нарийхан завсрыг эзэлсэн байна. Энэ нарийхан завсраар бид ертөнцнцийг харж байдаг. Нарнаас бүх төрлийн цахилгаан соронзон цацраг сансрын хязгааргүй уудамд цацагдан өчүүхэн хэсэг нь дэлхийн агаар бүрхэвчинд орж ирдэг.
Томсоны атомын загвар Резерфордын туршлагын хэрэгсэл
К- Цацраг идэвхит бодисыг бүхий сав /тугалган саванд хийсэн хэсэг ради/
Ф-ЦИБ-ын цацаргаж байгаа
α
бөөмийн багцыг 10-7м нэмгин металл дундуур
Ф- алтан хуудас
Э- α бөөмийн мөргөлтөөр гэрэлтэх экран
М- микроскоп
а. Томсоны загвар б. Резерфордын загвар
Резерфордынатомын гариган загвар
4 электроны эргэлтийн орбит
Борын постулатын загвар
Фотоны цацаргах ба шингээх үеийн
энергийн үндсэн төлөв.
Устөрөгчийн атомын спектрийн
бүлүүд
а. Квантыг шингээх б. Квантыг цацаргах в. Шингээх ба цацаргах Дэлгэрэнгүй»

Физик ном 2010

2011 оны 06-р сарын 13 Нийтэлсэн Лхамжаргал
1-р бүлэг
Кинематик
Байгаль дахь аливаа хувьсал өөрчлөлтийг хөдөлгөөн гэнэ. Физик хэмжигдэхүүнүүд тухайн хөдөлгөөний туршид хэрхэн хувьсан өөрчлөгдөх зүй тогтол, онцлогийг судалдаг механикийн бүлгийг кинематик гэнэ. Материйн хөдөлгөөний хамгийн энгийн хэлбэр бол механик хөдөлгөөн юм.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд аливаа бие болон түүний хэсгүүд өөр нэг биетэй харьцангуйгаар орон зайн байрлалаа өөрчлөхийг механик хөдөлгөөн гэнэ. Механик хөдөлгөөн цаг хугацаа. орон зайтай салшгүй холбоотой. Орон зай нь биеийн хэмжээ, байрлал, хоорондын зайг, цаг хугацаа нь үзэгдлийн эхлэл, төгсгөлийг тусгасан ухагдахуун.
Биеийн хөдөлгөөнийг судлах зорилгоор сонгон авсан жиших биеийг тооллын бие гэнэ. Тооллын бие цаг хугацаа хоѐрыг нийлүүлээд тооллын систем гэнэ. Тооллын биетэй жиших замаар тухайн бие хаана байсан хаашаа хэрхэн хөдөлж байгааг тогтоох боломжтой юм. Биеийг хэзээ хаана оршин байсныг болон байгааг нэгэн утгатай зааж болно. Үүнийг хөдөлгөөнийг тодорхойлох гэнэ. Тооллын ямар нэгэн биетэй жишихэд хөдөлж байгаа бие тооллын өөр нэг биетэй харьцуулахад хөдлөхгүй байж болно. Жишээ нь: Галт тэрэг дотор сууж яваа зорчигч газартай харьцангуй хөдөлж байх боловч галт тэрэгтэй харьцуулахад хөдлөхгүй байж болно. Механик хөдөлгөөний ийм чанарыг харьцангуй чанар гэнэ. Биеийн хөдөлгөөнийг судлахад түүний шугаман хэмжээ болон хэлбэр дүрсийг тооцохгүй авч болох тэр биеийг материал цэг гэж үздэг. Ингэж үзсэн тохиолдолд биеийн байрлалыг цэгийн координатаар тодорхойлох боломжтой. Биеийн хөдөлгөөнийг материал цэгийн хөдөлгөөнөөр төлөөлүүлж үзэж болохгүй тохиолдол ч байдаг.
Механик хөдөлгөөний үед үүсэх мөр буюу муруй шугамыг траектор гэнэ. Биеийн траекторын уртыг зам гэнэ. Зам нь зөвхөн тоон утгаар илэрхийлэгддэг скаляр хэмжигдэхүүн юм. Замыг
S
/эc/ үсгээр тэмдэглэдэг. Биеийн эхний ба эцсийн байрлалыг холбосон чиглэлтэй хэрчмийг шилжилт гэнэ./Зураг-1/
Шилжилт нь тоон утга чиглэлээрээ зэрэг тодорхойлогддог вектор хэмжигдэхүүн юм.
S
-үсгээр тэмдэглэнэ. Траектор нь бие хаанаас гарч хаагуур явж хаана хүрснийг заадаг бол шилжилт нь хаанаас хаана хүрснийг заана.
Нэгж хугацаанд биеийн шилжилтээр тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг хөдөлгөөний хурд гэнэ.
Хурдыг
υ
/бэ/ үсгээр тэмдэглэдэг.
tS
Нэгж нь
cм
Траекторын өчүүхэн хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсон хурдыг хоромхон (эгшин зуурын) хурд
tSX
, харьцангуй их хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсон хурдыг дундаж хурд гэж тус тус нэрлэнэ. Нийт явсан замыг зарцуулсан бүх хугацаанд харьцуулан дундаж хурдыг скаляр хэмжигдэхүүнээр тодорхойлно.
бtSб
Зураг-1
Зураг-1
Зураг -2
Нэгж хугацаан дахь хурдны өөрчлөлтөөр торхойлогдох физик хэмжигдэхүүнийг хурдатгал гэнэ. Хурдатгалыг а-үсгээр тэмдэглэдэг.
t=a0tυυ
Нэгж нь:
2cм
Хурдатгалыг траекторын ямар хэсэгт харгалзуулан тодорхойлсноор мөн хоромхон ба дундаж хурдатгал гэж ангилна.
Шулуун жигд ба жигд биш хөдөлгөөн
Шулуун жигд хөдөлгөөн
Хөдөлгөөнийг траекторын хэлбэрээр нь шулуун ба муруй замын хөдөлгөөөн гэж ангилна. Механик хөдөлгөөнийг хурдны тоон хэмжээний өөрчлөгдөх байдлаар нь жигд ба хувьсах хөдөлгөөөн гэж ангилна. Нэгж хугацаанд биеийн туулсан зам тогтмол байх хөдөлгөөнийг жигд хөдөлгөөн, тогтмол биш байвал жигд биш хөдөлгөөн гэнэ. Хурдны хэмжээ ба чиглэл нь өөрчлөгдөхгүй (
const

) шулуун замын жигд хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун хөдөлгөөний зам нь шилжилтийн модультай тэнцүү байна.
S
Шулуун жигд хөдөлгөөний зам хугацаанаас шууд пропорциональ хамаардаг бөгөөд зам, хугацааны хамаарлын график шулуун шугам байна.
tS
Зургаас харахад шулуун замын жигд хөдөлгөөний хурдыг энэхүү шулууны хугацааны тэнхлэгтэй үүсгэсэн

өнцгийн тангенсаар
tg
гэж тодорхойлж болно. /Зураг -2/
Хөдөлгөөний хурд их байвал замын графикийн шулуун хугацааны тэнхлэгтэй үүсгэх өнцөг ихсэнэ. /1-р график/
Шулуун жигд биш хөдөлгөөн
Амьдрал практикт шулуун жигд биш хөдөлгөөн их дайралдана. Хувьсах хөдөлгөөнийг хурдны хэмжээ өөрчлөгдөх байдлаар нь хигд хувьсах ба жигд биш хувьсах гэж ангилдаг. Ижил хугацаанд явсан зам тэнцүү биш байх хөдөлгөөнийг жигд биш хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун жигд биш хөдөлгөөн нь заавал хурдатгалтай байна. Шулуун жигд биш хөдөлгөөний хурд өсч байвал
)0(a
жигд хурдсах, хурд буурч байвал
)0(a
жигд удаашрах гэнэ. Жишээ нь чөлөөтэй унаж байгаа биеийн хөдөлгөөн жигд хурдсах, эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн жигд удаашрах байна. Жигд хурдсах хөдөлгөөн нь шулуун ба муруй траектороор явж болно.
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн
Тогтмол хурдатгалтай
),(constconsta
 
жигд биш хөдөлгөөнийг шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн гэнэ. Шулуун замаар жигд хурдсан хөдөлж байгаа биеийн хурд
0

байснаа
t
хугацааны дараа
t
гэвэл хурдны өөрчлөлт
0t
байх тул t
a = t 0  υ υ
болно. Иймд жигд биш хөдөлгөөний хурдны тэгшитгэл
tat0
байна.
0
0a


0 
0a
0 t 0 t
а б
Зураг-3 0 
a  0


0 
a  0
0 t 0 t
0x
t
o
Зураг-4
220tatS
22taS
220tatS
s
H0x
ga//
00
;22tgSx
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний хурд хугацаанаас шугаман хамааралтай бөгөөд хурдны график зурагт үзүүлсэн хэлбэртэй байна. /Зураг-3 а,б/
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний зам нь дараах томъѐогоор тодорхойлогдоно.
220tatS
; 0 
-эхний хурд;
t
-эцсийн хурд
Шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөний зам хугацаанаас хамаарах хамаарлын графикийг 4-р зурагт харуулав.
Чөлөөт уналт буюу эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн
Тогтмол хурдатгалтай хөдөлгөөний хялбар жишээ бол дэлхийн татах хүчний нөлөөгөөр хөдөлж байгаа хөдөлгөөн юм.
Италийн эрдэмтэн Галилео Галилей аливаа биеийн чөлөөт уналт ба эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн нь
2м/с 18.9g
хурдатгалтай шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн мөн гэдгийг нээжээ.
Унаж байгаа биеийн хөдөлгөөн. Зөвхөн хүндийн хүчний үйлчлэлээр эгц доош, анхны хурдгүй хөдөлж буй биеийг чөлөөтэй унаж байгаа бие гэнэ.
Чөлөөт уналт бол хурдсах хөдөлгөөний нэгэн хэлбэр мөн. Шулуун жигд хурдсах хөдөлгөөний замын томъѐо ѐсоор H 0 x 
h
-өндрөөс чөлөөтэй унаж байгаа биеийн t хугацаанд туулсан замыг олбол:
;22tgh
0
x 0 0
Хэрэв координатын системийг 5-р зургийн а-д үзүүлсэн байдлаар сонгож авсан бол биеийн координат
Харин б-д үзүүлснээр сонгож авсан бол түүний координат
;2hS-h x20tgt
болно.
Биеийн байрлал хугацаанаас хамааран хэрхэн өөрчлөгдөхийг үзүүлсэн эдгээр тэгшитгэлийг хөдөлгөөний тэгшитгэл гэнэ.
Бие газардах үед эхний тохиолдолд хоѐрдох тохиолдолд
hx
00x
ga//
Зураг-5
а. б. в.
g
болох учир биеийн унах хугацаа:
ght20
Газардах үеийн хурд:
ghtg20
Эгц дээш шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн. Энэ нь тогтмол хурдатгалтай удаашрах хөдөлгөөний нэгэн тохиолдол юм. Энэ хөдөлгөөнийг судлахад координатын эхнийг биеийн анхны байран дээр авах нь илүү зохимжтой.
а. Биеийг дэлхий дээрээс шидсэн тохиолдолд /5-р зургийн в/ анхны координат
0x
, координатын тэнхлэгийн чиглэл дээшээ тул хурдатгал
ga
. Ийм учраас хөдөлгөөний тэгшитгэл:
;220tgth
h -хөөрөх өндөр,
g
- чөлөөт уналтын хурдатгал:
б. Биеийг
0 h
өндрөөс дээш шидсэн бол анхны координат
hx
байх тул хөдөлгөөний тэгшитгэл:
;2h x20tgt
хэлбэртэй болно.
Эгц дээш шидэгдсэн биеийн хурд
tg0t 
хуулиар өөрчлөгдөнө.
Хөөрөлтийн дээд цэгтээ хүрэх үед бие зогсож
0
болох тул хөөрөх хугацаа нь
00tg
тэгшитгэлээс
gt0
байна.
Биеийн хөөрөх хугацааг хөдөлгөөний тэгшитгэлд орлуулж хөөрөх өндрийг олвол:
Биеийн буцаж унах хугацаа хөөрөх хугацаатайгаа, газардах үеийн хурд нь анх дээш шидсэн хурдтай тус тус тэнцүү болохыг хялбархан баталж болно.
Эгц дээш босоо чиглэл бүхий хурдтай байсан бие шулуун жигд хувьсах хөдөлгөөн хийнэ. Харин анхны хурд нь
0 
эгц босоо биш бусад бүх тохиолдолд бие муруй траектороор хөдөлнө.
h
өндрөөс хэвтээ чигт шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн.
Бие хэвтээ чигт чиглэсэн
0 
анхны хурдтайгаар хөдөлж байна гэж үзье. Координатын эхийг газар дээр авбал биеийн анхны координат
)0 xh,y ( 00
байна. Хурдны хэвтээ тэнхлэг дээрх проекц тогтмол
00
байна. Иймд бие
X
тэнхлэгийн дагуу (хэвтээ чигт) жигд хөдөлнө. Тэгвэл
tx0
. Хурдны босоо тэнхлэг дээрх проекц
.tgy
;2h 20maxgx
у
0 
h
Зураг-6
Иймд бие босоо тэнхлэгийн дагуу h өндрөөс чөлөөтэй унаж байгаа бие шиг хөдлөх учир
2h x2tg
байна.
Газарт унатлаа хөдлөх хугацаа: t 2h g 0 
Уг хөдөлгөөний траекторын тэгшитгэл буюу
YX,
координатын хоорондын хамаарлыг бичвэл
2202hy Xg
болно.
Хэвтээ чигт өнцөг үүсгэн шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн.
Бие хэвтээ чигт  өнцөг үүсгэн 0  анхны хурдтайгаар хөдөлж байжээ. 7–р зураг. t
хугацааны дараа биеийн хурд
tg0t
болно. Анхны 0  хурдны босоо ба хэвтээ тэнхлэг дээрх проекцыг харгалзан тогтмол
xy00,
гэж тэмдэглэвэл
,cos00x
sin00y
байна. t эгшин дэх хурдны босоо тэнхлэг дээрх проекц
tgy0t 
буюу биеийн босоо тэнхлэгийн дагуух хөдөлгөөн эгц дээш шидсэн биеийнхтэй адилхан учир
220tgthy
болно. Хурдны хэвтээ тэнхлэг дээрх проекц тогтмол.
xx0
учир бие хэвтээ тэнхлэгийн дагуу жигд хөдөлнө. Иймд x   t 0  . Траекторын тэгшитгэлийг бичвэл:
220002y XgXxxy
болох бөгөөд график нь парабол байна. Өмнө бичсэн хөдөлгөөний тэгшитгэлээс дараах хэмжигдэхүүнийг олж болно:
Дээш хөөрөх хугацаа:
sin t00ggy
Хөөрөх өндөр:
2sin2h 2020ggy
Газарт унах хугацаа:
2sin2h 2020ggy
Тусгалын зай:
2sinh 200gtx
Муруй хөдөлгөөн,тойргоор жигд эргэх хөдөлгөөн
Траектор нь муруй байх хөдөлгөөнийг муруй хөдөлгөөн гэнэ. Муруй траекторооор явж байгаа биеийн хөдөлгөөний хурдны модуль болон чиглэл
өөрчлөгддөг. Хурд нь траекторынхоо тухайн цэгт шүргэгчээр чиглэсэн байдаг онцлогтой. Зураг-8. Муруй траекторын хөдөлгөөн жигд ба хувьсах байж болно. Муруй хөдөлгөөний түгээмэл хэлбэр бол тойргоор эргэх хөдөлгөөн юм. Ийм хөдөлгөөний хувьд хурдны чиглэл өөрчлөгдөх бөгөөд харин хэмжээ нь тогтмол
Зураг-7
Зураг-8
Зураг-11
Зураг-10
байна.
Иймд муруй жигд хөдөлгөөний хурдатгал нь хурдны векторын зөвхөн чиглэлийн өөрчлөлтийг заана. Муруй хөдөлгөөний хурд, хурдатгалын чиг давхцахгүй.
R радиустай тойргоор жигд хурдтай эргэж байгаа бие
t
хугацааны дотор А цэгээс В цэгт очжээ гэж саная. Зураг-9
Энэ явцад ОА радиус вектор

өнцгөөр эргэнэ. Үүнийг радиусын эргэлтийн өнцөг буюу өнцөг шилжилт гэнэ.Өнцөг шилжилтийг радиан хэмээх нэгжээр хэмжинэ.
Тойргийн радиустай тэнцүү урттай нуманд тулсан төвийн өнцөг 1 радиан (рад) байдаг. Иймд бие нэг бүтэн эргэхэд
2
радиан өнцгөөр шилжинэ. Нэг бүтэн эргэлт хийх хугацааг эргэлтийн үе гэнэ. Үеийг Т- үсгээр тэмдэглэнэ. Нэгж хугацаан дахь эргэлтийн тоогоор тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг эргэлтийн давтамж гэнэ. Давтамж ийг

- үсгээр тэмдэглэнэ.
Ttn1
;

=Гц
n
эргэлтийн тоо. t -эргэлт хийсэн хугацаа.
Тойргоор эргэх хөдөлгөөний удаан, түргэнийг өнцөг хурдаар нь мэднэ. Нэг бүтэн эргэх өнцгийг үед нь харьцуулж өнцөг хурдыг олдог. Өнцөг хурдыг

үсгээр тэмдэглэдэг.
T2
; Нэгж нь :

= рад/с
Тойргоор эргэж байгаа биеийн явсан замыг зарцуулсан хугацаанд нь харьцуулсныг шугаман хурд гэнэ.

-үсгээр тэмдэглэдэг.
TR2
;
R2
тойргийн урт буюу явсан зам
Тойргоор хөдөлж байгаа биеийн хөдөлгөөний хурдатгалын чиг нь тойргийн радиусын дагуу тойргийнхоо төврүү чиглэсэн байдаг учраас төвд тэмүүлэх хурдатгал гэж нэрлэдэг.
Төвд тэмүүлэх хурдатгал нь:
RRa22
томъѐогоор тодорхойлогдоно.
Харин бүрэн хурдатгалыг
220naaa
гэж тодорхойлно. /Зураг-11/
2-р бүлэг
Динамик
Динамикийн хуулиуд
Бие хугацааны агшин бүрд хаана байхыг урьдчилан мэдэх, тухайлбал, бие хугацааны агшин бүрд ямар координаттай байхыг урьдчилан тогтоох нь механикийн үндсэн зорилго мөн гэж өмнөх бүлэгт үзсэн.
Механикийн үндсэн зорилго нь биеийн хөдөлгөөний үндсэн тэгшитгэлийг олж тогтоох явдал юм. Кинематикт хэрэв хурдатгал өгөгдсөн байвал хурдыг олох, тэр олсон хурдаараа шилжилтийг тодорхойлж, түүгээрээ хөдөлгөөний
Зураг-9
B

A 


s
r
B
A
о
тэгшитгэлийг олох боломжийг тодорхой үздэг. Гэвч тэнд чухам юунаас болж хурдатгал бий болдог, өөрөөр хэлбэл тайван байсан бие яагаад хөдөлж эхэлдэг, хөдөлж байсан бие яагаад хурдаа өөрчилдөг вэ гэсэн гол асуудлыг сонирхоогүй орхисон билээ.
Хурдатгал үүсэх шалтгаан, хурдатгал бодож тодорхойлох арга зүйг судалдаг механикийн гол хэсгийг динамик гэнэ. Механик хөдөлгөөн харьцангуй шинж чанартай, тухайлбал нэгэн биеийн хөдөлгөөнийг өөр өөр тооллын систем дээрээс ажиглахад өөр өөр шинж төрхтэй байж болно.
Ньютоны нэгдүгээр хууль
Механикийн гол үндэслэлээс үзэхэд хэрэв бид өөр биес үйлчлэхгүй бол түүнд хурдатгал хэзээ ч үүсэхгүй. Хурдатгалгүй бие эсвэл тайван оршиж эсвэл шулуун жигд хөдөлж байх ѐстой.
Иймээс гадны үйлчлэл байхгүй бол бие тайван байдал буюу шулуун жигд хөдөлгөөнөө хадгална. Үүнийг Ньютоны нэгдүгээр хууль гэнэ.
Автобус гэнэт хөдлөхөд түүн дотор зогсож байсан зорчигч дэлхийтэй харьцангуй тайван байдлаа хадгалж гэдэргээ хазайдаг, автобус гэнэт тоормослоход зогсож явсан зорчигч мөн Дэлхийтэй харьцангуй шулуун жигд хөдөлгөөнөө хадгалан урагш хазайдаг. Бие гаднын үйлчлэлгүйгээр хөдлөхийг инерциэрээ хөдлөх гэнэ. Инерцийн үзэгдлийг ахуй амьдралд, техникт ашиглана. Жишээлбэл үзэг сэгсэрч бэх гаргах, ширдэг гөвж тоос арилгах, халууны шил сэгсэрч мөнгөн ус гүйлгэхэд бэх, тоос, мөнгөн усны инерци гол үүрэг гүйцэтгэнэ. Дэлхий дээр ажиглахад бие зөвхөн бусад биеийн үйлчлэлээр хурдатгалтай болдог.
Механикийн гол үндэслэл биелдэг тооллын системийг тооллын инерциал систем гэнэ.
Дэлхий, нар бол тооллын инерциал систем юм.Нэг инерциал системтэй харьцангуй тайван байгаа, эсвэл шулуун жигд хөдөлдөг тооллын систем бүр инерциал систем байдаг. Жишээ нь: Тооллын инерциал систем болох газартай харьцангуйгаар галт тэрэг шулуун жигд хөдөлж байвал тэр галт тэрэг бас тооллын инерциал систем мөн юм. Нэг бие нөгөөтэйгөө үйлчлэлцэхдээ ямар харьцаатай хурдатгал авах нь уг хоѐр биед инерцит шинж чанар ямар харьцаатай байгаагаас шалтгаалдаг.
Инерцит шинж чанарыг илэрхийлдэг хэмжигдэхүүнийг масс гэнэ. Массыг m- үсгээр тэмдэглэдэг.
Ньютоны хоѐрдугаар хууль
Биед хурдатгал олгодог үйлчлэлийг илэрхийлдэг физик хэмжигдэхүүнийг хүч гэнэ. F-үсгээр тэмдэглэнэ. Хүч нь вектор хэмжигдэхүүн юм. Хүчний чиглэл биед олгох хурдатгалынхаа чиглэлтэй ижил.
Биед үйлчлэх хүч нь биеийн массыг биед уг хүчний олгох хурдатгалаар үржүүлсэнтэй тэнцүү. Үүнийг Ньютоны хоѐрдугаар хууль гэнэ. Энэ хууль механикийн чухал хуулиудын нэг юм.
amF
2м/скгН
Биед нэгэн зэрэг үйлчлэгч хүчнүүдийг тэдгээртэй адилхан үйлчлэл үзүүлж чадах нэг хүчээр сольж болдог. Тэр хүчийг тэнцүү үйлчлэгч хүч гэнэ. Биеийн масс хурдатгал хоѐрын үржвэр биед үйлчлэгч хүчнүүдийн тэнцүү йлчлэгчтэй тэнцүү.
Зураг-17
Зураг-15
Ньютоны гуравдугаар хууль
Нэг бие нөгөөдөө үйлчилж байвал нөгөөх нь түүнд бас үйлчилнэ. Хоѐр бие нэг шулууны дагуу эсрэг зүгт чиглэсэн тэнцүү хэмжээтэй хүчээр нэг нэгэндээ үйлчилнэ. /Зураг -15/
21FF
Үүнийг Ньютоны гуравдугаар хууль гэнэ.
21212211ammaamam
гэж олно.
Ньютон туршлагын баримтуудыг нэгтгэн дүгнэж үүнийг тогтоожээ. Жишээ нь: нэг тэргэн дээр хүүхэд, нөгөө тэргэн дээр ачаа тавина.
Тэрэг бүрийг араас нь динамометрээр холбоод, хүүхэд ачааг татахад хоѐр тэрэг өөд өөдөөсөө хэсэг зуур хөдлөөд зогсоно. Хоѐр динамометрийн заалт ижилхэн байна. Энэ нь хүүхэд ачааг ямар хүчээр татна ачаа хүүхдийг мөн тийм хүчээр татдагийг харуулна. Харин ачаатай хоѐр тэргийг холбож F хүчээр татвал тэрэгнүүд 1 2 F F
 
  хүчээр таталцана. /Зураг -16/
Байгаль дахь хүчнүүд
Байгаль дахь хүчийг дөрөв ангилдаг.
1. Бүх Ертөнцийн Таталцлын хүч
2. Цахилгаан соронзон хүч
3. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн хүч
4. Сул харилцан үйлчлэлийн хүч
Эдгээр хүчнүүдээс БЕТХүч болон Цахилгаан соронзон хүчний ангилалд багтах хүчнүүдийг судална.
Уян харимхай хүч.
Гадны хүч үйлчилсний улмаас биеийн хэлбэр дүрс хэмжээ өөрчлөгдөхийг биеийн
деформац гэнэ./Зураг -17/
Деформацийг дотор нь 2 ангилдаг.
1. Налархай деформаци
2. Уян харимхай деформаци
Деформацлагдсныхаа дараа анхны хэлбэр дүрсээ бүрэн алдаж байвал налархай,
Зураг-13
Зураг-16
Зураг-14
Зураг-13
Зураг-18
Зураг-20
Зураг-19 1515151515115
анхны хэлбэр дүрсдээ эргэн орж байвал уян харимхай деформаци гэнэ. Анхны байдалд нь буцааж оруулахыг эрмэлздэг хүчийг уян харимхай хүч гэнэ. Уян харимхай хүчний хэмжээ чиглэл зөвхөн деформацаас хамаарна. /Зураг -18/
Уян харимхай хүчний хэмжээ нь түүний уртсалтын /деформацын/ хэмжээнд шууд пропорциональ хамааралтай. Үүнийг Гукийн хууль гэнэ.
xkF
x
деформацын хэмжээ
k
- Уян харимхайн коэффициент. Нэгж нь:
мНF
Үрэлтийн хүч. Хоѐр бие гадаргуугаараа шүргэлцсний дүнд үрэлт үүснэ. Үрэлтийг 3 ангилдаг.
1. Тайваны үрэлт
2. Гулсалтын үрэлт
3. Өнхрөх үрэлт
Үрэлтийн үед хөдөлгөөнийг саатуулах үйлчилгээтэй хөдөлгөөний эсрэг чиглэсэн үрэлтийн хүч үүсдэг. Энэ хүч нь даралтын хүчинд шууд пропорциональ байна.
NFүр

- үрэлтийн коэффицент, N-даралтын хүч.
Хоѐр бие хүрэлцсэн гадаргуудаа перпендикуляр чиглэлээр нэг нэгэндээ үйлчлэх хүчийг даралтын хүч гэнэ. Бие сууриа дарах хүч, суурийн татах хүчтэй тэнцүү байна. Тэгвэл даралтын хүч нь
gmN
томъѐогоор тодорхойлогдоно. Үүнийг үрэлтийн хүчний томъѐонд орлуулвал:
gmFүр
болно.
Бүх ертөнцийн таталцлын хууль.
Аливаа хоѐр бие массуудынхаа үржвэрт шууд, хоорондох зайн квадратад урвуу хамааралтай хүчээр нэг нэгийгээ татна. Үүнийг бүх ертөнцийн таталцлын хууль гэнэ. Энэ хуулийг эрдэмтэн И. Ньютон 1667 онд томъѐолжээ. /Зураг -19/
221RmmF

Ертөнц дахины таталцлын тогтмол
буюу гравитацын тогтмол гэнэ.
22/кгНм111067.6
Хүндийн хүч ба биеийн жин. Аливаа биеийг дэлхий татах хүчийг хүндийн хүч гэнэ.
mgFXX
Бие тавиур дээр буюу дүүжилсэн оосортоо үйлчлэх хүчийг биеийн жин гэнэ. Биед тавиур буюу утаснаас үйлчлэх хүчийг татах хүч гэнэ. Хэрэв бие тайван бол биеийн жин нь хүндийн хүчтэйгээ тэнцүү байна. /Зураг -20/
Зураг-21
Ньютоны хуулиудын хэрэглээ
Хурдатгалтай хөдөлж байгаа биеийн жин.
Дээш чиглэсэн
a
хурдатгалтай хөдөлж яваа биеийн жин түүний тайван байх үеийн биеийн жингээс их байна.
Хурдатгалтай хөдөлгөөний улмаас биеийн жин ихсэх үзэгдлийг хэт хүндрэл гэнэ.
тamg
Харин бие доош чиглэсэн a
хурдатгалтай хөдөлж яваа бол биеийн жин багасах үзэгдлийг жин хөнгөрөх гэнэ.
тamg
Бие доош чөлөөтэй унаж явах үед
ga
болж
0=Ρ
болно. Бие жингүй болох үзэгдлийг жингүйдэл гэнэ.
Дэлхийн хиймэл дагуул сансрын 1-р хурд
Хэвтээ чиглэлд шидэгдсэн чулуу тэр чигээрээ шулуун хөдөлдөггүй газрын татах хүч түүнийг муруй траектороор албадан явуулж газарт унадаг. Чулуу шидсэн газраас хэр хол очиж унах нь харин түүнд анх өгсөн хурдны хэмжээнээс хамаарна. Эхлээд чулуунд аль болох их хурд өгч чадвал чулуу улам хол зайд очиж унана.
Хэрвээ агаарын эсэргүүцэл байгаагүйсэн бол өндөр уулын оройгоос хэвтээ чигт чулууг хангалттай хурдан шидэж чадвал, гаригууд нарыг тойрдгийн адил, чулуу газарт уналгүй дэлхийг тойрон хөдлөх ѐстой юм гэсэн санааг анх И.Ньютон дэвшүүлсэн. Өндөрт байгаа биед хэвтээ чиглэсэн ямар хэмжээтэй хурд өгвөл дэлхийг тойрон орбитоор хөдөлж чадах вэ?
8км/cм/c108м6.419.8м/c362gR
Газрын гадаргуугийн дэргэдээс биед 8 км/с хурд хэвтээ чигт өгвөл бие газарт уналгүй, Дэлхийг тойрог орбитоор эргэх дагуул болж чадна. Энэ хурдыг сансрын 1-р хурд гэнэ.
Нэг секундэд найман километр гэдэг нь цагт 29 000 орчим км гэсэн үг. Ийм их хурд өгнө гэдэг нь амаргүй. 1962 онд ЗХУ-ын иргэн Ю.Гагарин “Восток” гэдэг дагуул хөлгөөр дэлхийг анх тойрон ниссээр хүн төрөлхтөн сансрын уудамд нэвтрэн орсон шинэ эрин үе эхэлсэн. 1981 онд БНМАУ-ын сансрын нисгэгч Ж.Гүррагчаа ЗХУ-ын сансрын нисгэгч В.Жанибеков нарын хамтарсан сансрын нислэг амжилттай болсон юм.
3-р бүлэг
Статик
Биеийн тэнцвэр. Тэнцвэрийн нөхцөл. Хүчний момент,
моментын дүрэм. Тэнцвэрийн хэлбэрүүд.
Энэ бүлэгт статистикийн ухагдахууныг судална. Механикийн гол үндэслэл ѐсоор бие хүний үйлчлэлээр хурдатгалтай болдог. Гэтэл хүч үйлчилсээр байтал уг
бие хөдлөхгүй, хурдатгалтай болохгүй байх тохиолдлууд бий. Тийм биетийг тэнцвэрийн байдалд байна гэдэг.
Биеийн тэнцвэртэй байх нөхцөлийг судалдаг механикийн хэсгийг статик гэнэ. Статикт давших ба эргэх хөдөлгөөнөөр хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэрт нөхцөлийг судална. Үл хөдлөх тэнхлэгийг тойрон эргэх биес олон дайралддаг. Ямарч хаалга, салхивч бүгд нугаснуудыг дайруулан татсан тэнхлэгийг тойрон эргэнэ.
Давшин хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэр. Биед үылчилж байгаа хүчнүүдийн тэнцүүдийн геометр нийлбэр тэгтэй тэнцүү бол Ньютоны II хууль ѐсоор уг биеийн хурдатгал тэг байна. Иймд давшин хөдөлж байгаа биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг бичвэл:
niinFFFF1210...
1.
32FF
хаалганд перпендикуляр чиглэлд үйлчилнэ.
F2> F3 нугасанд ойр орших хүч нь их. F2, F3-хоѐул хаалгыг эргэх хөдөлгөөнд оруулна. F1 хүч хаалгыг эргүүлэхгүй.
0 эргэх тэнхлэгтэй биеийн F1 хүч үйлчилж
байна. Эргэх тэнхлэгээс F хүчний үйлчлэх чиглэлийн дагуу шулуун дээр буулгасан

-ыг уул хүчний мөр гээд r гэж тэмдэглэнэ. түүний мөрөөр үржүүлсэн үржвэрийг хүчний момент гэнэ.
dFM
Хүчний моментын тухай ухагдахууныг ашиглан үл хөдлөх тэнхлэг бүхий биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг гаргаж болно.
Эргэх тэнхлэг бүхий биед 2 хүч
үйлчилж байг. F1=3H F2=2H
F1 - цагийн зүүний эсрэг эргүүлнэ.
F2 - цагийн зүүний дагуу эргүүлнэ.
F1 F2
1F
хүчний мөр
м2,0r 1
бол
0,6НrFM бол 0,3mr мөр хүчүүчF0,6НrFM бол 0,2mr мор хучний F2222211111
Зураг-25
Үүнээс үзэхэд 2 хүчний момент М1= -М2 байна.Биеийг цагийн зүүний дагуу эргүүлэх моментийг сөрөг момент цагийн зүүний эсрэг, эргүүлэх моментийг эерэг момент гэнэ. М1- М2=0 энэ нөхцөлд бие тэнцвэрт оршино. Хэрэв F-1-ийн момент M1, F2-M2, F3-M3, F4-M4 байг. Тэгвэл биеийн тэнцвэрийн нөхцөлийг дараах дүрсээр бичнэ.
0Mбуюу 0n1ii4321

MMMM
Хэрэв биед үйлчлэх бүх хүчний моментийн алгебр нийлбэр тэгтэй тэнцүү байвал эргэх тэнхлэг бүхий бие тэнцвэрийн байдалд оршино. Үүнийг моментийн дүрэм гэнэ.
Үл эргэх биеийн тэнцвэр Үл эргэх тэнхлэг бүхий биед үйлчилж буй бүх хүчний тэнцүү үйлчлэгч тэгтэй тэнцүү байхад уул бие тэнцвэртэй байна.
F1; F2-ыг үйлчлэлийн дагуу C цэгт шилжүүлэн F1/; F2/ гэж тэмдэглээд векторыг нэмдэг пралельграммын дүрмээр R тэнцүү үйлчлэгчийг байгуулж C цэгт түүнтэй тэнцүү эсрэг чиглэлтэй тэнцүүлэгч хүч F3-ыг зурлаа.
F1 - хүчний мөрийг d1 ,
F2 - хүчний мөрийг d2 гэж тэмдэглэв.
болно. 0MM вэлби дүрэммоментын Үүнээс22 0FM ;rFM ;33222111rFM
/
Хндийн төв, тэнцвэрийн дүрсүүд
Биеийн хэсэг бүрд үйлчлэх хүндийн хүчний үйлчлэлийг төлөөлж чадах тэнцүү үйлчлэгч хүчний үйлчлэх цэгийг хүндийн төв гэнэ.
Савааны хэсэг бүрд хүндийн хүчнүүд үйлчлэх бөгөөд тэдгээр
хүчйиг эгц доош чиглэсэн зэрэгцээ вектороор дүрслэв.
А О В
Эдгээрийг хос хосоор нь нэмэх замаар тэнцүү үйлчлэгчийг олж болно.
Олсон тэнцүү үйлчлэгч савааны геометр төвийг дайрна. Геометрийн зөв дүрсийн хүндийн төвийг олоход амархан. Ж нь: Квадратын хүндийн төв нь диогналын огтлолцолын О цэг байна.
Зөв биш дүрсийн хүндийн төвийг олохдоо туршлага хийнэ. Цагираг, дугуй зөв биш хэлбэртэй бие авч үзэе. Бие тус бүрийг А, В, Д цэгүүдээс ээлжлэн дүүжлээд, тэдгээр цэгүүдийг дайруулан эгц босоо шулуун татна.
Тэдгээр шулууны огтлолцолын С цэгт бие бүрийн хүндийн төв байрлана.
Зураг-25
Цагирагийн хүндийн төв гадна талдаа байна. Байшин барилга, гүүр, үйлдвэрийн яндан телевиз, радиогийн цамхаг зэргийг барьж босгоход тэдгээрийн тэнцвэрийг хангах явдал маш чухал. Биеийн тогтвортой тэнцвэрийг хэрхэн яаж хангах вэ? гэдэгт хариулъя.
Тулах цэг бүхий тэнцвэр.
Энэ гурван тохиолдолд хоѐр хүч үйлчилнэ. 1-рт тулгуурын зүгээс биед үйлчлэх
N
,2-рт эгц доош чиглэсэн
mg
Тулах тулгуурын тухайн хэсэгт
Nmg
байвал бөмбөг тэнцвэрт байна.
Хэрэв гүдгэрийн дээд цэгт, хүнхэрийн доод цэгт бөмбөг байрлаж байвал
Nmg ,
хүчнүүд нэг шулууны дагуу эсрэг зүг чиглэнэ. Иймд тэдгээрийн тэнцүү үйлчлэгч тэгтэй тэнцүү. Иймээс бөмбөг тэнцвэрийн байдалд байна. Бөмбөгийг зэргэлдээ орших ямар нэгэн цэгрүү шилжүүлэн хөдөлгөвөл хоѐр хүч хоорондоо өнцгөөр үйлчлэх болно. Тэдгээрйин тэнцүү үйлчлэгч тэг байхаа больж тэнцвэрээ алдана.
Гүдгэр гадаргуу дээр тэнцүү үйлчлэгч хүч анхны байрлалаас хазайлгаж байхад, хүнхэр гадаргуу дээр тэнцүү үйлчлэгч нь түүнийг анхны байдалд буцаан оруулна. Иймд эхний тохиолдолд тогтворгүй, хоѐр дахь тохиолдолд тогтвортой тэнцвэр гэнэ. Тэгш гадаргуун аль ч цэгт бөмбөг тэнцвэртэй байдалд байна. Үүнийг ялгалгүй тэнцвэр гэнэ. Цэгээр тулдаг тэнцвэрээс гадна, эргэх тэнхлэг бүхий биеийн, тулах талбайтай биеийн тэнцвэр гэж ангилан үздэг.
Товч дүгнэлт
Биеийг тэнцвэртэй байлгахын тулд дараах хоѐр нөхцөл зайлшгүй чухал.
1. Биед үйлчлэх хүчнүүдийн нийлбэр тэгтэй тэнцүү байх.
2. Биед үйлчлэх хүчнүүдийн нийлбэр бас тэнцүү байх ѐстой.
Импульс, импульс хадгалагдах хууль хүчний импульс
Тийрэлтэт хөдөлгөөн
Биеийн хөдөлгөөний эцсийн хурд зөвхөн хүчээр төдийгүй уул хүчний үйлчлэх хугацаагаар тодорхойлно. Иймд биеийн эхний хурд,эцсийн хурд, хүч үйлчлэх хугацаа 3-ыг холбосон Ньютоны хоѐрдугаар хуулийн шинэ хэлбэрийг олъѐ.
m масстай бие t1 хугацааны агшинд
1
хурдтай байсан байг. Биед
12ttt
хугацаанд F тогтмол хүч үйлчилсэн байг.
Энэ хүчний үйлчлэлээр бие шулуун замаар жигд хөдөлсөөр
2t
хугацаанд
2 
хурд олж авна.
2
-ыг тодорхойлоѐ.
1

2

Ньютоны II хуулиар
amF
. Энд
ta12
F
томъѐог орлуулъя.
1212mtF mtmF


. Энэ томъѐо Ньютоны II хуулийн шинэ хэлбэр юм.
tF
үржвэрийг хүчний импульс гэж нэрлэдэг.
Хүчний импульс нь хүчний чиглэл болон түүний үйлчлэх хугацаа 2 биеийн хөдөлгөөний төлөв байдлын өөрчлөлтөнд хэрхэн нөлөөлдгийг нэгэн зэрэг харгалзан үздэг өвөрмөц физик хэмжигдэхүүн юм.
Биеийн массыг түүний хурдаар үржүүлсэн үржвэрийг биеийн импульс гэнэ. Хүчний импульс ба биеийн импульс гэсэн 2 ухагдахуунууыг ашиглан Ньютоны II хуулийг дараах байдлаар илэрхийлж болно. Үүнд: Биеийн импульсийн өөрчлөлт нь үйлчилж байгаа бүх хүчний импульстэй тэнцүү.
12mtF m
эсвэл
12;PPtFmtF
Нэг зэрэг хөдөлгөөнийг бүхэлд нь авч үзэж буй хэд хэдэн биеийн нийлбэр цогцсыг систем гэж нэрлэдэг. Нар гарируудын хамт систем, атомын цөм электронуудын хамт систем, саван доторх хий тоо томшгүй молекулуудаас тогтох систем. Авч үзэж байгаа системд харьяалагдах биесийн хооронд үйлчлэх хүчийг дотоод хүч гэнэ.Тухайн системд үл харьяалагдах гаднын биеийн зүгээс үйлчлэх хүчийг гадаад хүч гэнэ. Хэрэв биед гаднын ямар нэгэн хүч үйлчлээгүй байвал, ийм системийг битүү эсвэл тусгаарлагдсан систем гэж нэрлэдэг.
Импульс хадгалагдах хууль. Хүчний импульс ба биеийн импульс гэсэн 2 ухагдахуунууыг ашиглан Ньютоны III хуулийн томъѐог олъѐ.
хурдтай нь m , хурдтай нь m2211
тусгаарлагдсан систем авъя. Хоѐр бие
t
хугацааны турш
21F F
хүчээр харилцан үйлчлэлцэж
21 
хурдтай болов. Энэ 1 2     хурд хоорондоо ямар холбоотой болохыг тодорхойльѐ. Ньютоны II хуулиар
1
2
11111-mmtF
1m
2m
22222mmtF
1F
2F
Ньютоны III хуулиар
tFtFF2121F тэгвэл
Иймд
1111mm
2222mm
байна. Үүнийг өөрчлөн бичвэл:
1111mm
2222mm
2211mm
2211mm
Тусгаарлагдсан системийн биеийн импульсийн нийлбэр нь тухай системийн хөдлөх хөдөлгөөний турш ямагт тогтмол байна.
constmm2211
Үүнийг импульс хадгалагдах хууль гэнэ.
Тийрэлтэт хөдөлгөөн, Тийрэлтэт хөдөлгөөн бол импульс хадгалагдах хуулийн хамгийн сонирхолтой илрэл мөн. Аливаа биеэс түүний ямар нэгэн хэсэг тодорхой хурдтайгаар тасран гарсны улмаас тэр бие хөдөлдөг.
Үүнийг тийрэлтэт хөдөлгөөн гэнэ. Жишээ нь их буугаар буудахад буу арагш тодорхой хурдтай хөдөлнө.
Тийрэлтэт хөдөлгөөний нэг жишээ бол пуужин юм. Пүүжин нь бүрхүүл шатахуун хоѐроос тогтсон систем юм. Пүүжин хөөрөх үед шатахуун шатаж их даралттай өндөр
0nP
температуртай хийд шилжинэ. Энэ хий нь их хурдтайгаар гадагш шидэгдэж гарахад бүрхүүл эсрэг зүгт урагш хөдөлнө. Пүүжин хөөрөхийн өмнө, тэрээр тайван байдаг.
Иймээс байна.
Пүүжин хөөрөх үед пүүжин хий 2 харилцан үйлчлэлд орно. Үүний дүнд хий тодорхой импульстэй болно.
Пүүжин хөөрсөний дараа байна. Ингэж пүүжин хөөрдөг. Пүүжин дээр эрдэм шинжилгээний багаж, холбооны хэрэгсэл байрлуулан судалгаа явуулж, үр дүнг дэлхийд дамжуулна. Сансрын нисэгчдийг суулгасан хөлгийг пүүжингээр хөөргөдөг. Импульс хадгалагдах хуулийг ашиглан пуужингийн хурдыг урьдчилан тооцож болно.
Пуужинг дэлхийн хиймэл дагуул, огторгуйн хөлгийг хөөргөхөд ашиглана. Огторгуйн нислэгт пүүжинг ашиглах боломжийг анх Оросын эрдэмтэн К.Э.Циолковский үндэслэсэн. Түүний үзэл санаа онолыг Зөвлөлтийн эрдэмтэн С.П.Королевын удирдлагын доор нарийвчлан боловсруулж амьдралд хэрэгжүүлэв. 1961.4.12 нд ЗХУ-ын иргэн Ю.А.Гагарин хиймэл дагуулаар анх удаа дэлхийнбөмбөрцгийг тойрон нислээ. Одоо үед олон орны 300 гаруй сансрын нисгэгчид сансрын уудамд ниссэн юм. 1981.3.23-нд Монголоос Ж.Гүррагчаа сансарт олон хоног нисч, эрдэм шинжилгээний чухал ажлуудыг гүйцэтгэжээ.
Механик ажил , чадал, энерги.
Энерги хадгалагдах хууль
Механик ажил
Ажил гүйцэтгэхийн тулд тодорхой хүчээр үйлчилж шилжилт хийх хэрэгтэй. Энэ шилжилт нь хүчний үйлчлэлийн дагуу явагдвал уг хүчний гүйцэтгэх ажил нь:
нэгж нь:
Ажил нь скаляр хэмжигдэхүүн. Механик ажил гүйцэтгэх хүчний үйлчлэлийн чиг шилжилтийн чигтэй

өнцөг үүсгэж байвал ажил нь:
Тогтмол хүчний гүйцэтгэсэн ажил нь уг хүч ба шилжилтийн модуль, тэдгээрийн хоорондох өнцгийн косинусын үржвэртэй тэнцүү.
Гариг ертөнцүүд, хиймэл дагуул зэрэг тойрог орбитоор хөдөлж байгаа биед бүх ертөнцийн таталцлын хүч нь радиусын дагуу хөдөлгөөний чиглэлд перпендикуляр байх тул энэ хүчний ажил тэгтэй тэнцүү байна.
Хүндийн хүчний ажил
Эхлээд босоо чиглэлийн дагуу бие доош хөдлөхөд хүндийн хүчний хийх ажил ямар байхыг тодорхойлъѐ. Хүч, шилжилттэй ижил чиглэлтэй байгаа учраас хүндийн хүчний гүйцэтгэх ажил нь эерэг байна.
хийnPPбшшбшшббшшббmmтт0mmυυυυυυSFAЖоуль 111ЖмНAcosSFA21hhmgA21hhhhmgA
хэрэв гэвэл
Бие босоо чиглэлийн дагуу бие дээш хөдөлсөн бол хүндийн хүч шилжилтийн эсрэг чиглэнэ. Иймд уг хүчний гүйцэтгэх ажил нь сөрөг байна.
Хүндийн хүчний ажил нь налуу хавтгайн уртаас хамаарахгүй зөвхөн өндрөөс хамаардаг.
Уян хараимхай хүчний ажил
Бие деформацад ороход уян харимхай хүч илэрдэг. Энэ хүч нь деформацын хэмжээнээс шууд хамаарах бөгөөд деформац үүсгэгч гаднын хүчний эсрэг чиглэнэ.
Уян хараимхай хүчний ажил:
уян хараимхай коэффицент (хат),
Үүнд
Үрэлтийн хүчний ажил
Дэлхий дээр биеийн ямарч хөдөлгөөний үед үрэлтийн хүч үйлчилнэ.Үрэлтийн хүч нь уян харимхай хүч, хүндийн хүч шиг биеийн байрлалаас хамаарахгүй. Зөвхөн биеүүдийн шүргэлцэх хэсгийн харьцангуй хурдаас хамаарна.
Үрэлтийн хүчний ажлаар механик энерги өөр дүрсийн энергит шилжинэ.Иймд битүү замаар хөдөлсөн биеийн хувьд үрэлтийн хүчний ажил тэгтэй тэнцэхгүй.

-үрэлтийн коэффицент
Чадал.
Машин механизмын нэгж хугацаанд гүйцэтгэх ажилын хэмжээ харилцан адилгүй. Адил хэмжээний ажлыг зарим нь бага хугацаанд гүйцэтгэж байхад нөгөө хэсэг нь илүү хугацаанд гүйцэтгэж байх жишээтэй. Машин механизмууд ажлыг хир зэрэг түргэн гүйцэтгэж байгааг чадал гэдэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлдог. Нэгж хугацаанд хийх ажлаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг чадал гэнэ. N-үсгээр тэмдэглэнэ.
tAN
нэгж нь
N
=1Ж/1с=Вт (Ватт)
Ватт нь бага хэмжээ учраас практикт дараах ихэсгэсэн нэгжүүдийг хэрэглэдэг.
1Гектоватт (ГВт) = 102 Вт
1Киловатт ( КВт) = 103 Вт
1Мегаватт (МВт) = 106 Вт
Чадлын томъѐоноос ажлыг олвол:
tNA
болно. Иймд ажлын нэгж нь 1Ж = 1Bт*с болох ѐстой.Тэгвэл дээрх нэгжүүд дараах байдалтай болно.
1 ГВт*цаг = 102 Вт*3600 с = 3,6*104 Ж
1 КВт*цаг = 103 Вт*3600 с = 3,6*106 Ж
1 МВт*цаг = 106 Вт*3600 с = 3,6*109 Ж
hmgAhmgA22xkASgmAxk
Эдгээр нэгжийг ихэвчлэн цахилгаан энергийг тооцооход хэрэглэнэ. Чадлыг хөдөлгөөний хурд ба хүчээр илэрхийлье.
FN tAN t;S ttFSFA
Потенциал энерги
Биеийн болон системийн гүйцэтгэж чадах хамгийн их ажилтай тэнцэх физик хэмжигдэхүүнийг энерги гэнэ.Механик энерги нь хоѐр хэлбэртэй.
1. Потенциал энерги
2. Кинетик энерги
Бие тодорхой өндрөөс унах, шахагдсан пүрш тэнийх зэрэг биеүүдийн харилцан үйлчлэлээр илрэх энергийг потенциал энерги гэнэ.
Потенциал энерги нь биеүүдийн харилцан үйлчлэлийн энерги юм. Бие дангаараа потенциал энергитэй байж чадахгүй. Заавал харилцан үйлчлэлцэж байх тохиолдолд потенциал энергитэй байна. Потенциал энерги нь нэг биеээс нөгөө биед үйлчлэх хүчээр тодорхройлогдоно. Энэ хүч биеүүдийн харилцан байршилаас хамаарна.
mghEn
Харимхай деформацлагдсан биеийн . потенциал энерги нь:
22xkEn
Кинетик энерги
Биеийн хурд
1
-ээс
2
хүртэл өөрчлөгдөхөд хийх ажилтай тэнцүү хэмжигдэхүүнийг кинетик энерги гэнэ. Өөрөөр хэлвэл механик хөдөлгөөн хийж байгаа бие бүхэн кинетик энергитэй байна.
22mEK
Энерги хадгалагдах хууль
Зөвхөн өөр хоорондоо хараилцан үйлчлэлцэж байгаа биеүүд битүү систем үүсгэдэг. Энэ биеүүдийн хувьд энерги хадгалагдах хууль биелэнэ.
Хараилцан үйлчлэгч бие нэгэн зэрэг . потенциал ба кинетик энергитэй байна. Потенциал ба кинетик энергийн өөрчлөлт нь хэмжээгээрээ тэнцүү эсрэг тэмдэгтэй байна.
Энэ нь кинетик энерги өсөхөд потенциал энерги буурна гэсэн үг. Ө/х нэг дүрсийн энерги нөгөө дүрсийн энергит шилжинэ.
Өндөрт байсан бие хүндийн хүчээр унахдаа потенциал энерги нь хорогдож кинетик энерги нь нэмэгдсээр газардах үеийн кинетик энерги нь өндөрт байх үеийн потенциал энергитэй тэнцэнэ.Бие унах завсрын цэгүүдэд бүх энерги нь потенциал ба кинетик энергийн нийлбэртэй тэнцэнэ.
KnEEE
- үүнийг энерги хадгалагдах хууль гэнэ.
4-р бүлэг
Молекул физик
Молекул кинетик онолын судлах зүйл
МКО-ын үндэс. Молекулын масс,
Бодисын хэмжээ ба моль масс, Авогадрын тогтмол
Молекул физик МКО-ын судлах зүйл Молекул физик нь, бодисын дотоод бүтэц, уул бодисыг бүрдүүлэн байгаа молекул, атом ионуудын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч, эдгээр жижиг хэсгийн хөдөлгөөний шинж чанараас
аливаа биеийн физик шинж чанар хэрхэн хамаарахыг судалдаг физикийн шинжлэх ухааны томоохон салбар юм.
Түүхий гол салбар нь хийн физик, шингэний физик, хатуу биеийн физик, нийлэг эдлэлийн физик юм. Молекул физик нь орчин үеийн материал судлалын шинжлэх ухааны үндэс болдог бөгөөд тодорхой шинж чанар бүхий шинэ материал болох төрөл бүрийн хайлш, хуванцар, резин, шил, бетон, хагас дамжуулагч материал, ноосон, хөвөн нийлэг эдлэлийг бүтээх арга замыг зааж өгдөг.
Молекул атомуудаас тогтох бөгөөд бодисын химийн шинжийг хадгалагч хамгийн жижиг бөөм. Молекулыг бөмбөрцөг хэлбэртэй гэж үздэг. Орчин үед электрон микроскоп, ион микроскоп зэрэг асар өсгөдөг багажаар атом молекулуудын дүрсийн буулгаж хэмжээг тодорхойлж байна.
Молекулын тоо: 1г масстай усан дусалд
2210•73=N,
молекул оршино. Усны нэг молекулын массыг олбол:
г10•3=10•73г1=m23220,
болно
Молекулын харьцангуй масс -
rM
. Масс маш бага учир, массын абсолют утгын оронд харьцангцй утга хэрэглэдэг. Тухайн бодисын молекулын масс mo-ийг нүүрстөрөгчийн атомын массын
тэй харьцуулсныг харьцангуй масс гэнэ.
C00rm121m=M
харьцангуй масс
Молекулын харьцангуй массыг олохдоо молекулд нэгдэж нийлсэн атомуудын харьцангуй массыг нэмж олдог.
Жишэээ нь: СО2 – нүүрсхүчлийн хийн Mr = 12+2
16=44
Н2О – усны Mr = 2
г.м.
Бодисын хэмжээ-
ν
. Асар олон тооны атом молекулаас тогтсон биеийг макро бие гэнэ. Атом молекулын абсолют тооны оронд харьцангуй тоог ашигладаг. Бие дэх атом молекулуудын харьцангуй тоог бодисын хэмжээ гэдэг.
Тухайн бодис дахь молекулуудын тоог 0.012 кг нүүрстөрөгч дэх атомуудын тоод харьцуулсан тоог бодисын хэмжээ гэнэ.
ANN=ν
Нэгж нь: [
ν
]=моль
0.012кг нүүрстөрөгч доторх атомын тоотой тэнцүү хэмжээний молекул агуулсан бодисын хэмжээг нэг моль гэнэ. Нэг моль бодис дахь атом буюу молекулын тоог (NA) Авогадрын тогтмол гэнэ. Уул тоо
23A10•026=N,
моль-1 байна.
Моль масс-М. Молекулын харьцангуй массын зэрэгцээгээр физик химийн шинжлэх ухаанд моль масс гэдэг ухагдахууныг өргөн ашигладаг. Нэг моль бодисын массыг моль масс гэнэ.
A0N•m=M
- моль масс
Аливаа бодисын нийт масс нь 1 молекулын массыг молекулын тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү.
N•m=m0
- нийт масс
Дээрх хэмжигдэхүүнүүдийн зарим хамаарлыг ольѐ.
0AA0mM=N⇒N•m=M
;
00mm=N⇒N•m=m
-ийг
ANN=ν
томъѐонд оруулвал:
Mm•mm=00ν
буюу
Mm=ν
гэж бодисын хэмжээг илэрхийлж болно.
ANN=ν
;
Mm=ν
томъѐонуудыг тэнцүүлж бүх молекулын тоог олвол:
AN•Mm=N
болно.
Үүнийг ашиглан
νν•M=m⇒•N•m=mA0
гэж болно. Бодисын моль массыг дараах томъѐогоор олно. M=Mr
-3 кг/моль
Броуны хөдөлгөөн. Нэвчих үзэгдэл. Өөр өөр биеийг нийлүүлэхэд эдгээр бие харилцан нэвчиж холилдохыг диффузи гэнэ. Хатуу бодисын жижиг хэсгүүдийг (бөөмийг) усан дотор хийж микроскопоор ажиглахад эмх замбараагүй хөдөлж байдаг. Үүнийг броуны хөдөлгөөн гэнэ. Броуны хөдөлгөөн бол шингэн доторх жижиг хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөн юм. Броуны хөдөлгөөн хэзээ ч зогсдоггүй. Броуны хөдөлгөөний хурд усанд живсэн жижиг хэсгийн хэмжээ, усны температураас хамаарна. Броуны хөдөлгөөний учрыг молекул кинетик онолоор тайлбарлана. Шингэний молекулууд шингэн доторх броуны бөөмийн, тал бүрээс тасралтгүй эмх замбараагүй мөргөнө. Броуны бөөмд шилжүүлэх имнульсийн хэмжээ түүний тал бүрд өөр өөр болж, броуны бөөм их даралттай хүчний дагуу үсчин хөдөлнө. Иймээс броуны бөөмийн эмх замбараагүй хөдөлгөөн бол шингэний молекулуудын эмх замбараагүй, зогсолтгүй хөдөлж байдгийг гэрчилнэ.
Молекулын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч
Бодисын агрегат төлөв
Молекулуудын хооронд таталцах түлхэлцэх хүчнүүдийн аль аль нь үйлчилдэг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн эдгээр хүчнүүдийг молекул хүч гэнэ. Молекулууд харилцан таталцдаггүй бол бүх бодис хийн төлөвт байх байсан. Таталцах хүчний үйлчлэлээр молекулууд барьцалдаж шингэн, хатуу биеийг үүсгэдэг. Хатуу биеийг сунгаж таслахад хүч үйлчилдэг, шингэний 2 дусал хоорондоо нийлдэг, шингэн хатуу биеийг норгодог зэрэг нь молекулуудын таталцах хүчний үр дүн юмаа. Молекулууд бие биедээ маш их ойртвол тэдгээрийн хооронд түлхэлцэх хүч үйлчилнэ. Хатуу шингэн бие бараг шахагддагггүй, хийн эзэлхүүнийг төгсгөлгүй багасган шахаж болдоггүй шалтгаан нь түлхэлцэх хүчний нөлөө юм.
Молекулуудын хоорондох таталцах түлхэлцэх хүчнүүдийг нэгтгэн молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүч гэнэ. Нэг молекулын электронуудын ба өөр молекулуудын атомуудын цөм эсрэг цэнэгтэй учраас таталцана.Гэтэл нэг молекулын ижил цэнэгтэй элекронууд түлхэлцэнэ. Цөмүүдийн хооронд ч түлхэлцэх хүч үйлчилнэ.
Бодис хий, шингэн, хатуу төлөвт оршино. Энэ төлөвийг агрегат төлөв гэнэ.
Хий дэх атом молекулуудын хоорондох зай молекулын диаметрээс олон дахин их байдаг. Молекулууд секундэд хэдэн зуун метр хурдтай хөдөлж байхдаа хоорондоо мөргөлдөж өөр өөр зүгт зайлдаг.Иймээс хийн хэмжээ хязгааргүй тэлэх боломжтой, өөрийн эзэлхүүн, хэлбэр дүрсгүй.
Шингэн дэх молекулууд бие биедээ бараг хүрэлцэж нягт байрлана. Иймд молекул бүхэн зэргэлдээ молекулуудынхаа хүрээлэлд оршино. Молекулууд тэнцвэрийн бхйранд хэлбэлзэж хөдөлнө. Гэвч шингэний молекул топорхой хугацааны дараа тэнцвэрийн байраа орхин нүүнэ. Тэнцвэрийн байранд байх хугацааг суурин амьдрах хугацаа гэнэ. Температурыг нэмэгдүүлэхэд суурин амьдрах хугацаа багасна. Шингэнийг шахахад молекулууд деформацлагдана. Үүнд шингэн бараг шахагддаггүйн учир оршино. Шингэн урсамтгай өөрөөр хэлбэл хэлбэр дүрсээ хадгалдаггүй учир нь шингэний молекулууд гаднын хүчний дагуу шилждэгт оршино.
Хатуу бие дэх атом молекулууд тэнцвэрийн байрныхаа орчим бүх чиглэлд хэлбэлзэж байдаг. Тэнцвэрийн байраа орхидоггүй учир нь эзэлхүүн хэлбэр дүрсээ хадгална. Хатуу биеийн атом ба ионуудын хэлбэлзэх хөдөлгөөний тэнцвэрийн байрын төвийг холбовол зөв хэлбэртэй огторгуйн тор үүснэ. Үүнийг кристалл тор гэнэ.
Дүгнэлт :
МКО - ѐсоор а. бүх бодис бөөмсөөс тогтоно
б.тэд тасралтгүй хөдөлгөөнд оршино
в.Молекулуудын хооронд таталцах түлхэлцэх хүч үйлчилнэ.
Молекулуудын масс асар бага боловч том биетийн дотор тэдгээрийн тоо цаглашгүй юм. Иймд молекулын массын авсолют утгын оронд харицангуй утга авдаг. m0-молекулын масс
C0rm121m=M
харьцангүй масс,
ANN=ν
ба
Mm
бодисын хэмжээ
-123моль 1002,6AN
- Авогадрын тоо
Нэг моль бодисын массыг M моль масс гэнэ
молькгNmMA/10MM ; 3r0
-Хийн молекулуудын хоорондын зай тэдгээрийн хэмжээтэй жишихэд олон дахин их. Шингэн хатуу биеийн молекулууд хоорондоо туйлын ойр оршдог.
-Хатуу биеийн доторх атом тодорхой дэс дараалалтай байрлаад, тэнцвэрт байрандаа хэлбэлзэнэ.
- Шингэний молекулууд эмх цэгцгүй байрлаж тэнцвэрийн байраа үргэлж өөрчилнө.
Идиал хий молекул кинетик онол
Хийн молекул кинетик онлын үндсэн тэгшитгэл
Молекул кинетик онолын зорилго нь биеийг бүрдүүлж байгаа атом молекулуудын хуулиуд дээр тулуурлан түүний шинж чанарыг тайлбарлахад оршино. Молекул физикт идеал хий гэсэн ухагдахуун авч судалдаг. Идеал хий дараах хэд хэдэн шинж чанартай.
1. Хий маш олон молекулаас тогтоно. Тэдгээрийн хэмжээ маш бага хоорондох зай нь нилээд их. Иймээс молекулуудыг материал цэг гэж үзэж болно.
2. Молекулууд тасралтгүй эмх журамгүй хөдөлнө.
3. Зөвхөн мөргөлдөх үед молекулуудын хоорондох харилцан үйлчлэл илэрнэ.
Молекулууд нь дээр дурьдсан шинж чанар бүхий тийм хийг идиал хий гэнэ. Идиал хий бол молекулууд хоорондын харилцан үйлчлэлийг тооцохгүйгээр авч үзэж байгаа бодит хийн загвар юм.
Хийн даралтыг түүний молекулуудын хөдөлгөөнийг тодорхойлогч хэмжигдэхүүнүүдээр тодорхойлоѐ.
2031mnP
үүнийг
N+++=2N22212υυυυ...
молекулын дундаж квадрат хурдаар солъѐ
20mn31=Pυ
Энэ тэгшитгэлийг МКО-ын үндсэн тэгшитгэл гэнэ. n -нэгж эзэлхүүнд байгаа молекулын тоо
VNn
,
0m
–молекулын масс,
2υ
- молекулын давших хөдөлгөөний дундаж квадрат хурд.
Эдгээр нь микро хэмжигдэхүүн, харин хийн даралт Р нь макро хэмжигдэхүүн юм. Хийн МКО-ын үндсэн тэгшитгэлийг өөр дүрсээр бичиж болно.
20mn31=Pυ
– тэгшитгэлийн баруун талыг 2-оор үржүүлж 2-т хуваая .
23220

mnP
; Энд
VN=n
;
2m=E20kυ
болохыг харгалзан бичвэл,
kEVNP32
болно. Үүнд хийн нягт
nm=0ρ
байдаг. Тэгвэл МКО-ын үндсэн тэгшитгэл
231=Pυρ
болж, үүнээс
ρυP3=2
болно.
Температур, дулаан тэнцвэр. Абсалют температур, Температур бол молекулын давших хөдөлгөөний кинетик энергийн хэмжүүр мөн
Биеийн халах ба хөрөх нь молекулын хөдөлгөөнтэй шууд холбоотой. Хүн биеийн халуун хүйтнийг баримжаагаар тогтоож чадна. Гэвч биеийн халуун хүйтнийг зөв үнэлэхийн тулд температур гэдэг ухагдахуун оруулж судалдаг. Бие аль хир халсныг заадаг хэмжигдхүүнийг температур гэнэ. Температурын үнэн зөв тодорхойлолтыг тогтоохын тулд дулааны тэнцвэр гэсэн ухаан оруулан судалдаг.
Жишээ нь:1. Биеийн температурыг термометрээр хэмжихэд биеийн температур, мөнгөн усны температур адилхан болно.
2. Аяганд халуун цай хийж халбага дүрвэл бүгдийнх нь температур ижил болно.
Гаднах орчин өөрчлөгдөөгүй байхад бие тодорхой хугацааны дараа, өөрөө аяндаа хүрээлэн байгаа биестэй дулааны тэнцвэрийн байдалд орно.Энэ үед аливаа системийн ямарч хэсэгт температур ижилхэн болдог.
Дулааны шилжилтийн замаар энергиэ солилцсоор байгаад нэг систем доторх биесийн температур адилхан болохыг дулааны тэнцвэрт орлоо гэж ярьдаг. Мөнгөн ус, спирт зэрэг шингэнийн эзэлхүүн температураас хамааран өөрчлөгддөг шинж чанарыг ашигладаг.
Термометрийн хуваарыг зохиохдоо, мөсний хайлах температурыг тооллын эх (00С) болгож, усны буцлах температурыг хоѐр дахь тогтмол цэг (1000С) гэж тэмдэглэнэ.
00-1000С хоорондох хуваарийг 100 тэнцүү хэсэгт хувааж 1/100-ийг 1 градус гэж тоолдог .Ийм аргаар тогтоосон температурыг хэмжих хуваарийг / Шведийн одон орон судлагч Цельсийн нэрээр/ Целсийн хуваарь гэж нэрлэдэг.
Идеал хийн молекулуудын давших хөдөлгөөний дундаж кинетик энергийг илэрхийлсэн хэмжигдхүүнийг температур гэнэ. Биеийн температур гэсэн ухагдахуунаас гадна физикт абсолют температур гэдэг ухагдхуун хэрэглэдэг.
Идеал хйин молекулуудын давших хөдөлгөөний дундаж кинетик энергитэй шууд пророрциональ хэмжигдхүүнийг абсолют температур гээд Т гэж тэмдэглэнэ.
T•k23=Eк
байна.
Пророрционалын коэффицент
2310•381=k;
ж/к Больцманы тогтмол гэнэ. Энэ тоо нь температурыг 10-аар нэмэгдүүлэхэд Ек-г яаж өөрчлөгдөхийг заадаг. Температур бол Ек-ийн хэмжүүр мөн. Ямарч төлөвт орших хийд хүчинтэй. Абсолют температурын хуваарийг Кельвиний градус / К / гэнэ. Ус хөлдөхийг 2730, ус буцлахыг 3730 гэж авдаг. Абсолют температур, Целсийн хуваарь хоѐрын хооронд дараах хамаарал байдаг.
00273+t=T
. Молекулуудын давших хөдөлгөөн зогсох тэр температурыг абсолют 0 температур гэнэ .Гэвч аливаа хөдөлгөөн зогсоно гэсэн үг биш, молекулууд хэлбэлзэх хөдөлгөөн хийсээр байдаг.
Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл
Хийн хуулиуд
Хийн МКО-ын үндсэн тэгшитгэлээс хийн төлөвийг илэрхийлдэг даралт-Р, эзэлхүүн-V, температур-T гуравын хоорондын холбоог илэрхийлсэн бүх хамаарлыг илэрхийлж болно. Даралт, эзэлхүүн- температурыг холбосон тэгшитгэлийг хийн төлөвийн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг гаргахын тулд
T•k23=EК
томъѐог
КEN32=PV
томъѐонд орлуулъя.
T•k23•N32=PV
T•k•N=PV⇒
- тэгшитгэлийг төлөвийн тэгшитгэл гэнэ. Энэ тэгшитгэлийг ялимгүй өөрчлөн бичвэл
T•k•n=P⇒T•kVN=P
- Энэ тэгшитгэл бодлого бодоход тохиромжтой. Учир нь даралт, температур хоѐроор молекулын тоог, температур молекулын тоо хоѐроор даралтыг тус тус тодорхойлж болдог. Шууд хэмжиж болохгүй нийт молекулын тоо ба нэгж эзэлхүүн дэх молекулын тооны оронд хэмжих гэж байгаа хийн массыг орлуулахад хялбархан. Өмнө үзсэн
ANMm=N
томъѐог
T•k•N=PV
томъѐонд орлуулвал
T•k•NMm=PVA
болно. Үүний
молькг Ж318=k•N=RA/,
-ийг хийн универсиаль тогтмол гэнж нэрлэнэ.
RTMmPV
Үүнийг идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл буюу Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл гэнэ. Тэгшитгэлийг өөрчлөн бичвэл
const=RMm=TPV
болно. Хийн даралт, эзэлхүүн, температурыг яаж ч өөрчилсөн
const=TPV
байна. Энэ тэгшитгэлийг янз бүрийн процесст хэрэглэхийг үзье.
Хий дотор ямарч процесс явагдсан түүний төлөвийг илэрхийлэхэд P,V,T гурав зэрэг өөрчлөгдөж болно. Зөвхөн хоѐр хэмжигдэхүүн өөрчлөгдөхөд гурав дахь хэмжигдэхүүн нь тогтмол байдаг, тийм процесс хамгийн хялбархан. Гурав дахь хэмжигдэхүүн тогтмол байхад нөгөө хоѐр хэмжигдэхүүний хоорондын тоон хамаарлыг хийн хуулиуд гэж нэрлэдэг.
Аль нэг хэмжигдэхүүн нь тогтмол байхад явагддаг процессыг изопроцесс гэнэ.
Изотерм процесс. Хэрэв
const=T
байвал
const=PV
байна. Энэ процессыг изотерм процесс гэнэ. Энэ хуулийг 18-р зууны Английн эрдэмтэн Р.Бойль, Францын физикч Э.Мариотт нээсэн учраас Бойль-Мариоттын хууль гэнэ.
Изобар процесс.
const=P
байхад хийн эзэлхүүн температураас шууд хамаарна.
const=RMm=TV
байна. Энэ процессыг изобар процесс гэнэ. Энэ хуулийг 1802 онд Францын физикч Гей-Люссак тогтоосон учир түүний хууль гэнэ.
Изохор процесс. Хэрэв
const=V
байхад
const=TP
байна. Энэ процессыг изохор процесс гэнэ. Энэ хуулийг 1787 онд Францын физикч Шарль тогтоосон учир түүний хууль гэнэ.
Изопроцессууд, хийн хуулиудыг хүснэгтэнд нэгтгэвэл:
¹
Хийн төлөвийн өөрчлөлт
Төлөвийн тэгшитгэлээс гарах мөрдлөг
Хийн хуулиуд
Процессын график
1
Изобар процесс
const==P=P=P21...
22112211TV=TV⇒TPV=TPV
2121TT=VV
- Хийн эзэлхүүн температурт шууд хамааралтай
Гей-Люссакийн хууль
/Франц 18-р зуунд/
V
0 T1 T
2
Изохор процесс
const==V=V=V21...
22112211TP=TP⇒TVP=TVP
2121TT=PP
-Хийн даралт температурт шууд хамааралтай
Шарлийн хууль
/Франц 1887 онд/
P
0 T1 T
3
Изотерм процесс
const==T=T=T21...
22112211VP=VP⇒TVP=TVP
1221VV=PP
-Хийн даралт түүний эзэлхүүнд урвуу хамааралтай
Бойль-Мариоттын хууль
/Англи-Франц 1802 онд/
P
0 V
Дулааны үзэгдэл
Нэг атомт хийн дотоод энерги
Дотоод энергийн өөрчлөлт
Аливаа макро бие механик энергийн зэрэгцээ зөвхөн өөрт нь хадгалагдсан дотоод энергитэй байдаг. Энэ энерги байгальд энерги хувирах ерөнхий баланст ордог. МКО-ын үүднээс үзвэл макро биеийн дотоод энерги нь молекулын
хөдөлгөөний кинетик энерги, харилцан үйлчлэлийн потенциал энергийн нийлбэртэй тэнцүү.
ПКE+E=U
Хоорондоо нэгдэж молекул үүсгэхгүй тус тусдаа байдаг молекулуудаас тогтсон хийг нэг атомт хий гэнэ. Аргон, гелий, неон зэрэг инертийн хийнүүд нь нэг атомт хийнүүд юм. Идеал хийн бүх дотоод энерги нь түүний молекулуудын дулааны хөдөлгөөний кинетик энергиэс тогтоно. k • T
2
3
E = К . Хийг N молекултай гэвэл
T•kN23=UA
болно.
AANMm=N•=Nν
байдгийг
харгалзвал
T•kNMm23=UA
болж,
kN=RA
гээд дахин бичвэл
T•RMm23=U
байна Үүнээс идеал хийн дотоод энерги нь температураас хамаарах нь харагдаж байна.
Дотоод энергийн өөрчлөлт. Системийн дотоод энерги өөрчлөгдөх 2 арга байдаг. 1. Механик ажил хийх
2. Дулаан шилжилт
Жишээ нь: Савтай усыг хүчтэй хутгаж, молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлж болно. Мөн хоѐр хэсэг мөсийг авч хооронд нь үрж халаах замаар дотоод энергийг ихэсгэж болно. Савтай усыг зуух болон плитк дээр тавиад дулаан шилжилтийн замаар түүний дотоод энергийг өөрчилж болно. Хоѐр хэсэг мөсийг нарны гэрлээр халааж дотоод энергийг нэмэгдүүлж болно.Гэтэл дотоод энерги өөрчлөх 2 аргын хооронд гүнзгий ялгаа байдаг. 1-рт бие ажил хийхэд түүний дотоод энерги өөрчлөгдөхийн хамт түүний
ПКEE;
өөрчлөгдөнө. Харин дулаан шилжилтэнд дотоод энерги шууд нэмэгдэнэ. Механик ажил хийгдэх замаар энергийн шилжилт явагдвал уул энергийг ажил гэж нэрлэдэг. Хэрэв дулаан шилжилтээр энерги шилжиж байвал энэ тохиолдолд нэг биеэс нөгөөд шилжсэн энергийн хэмжээг дулааны тоо хэмжээ гэж нэрлэдэг. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐр нь нэг биеэс нөгөөд шилжих энергийн хэмжээг заадаг. Иймд адилхан жоуль нэгжээр илэрхийлэгдэнэ. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐрыг энерги гэсэн ухагдахуунтай адилтгаж болохгүй. Энерги нь системийн төлөвийг илэрхийлдэг. Ажил, дулааны тоо хэмжээ хоѐр нь аливаа систем болон хүрээлэн байгаа орчны хооронд явагдах энергийн солилцоог харуулна.
Дулааны тоо хэмжээ. Дулаан шилжилтээр биеийн авсан буюу алдсан дулааны тоо хэмжээг дараах томъѐгоор тооцоолно.
()()120102TTCm=tt•Cm=Q=EΔ
С-бодисын хувийн дулаан багтаамж, m-биеийн масс,
0102tt=tΔ
- температурын өөрчлөлт. Биеийг бүхэлд нь 10 С-аар халаахад шаардагдах энергийн тоо хэмжээг бодисын дулаан багтаамж С гэж тэмдэглэнэ. Нэг төрлийн бодисын дулаан багтаамж нь
m•c=C
байна. С-нь биеийн төрлөөс хамаардаг. Ямарч бодис нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихэд тодорхой хэмжээний дулаан авна эсвэл алдана. Үүнийг дараах хүснэгт харуулна.
¹
Бодисын төлөв
Томъѐо
Дулаан
Хувийн дулаан
1
Шингэн уур болоход
Lm=Q
авна
L
- уур үүсэх хувийн дулаан
2
Уур конденсацлаж шингэн болоход
LmQ
өгнө.
Дулааны балансын тэгшитгэл. Хэрэв дулаан солилцоонд хэд хэдэн бие оролцож байвал, дулаанаа алдаж байгаа биеийн дотоод энерги хорогдож, дулааныг авч байгаа биеийн дотоод энерги нэмэгдэнэ. Энерги хадгалагдах ба хувирах хууль ѐсоор биесийн алдаж байгаа дулаан нь тэдгээрийн авч байгаа дулаантай тэнцэх ѐстой.
Савтай халуун усанд хийсэн
хэсэг төмөр, зэс, хөнгөнцагааны хувьд
дулааны балансын тэгшитгэлийг бичье.
Fe
Cu
Al
AlCuFeQ+Q+Q=Q
Өөрөөр хэлвэл:
0=Q+Q+QQAlCuFe
Үүнийг дулааны балансын тэгшитгэл гэнэ.
AlCuFeQQQ,,
бие тус бүрийн авсан дулаан.
Термодинамик ажил. Хий тэлэхдээ хийх ажил. Хий нь асар олон молекул (атом)-аас тогтсон термодинамик систем юм. Механик ажил нь
;cosαFS=A
()SF=∧α
байдаг. Термодинамик ажил дотоод энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү. Хий шахагдах ба тэлэхэд биеийн дотоод энерги, мөн температур өөрчлөгдөнө.
Хийг бүлүүрээр шахахад молекулууд хөдөлж буй бүлүүртэй мөргөлдөхөд кинетик энерги нь өөрчлөгдөнө. Бүлүүр молекултай мөргөлдөхдөө түүнд механик энергийнхээ хэсгийг шилжүүлнэ. Иймээс молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний кинетик энерги ихсэж хий хална.
Хий тэлэх үед молекулууд нь хөдөлж байгаа бүлүүртэй мөргөлдөх учир хурд нь буурч хий хөрнө. Хийн хийх ажлыг олъѐ.
F-бүлүүрээс хийд үйлчлэх хүч, F1 – хийнээс бүлүүрт үйлчлэх хүч
1F-=F
буюу
PS=F1
. байна. S-бүлүүрийн талбай, P-хийн даралт Хий тэлж F1-хүчний дагуу
12h-h=hΔ
шилжилт хийнэ. Тэгвэл
()()12121Sh-ShP=h-hSP=hΔF=A
болно. Үүнд
11Sh=V
- эхний эзэлхүүн,
22Sh=V
-эцсийн эзэлхүүн учраас
()VΔP=V-VP=A12
хий тэлэх үеийн ажил,
VΔP-=A′=A
хий тэлэх үеийн ажил. Ажлын геометр тайлбар.
P P
11VP
-анхны төлөв
a в
22VP
-эцсийн төлөв
P1 Sabcd=A P1 в
с d P2
с
0 V1 V2 V 0 V1 V2 V
1 ба 2 төлөвт температур тогтмол учир талбайг /ажлыг/ PV гэж олно.
3
Хайлахад
m=Qλ
Авна.
λ
- хайлахын хувийн дулаан
4
Талсжихад
mQ
өгнө.
5
Түлш шатахад
qm=Q
өгнө.
q
- түлш шаталтын хувийн дулаан
Дулааны үзэгдэл
Дулааны машин, түүний ажиллах зарчим.
Ашигт үйлийн коэффицент
Хий ажил гүйцэтгэхэд, эсвэл тодорхой хэмжээний дулаан өгөх замаар дотоод энергийг нэмэгдүүлж болдог. Мөн дотоод энергээр механик ажил гүйцэтгэж болдог. Дотоод энерги нь хамгийн хямд төрлийн энерги юм. Төрөл бүрийн түлш шатаж нарны энергийг ашиглах зэрэг арга замаар дотоод энергийг гарган авахад хялбар байдаг.
Манай орны үйлдвэрлэл, тээврийн олох салбарт төрөл бүрийн машин механизм ажиллууахад механик энерги чухал.
Иймээс дотоод энергийг механик механик энерги болгох хувиргах явдал практикт чухал юм.
Түлшний дотоод энергийг механик энерги болгон хувиргадаг төхөөрөмжийг дулааны машин (хөдөлгүүр) гэж нэрлэдэг.
Дулааны машин халаагч, ажлын бие, хөргөгч 3-аас тогтдог.
Амьд биет болгон хийг (уурыг) ашигладаг. Хэрэв хий, хөдлөх бүлүүр бүхий цлиндр саван дотор байвал, түүний тэлэлтэнд ороход, ажил хийгдэж, хийн дотоод энергийг зарим хэсэг бүлүүрийн механик энерги болон хувирдаг.
Хийн тэлэлт нь изотерм (T=const), эсвэл адиабатын (Q=O) алинаарч явагдаж болно. Изотермээр тэлэхэд T=const, байлгахын тулд уул хийд тодорхой хэмжээний дулаан өгч байх ѐстой. Тэр дулааны тоо хэмжээ нь термодинамикийн l-р хууль ѐсоор тэлэх явцад дотоод энергийн өөрчлөлт дээр бүлүүрийг гүйцэтгэсэн ажлыг нэмсэнтэй тэнцүү. Адиабат тэлэлтэнд, хөндлөн байгаа бүлүүрийн гүйцэтгэсэн ажил нь дотоод энергийг хорогдсон хэмжээтэй тэнцүү (өөрөөр хэлвэл хий хөрнө). Нэгэнт цлиндр сав хязгаарлагдмал хэмжээтэй бүлүүр нэг алхам хийхэд бас л хязгаарлагдмал хэмжээний дулааныг механик энерги болгоно. Цаашид хий ажил хийж байхын тулд, түүнийг анхны нь байдалд авчрах хэрэгтэй. Хийн төлөвийг дэс дараалалтайгаар өөрчлөх замаар түүнийг анхны нь төлөвт буцаан оруулж болдог. Үүнийг дугуй процесс буюу цикл гэж нэрлэдэг. Хийг шатахад, түүний дотоод энерги, өснө. Үүний дунд дулааны машин ажиллах явцад нэг бүтэн тойрох процесс явагдана.
Хоѐр изотерм (T=const) , хоѐр адиабат (Q=O) процессоос тогтсон дугуй процессыг Карногийн цикл гэнэ.
Тэлэлтийн үед ажлын бие ажил хийдэг, шатахад гадны хүч хийн шахам ажил гүйцэтгэнэ. Цикл бүрийн эцэст ажлын бие анхныхаа байдалд эргэж ордог . карногийн циклийн хувьд энерги хадгалах хувирах хуулийг хэрэглэж болно. Хүрээлэн байгаа энерги нь уул биеийн хүрээлж буй орчинд шилжүүлсэн энергитэй тэнцү.
Дотоод энергийг механик энерги болгон хувиргах дулааны машин үр ашигтай илэрхийлэх дарааллаар түүний АҮК гэдэг ухагдахууныг оруулан судалдаг. АҮК нь тухайн машины ашигтай зарцуулж байгаа ажлыг бүх ажилд харьцуулан хувиар илэрхийлсэнтэй тэнцүү. АҮК-ын хамгийн их утга нь ажлын бие болгон идеол хийн авсан Карногийн циклээр ажилладаг дулааны идеал машин байдаг.
Халаагч
Хөргөгч
АҮК
Ажил
А1
A2
%100121AAA
Дулаан
Q1
Q2
%100121QQQ
температур
T1
T2
%100121TTT
Термодинамикийн I хууль түүнийг янз
бүрийн процесет хэрэглэх
Термодинамикийн I хууль. Байгаль дах энерги хоосноос үүсэхгүй, алга болохгүй энергийн хэмжээ өөрчлөгдөхгүй, нэг дүрснээс өөр дүрсэд хувирч байдаг. Энерги хадгалагдах хууль байгалийн бүх үзэгдлийг жолоодож нэгтгэн холбож байдаг. Дулааны үзэгдлүүдэд хэрэглэсэн энерги хадгалагдах ба хувирах хуулийг термодинамикийн I хууль гэнэ.
Систем нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихэд дотоод энергийн өөрчлөлт гадаад хүчний ажил ба системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээний нийлбэртэй тэнцүү байна.
QAU
U
– дотоод энергийн өөрчлөлт
A
– гадны биеээс системд хийсэн ажил
Q
– гаднаас өгсөн дулаан
Термодинамикийн I хуулийг дараах байдалаар бас тодорхойлж болно.
Системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ нь системийн дотоод энергийг өөрчлөх ба уг систем гадны биеийн эерэг ажил хийхэд зарцуулагдана.
ГAUQ
ГA
– хий гадны биеийн эерэг хйисэн ажил.
Түлш юмуу ямар нэгэн материал зарцуулахгүйгээр хэмжээ хязгааргүй их ажил хийх төхөөрөмж хийж болохгүй. Өөрөөр хэлвэл мөнхийн хөдөлгүүр хийж болохгүй гэсэн дүгнэлт термодинамикийн нэгдүгээр хуулиас гардаг. Хэрэв
0Q
бол
ГAU
болж хөдөлгүүр U дуусмагц зогсоно.
Адиабат процесс: Хүрээлэн байгаа орчинтойгоо дулаан солилцдоггүй системд явагдах процессыг ариабат процесс гэнэ. Аливаа бодис дулааныг ямар нэг хэмжээгээр шилжүүлж байдаг. Иймд дулаан огт шилжүүлдэггүй бүрхүүлийг хйиж болохгүй. Гэвч нилээд олон тохиолдолд бодит процесс адиабат процессын шинж чанартай байдаг. Жишээ нь: Системд хүрээлэн байгаа орчинтой дулаан солилцож амжихааргүй хурдан явагдах процесс байж болно.
Дугуй дотор олгойг хийлэх, гар бөмбөгийг насос ашиглан хийлэхэд насос их халдаг нь шатагдсан агаар халдагаар тайлбарлагдана. Мөн хурдан шахахад агаар халдаг үзэгдлийг дараах багажаар хийхэд амархан. Эпир буюу спиртээр норгосон хөвөнг битүү шил саванд хийж, насосоор агаарыг огцом шахаж оруулахад шахагдсан агаар халж хөвөн асна. Мөн ийм шалтгааны улмаас дизель хөдөлгүүр доторх хольц асдаг.
Термодинамикийн I хуулийг янз бүрийн процесст хэрэглэх тухай авч үзье.
Изохор
constV
Изотерм
constT
Изобар
constP
Адиабат
constQ
constTP
constPV
constTV
constVP
TUAQV
0
> 0
0
> 0
> 0
0
< 0
0
< 0
< 0
> 0
> 0
> 0
0
0
< 0
< 0
< 0
0
0
> 0
> 0
> 0
> 0
> 0
< 0
< 0
< 0
< 0
< 0
> 0
0
> 0
< 0
< 0
< 0
0
< 0
> 0
> 0
ТД
UQ
ГAQ
Г Q  U  A
UAГ
P( V )
P
0 V1 V
Р
0 V1 V2 V
P
0 V1 V2 V
Р
0 V1 V2 V
Аль ч процесст хийг шахах ба тэлэх үеийн параментрүүдийн өөрчлөлтийг авч үзье.
Битүү систем дэх дулаан солилцоо. Янз бүрийн температуртай биеүүдээс тогтсон системийн доторх бүх биесийн дотоод энергийн өөрчлөлтүүдийн нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна.
0...21nUUU
+ Эбонит
Шил -
5-р бүлэг
Цахилгаан статик
Цахилгаан цэнэг, цэнэг хадгалагдах хууль. Кулоны хууль
Цахилгаан орон, хүчлэг, хүчний шугам
Оршил: Хувыг грекээр “электрон” гэдэг. Эндээс “цахилгаан” гэдэг үг гарсан байна. Зүлгэсний дараа өөр биетийг өөртөө татах болсон биеийг цахигаанжсан буюу цэнэглэгдсэн бие гэнэ.
Хув-олон мянган жилийн өмнө дэлхий дээр ургаж байсан шилмүүст модны давирхай, эбонит–хүхрийн хольц ихтэй каучук юм байна.
Биеийг цахигаанжуулах ба цэнэглэхэд 2 бие оролцоно. Үрсэн 2 бие хоѐул цэнэглэгдэж биеийг өөртөө татна. Мөн шүргэлтээр цахилгаанжуулж цэнэг шилжүүлж болно.
Эбонитийг ноос / арьсаар / зүлгэхэд сөргөөр, өөр савааг ноосоор зүлгэхэд сөргөөр тус тус цэнэглэгдэж түлхэлцэнэ. Эбонит саваанд торгоор зүлгэсэн шил савааг ойртуулахад эерэг цэнэгтэй болох учир татна. Иймээс 2 төрлийн цэнэг байдаг байна.
Цахилгаан цэгэгийг электрометр гэдэг багажаар илэрүүлдэг, Цэнэгийг нэг биеээс нөгөөд зөөж болно.
Хув болон эбонит савааг
цэнэглэж бортогонд хүргэхэд ижил цэнэгтэй болж таталцана. Харин торгоор зүлгэсэн шил савааг ойртуулахад таталцана. Үүнээс 2 төрлийн цэнэг байдаг гэж дүгнэнэ. Ингэж ижил цэнэг түлхэлцэж, эсрэг цэнэг таталцана.
Атомын бүтэц: Цөмийг тойрон электрон эргэлдэж байдаг.
Электрон-е-
Бодис молекул атом эгэл бөөмс Протон-Р+
.
Нейтрон саармаг
Ердийн нөхцөлд электрон, протоны тоо тэнцүү байна. Ийм атомыг саармаг атом гэнэ. Бие цахигаанжих ба цэнэглэгдэхэд электрон гол үүрэгтэй. Тухайн бие доторх протоны тоо электроны тооноос их эсвэл бага болохтой холбоотой. Хэрэв р+> е- бол эерэг цэнэгтэй, р+< е- бол сөрөг цэнэгтэй бие гэнэ. Электрон бүрхүүлийн гадна талынх цөмдөө татагдах хүчээр сул учир атомаасаа салж нэг буюу хэсэг электроноо алдсан атом эерэг цэнэгтэй, электрон авсан бие сөрөг цэнэгтэй болно.
Хатуу биеийн доторх электронуудын хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлээр цахилгаан болон цахилгаан соронзон үзэгдлийг судалдаг онолыг электрон онол гэнэ.
Электроны цэнэг хамгийн бага учир эгэл цэнэг гэнэ. Цэнэгтэй биесийн харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл гэнэ. Цэнэг бол эгэл бөөмсийн хоорондох цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг илэрхийлсэн физик хэмжигдэхүүн. q гэж тэмдэглэнэ.
Цэнэг хадгалагдах хууль: Нэг буюу хэд хэдэн бие нийлж систем болно. Систем доторх биес /бөөмс/-ийн хооронд цахилгаан цэнэгийн шилжилт явагдаж байвал уг системийг битүү тусгаарлагдсан систем гэнэ. Ийм тусгаарлагдсан системд ямарч процесс явагдсан цахилгаан цэнэгүүдийн нийлбэр тогтмол байна. Өөрөөр хэлвэл цэнэг шинээр бий болохгүй, устаж үгүй болохгүй.
i
Үүнийг цэнэг хадгалагдах хууль гэнэ.
Кулоны хууль: Үл хөдлөх цахилгаан цэнэгүүдийн шинж чанар харилцан үйлчлэлийг судалдаг бүлгийг цахилгаан статик гэнэ. Цахилгаан статикийн гол хууль нь цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хууль юм. Энэ хуулийг 1785 онд Францын эрдэмтэн физикч Шарль Кулон туршлагаар нээжээ. Кулон туршлагаа вакуумд /агааргүй/ орчинд хийжээ.
Вакуум доторх цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн цэнэгийн үржвэрт шууд хоорондох зайн квадратад урвуу хамааралтай.
Ньютоны III хууль ѐсоор
байх учраас
+ q1 F1 F2 -q2
Кулоны хууль гэнэ.
1 кулон нь хэмжээгээр 1А гүйдэл гүйж байхад 1с дотор дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбайгаар өнгөрөх цэнэг юм.
Электроны цэнэг
Кл масс нь
кг байдаг.
Нм2/Кл2;
- вакуумын цахигаан тогтмол гэнэ.
Иймд
болно.
Цэнэгүүдийн хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүчийг Кулоны хүч гэнэ. Ижил цэнэгүүд нэг шулууны дагуу эсрэг чиглэсэн хүчээр, эсрэг цэнэгүүд нэг шулууны дагуу эсрэг чиглэлтэй хүчээр харилцан үйлчилнэ. Цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн оршин байгаа орчноос хамаарна. Цахилгаан цэнэгийг дамжуулдаггүй нэгэн төрлийн бодисыг хөндийрүүлэгч буюу диэлектрик гэнэ. Диэлектрик нь хатуу шингэн байж болно.
– тухайн орчны диэлектрик нэвтрэх чанар гэнэ. Энэ нь бодисын цахилгаан шинж чанарыг илэрхийлнэ.
Кулоны хуулийг орчинд бичвэл
болно.
Зураг дээр нэгэн төрөлийн 3 цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүчний вектор нийлбэрийг харууллаа.
Зарим орчны диэлектрик нэвтрэх чанар -
1.Агаар
1
4.Хуурай цаас
2,5
7.Шил
7
2.Керосин
2
5.Цэвэр ус
81
8.Хув
2,8
3.Спирт
3
6.Парафин
2,1
9.Гялтгануур
6
Цахилгаан орон, Цахилгаан орны хүчлэг.
Цахилгаан орны хүчний шугам
Цэнэгтэй биесүүд тодорхой зайнаас харилцан үйлчлэлцэнэ. Энэ нь цахилгаан хүчний үйлчлэлийг дамжуулах орон байгаагийн гэрч. Цэнэгтэй биесийн харилцан үйлчлэлийг дамжуулдаг орныг цахилгаан орон гэнэ. Өөрөөр хэлвэл цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь цахилгаан орноор дамжин биелэнэ. Цахилгаан орон бодитой оршин байдаг. Цахилгаан орон амтлагдахгүй, үнэртэхгүй боловч түүнийг нарийн багажаар бодитой оршихыг нь нотолжээ.
Цахилгаан орны мөн чанар. 1. Цахилгаан орон хүнээс, хүний сэрэл сэтгэхүйгээс огтхонч хамаарахгүйгээр бодитой оршин байдаг утгаараа материаллаг юм.
2. Цахилгаан орон биднийг хүрээлэн байгаа ертөнцийн доторх өөр олон биетэй эндүүрэхээргүй тодорхой олон шинж чанартай.
+q
+ Q A F
q0
, r q
Цахилгаан орны үндсэн шинж чанар. Цахилгаан орон цэнэгүүдэд тодорхой хүчээр үйлчилнэ. Энэ нь түүний үндсэн шинж чанар юм. Цахилгаан орныг судлахдаа туршуул цэнэг авдаг. Үл хөдлөх цэнэгийн үүсгэх үл хөдлөх цахилгаан орныг цахилгаан статик орон гэнэ. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тархах хурд 3
км/с байна.
Цахилгаан орны хүчлэг. Цэнэгт үйлчлэх хүчний үйлчлэлээр цахилгаан орон байгаа эсэхийг илэрүүлдэг. Q цэнэгийн үүсгэх цахилгаан орны А цэгт q1, q2…qn өөр өөр хэмжээтэй цэнэгийг оруулан судлая.
Энэ хүчийг тодорхойлоход хүчлэг гэдэг хэмжигдэхүүнийг оруулдаг. Хүчлэг бол цахилгаан оронг хүчний талаас нь илэрхийлдэг хэмжигдэхүүн. Хүчлэг нь нэгж эерэг цэнэгт үйлчлэх хүчээр тодорхойлогдоно.
Кулоны хуулиар
болно. Үүнийг дээрх хүчлэгийн томѐонд орлуулья.
Цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны хүчлэг.
орчны диэлектрик нэвтрэх чанар,
-цахигаан тогтмол. Цахилгаан орны зүгээс цэнэгт хүч үйлчилнэ. Цэнэг бүр өөрийн цахилгаан оронтой. Нэг цэнэгийн цахилгаан орон нөгөөгийн цахилгаан орны тархалтанд саад болохгүй давхцаж тархана. Хэд хэдэн цэнэгт бөөмс огторгуйн тухайн цэгт E1, E2,… En хүчлэг бүхий цахилгаан орон үүсгэж байвал уул цэг дэх орны нийлбэр хүчлэг
томѐогоор тодорхойлогдоно. Үүнийг цахилгаан орны суперпозицын зарчим гэнэ.
A
E1 E2
+q1
-q2 +Q E3 +q +q
EA
En
Цахилгаан орныг хүчний шугмаар нь дүрсэлдэг. Үргэлжилсэн муруй шугам татаад түүний цэг бүрийг дайруулан шахагч татвал, тэдгээр шахагч нь орны тухайн цэг дэх хүчлэгийн вектортой давхцана. Тэдгээр шугамыг цахилгаан орны хүчний шугам гэнэ. Зураг-
Цахилгаан орны хүчний шугамыг байгуулахдаа дараах дүрмийг баримтална.
1. Хүчний шугамууд нь эерэг цэнэгтэй биеийн гадаргуугаас эхлэн сөрөг
цэнэгтэй биеийн гадаргуу дээр төгсдөг битүү биш муруй байна.
2. Муруй шугамын цэг бүхэнд татсан шүргэгч нь орны хүчлэгийн векторын чиглэл болдог.
Зураг зураг зураг
3. Хүчний шугамууд огтлолцохгүй.
Хоѐр хавтгайн хоорондох бүх цэгт хүчлэг нь адилхан байдаг оронг нэгэн төрлийн орон гэнэ.
Нэгэн төрлийн цахилгаан орны хүчний шугам дунд хэсэгтээ параллель, захруугаа параллель биш болж муруйдаг. Хүчний шугамууд нь параллель биш байвал нэгэн төрлийн орон борж чадахгүй.
Цахилгаан орон доторх дамжуулагч, жигд цэнэглэгдсэн
бөмбөрцөг ба хавтгайн цахилгаан орон
Ямарч хэлбэрийн бие цэнэглэгдэж цахилгаан орон үүсгэж болно. Ямарч тохилдолд цахилгаан оронг тооцож чаддаг болохын тулд бөмбөрцөг ба хавтгайн гадаргын цахилгаан оронг авч үзье.
r0 радиустай бөмбөрцгийн гадаргаар q цэнэг жигд тархсан байг Түүний цахилгаан орны хүчлэг E0-ийг олъѐ. Гадаргаар тархсан цэнэгийн хэмжээг уул гадаргын талбайд харьцуулсан харьцааг гадаргын цэнэгийн нягт гэнэ.
Зарим гадаргын талбайг бичвэл:
дугуй-
, тэгшөнцөгт-
, гурвалжин-
.
Бөмбөрцөгийн төвөөс
>
зайд орны хүчлэг
байна.
Харин
гадаргуу дээр бол
байна. Энэ хүчлэгийг дээрх цэнэгийн нягтаар тодорхойлоѐ.
,
болон
томъѐог дээрх томъѐонд орлуулъя.
Бөмбөрцөгийн цахилгаан орны хүчлэг
Энэ нь бөмбөрцөгийн радиус хязгааргүйд ч
хүчинтэй. Зэрэгцээ хоѐр гадаргаар хязгаарлагдсан хязгааргүй урт хавтгай авч үзье. Зураг- Уул хавтгай жигд цэнэглэгдсэн байг. Хавтгайн хоѐр гадарга дээрх цэнэгийн нягтыг адилхан гэж тооцоод
Хоѐр хавтгайг давхцах хүртэл шахая.
Энэ үед
болно.
Хэрэв цэнэглэгдсэн хавтгай
диэлектрик нэвтрэх чанар бүхий нэгэн төрлийн диэлектрик дотор байвал
дахин багасна.
Хадаасыг хөдөлгөөд 2 хавтгайг цэнэглэхэд цахилгаан орон дотор хадаас огцом хөдлөөд зогсоно. Үүний учрыг тайлбарлая.
Металл дотор сул электрон байдаг. Энэ электронууд дурын чиглэлдээ шилжин хөдөлнө.
Дамжуулагчийг цахилгаан орон дотор оруулахад сул электронууд асар богино хугацаанд тодорхой чиглэлд шилжин хөдөлнө. Энэ үед хавтгайн хоорондох гадаад цахилгаан орон, дамжуулагчийн дотоод цахилгаан оронтой харилцан үйлчилнэ. Энэ харилцан үйлчлэл тэнцүү болоход сул электронууд зогсоно. Энэ үед дамжуулагч доторх цахилгаан орны хүчлэг тэг болж, мөн гадаад цахилгаан орны хүчлэг тэг болно. Дамжуулагчийн дотор байсан адил хэмжээний нэмэх, хасах цахилгаан цэнэгүүд гадаад цахилгаан орны нөлөөгөөр салж тархах замаар уг дамжуулагч цэнэглэгдэнэ. Үүнийг нөлөөгөөр цэнэглэгдэх гэнэ. Цэнэгүүд шилжин хөдлөөгүй үед дамжуулагч дотор цахилгаан орон байхгүй.
Цэнэг шилжүүлэхэд цахилгаан орны хийх ажил.
Цахилгаан орны потенциал, потенциалын ялгавар
Потенциалын ялгавар хүчлэг хоѐрын холбоо
у
Цэнэг шилжүүлэхэд цахилгаан орны хийх ажил. Нэгэн төрлийн цахилгаан
орон аваад q цэнэгийг шилжүүлэхэд
1 2 хийх ажлыг олъѐ. q цэнэгийг
0 х1 х2 х цахилгаан орны 1-2 цэгт шилжүүлэхэд
цахилгаан орон цэнэгт
хүчээр үйлчилж цэнэг F хүчний дагуу
зайд шилжинэ.
Иймд цахилгаан орон
ажил хийнэ. Ажлын томъѐог дахин бичвэл
болно. Үүний
гэж тэмдэглэе. Тэгвэл
болно. En-нийг харилцан үлчлэлийн потенциал энерги гэнэ. Энэ нь цахилгаан орон доторх цэнэг, 2 хавтгайн цэнэгүүдтэй харилцан үйлчилсэний дүнд тухайн цэнэгийн олж авсан потенциал энергийн хэмжээ.
1
Ажил нь q-ийн явсан замын хэлбэрээс
хамаарахгүй эхний ба эцсийн байрлалаас
хамаарна.
Цахилгаан орны потенциалын ялгавар. q0- үл хөдлөх цэнэг байг, Орчинд нь нэгэн төрлийн биш цахилгаан орон үүснэ. q цэнэгийг тухайн орны 1-2 цэгт шилжүүлэхэд
байна. Тэгшитгэлийн 2 талыг q-д хуваая.
болно.
Үүний
- ялгавар нь нэгж эерэг цэнэгийг шилжүүлэхэд орны гүйцэтгэх ажил.
- ялгавар нь нэгж эерэг цэнэгийн потенциал энергийн өөрчлөлт
Энэ ялгаварыг 1 ба 2 цэгүүдийн хоорондох потенциалын ялгавар гээд
гэж тэмдэглэнэ.
Хэрэв нэг цэгээс нөгөө цэгт 1кл цэнэгийг шилжүүлэхэд цахилгаан орны 1жоуль ажил гүйцэтгэж байвал тэдгээр хоѐр цэгийн хоорондын потенциал ялгаварыг нэгж болгож авдаг.
Вольт
Цахилгаан соронзон орны потенциал.
- харьцаа нь цахилгаан статик оронг тоон талаас нь тодорхойлох нэг гол шинж чанар. Энэ шинж чанарыг потенциал гэдэг хэмжээгээр илэрхийлнэ.
гэх мэт.
Потенциал, потенциал ялгавар хоѐр нь цахилгаан орныг энергийн талаас нь илэрхийлдэг. Гэхдээ
-нь хэсэг бүрийн энергийг,
нь цэг нэг бүрийн энергийг тодорхойлдог
ялгаатай. Нэгэн төрлийн цахилгаан орны потенциалыг олъѐ.
гэсэн 2 томъѐог тэнцүүлвэл
нэгэн төрлийн цахилгаан орны потенцил гэнэ.
- цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны потенциал гэнэ.
Потенциалын ялгавар хүчлэг хоѐрын холбоо. Хүчлэг нь цахилгаан орныг хүчний талаас нь, потенциалын ялгавар нь энергийн талаас нь тодорхойлдог ялгаатай. Үүнийг тодорхойльѐ.
q 1
q цэнэгийг нэгэн төрлийн биш цахилгаан орны 1-ээс 2 цэгт
2
шилжүүлэхэд
зам явна.
E
гэсэн 2 томъѐог тэнцүүлвэл
буюу
болно.
учир
нь потенциал буурах зүгт чиглэлтэй байна.
В/м=Ж/Кл*1/м=1Н*м/Кл*м=1Н/м; Иймд
В/м буюу
1Н/м.
Конденсатор түүний цахилгаан багтаамж,
Конденсаторыг холбох аргууд,
Цэнэгтэй конденсаторын энерги.
Параллель 2 металл хавтгайг цэнэглэхэд тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүсдэг. Хоорондоо диэлектрикээр тусгаарлагдсан систем дамжуулагчийг конденсатор гэнэ. Диэлектрикээр тусгаарлагдсан аливаа хоѐр дамжуулагч конденсатор болно. Жишээ нь: Шонгийн хооронд татсан дамжуулагч утаснууд агаар диэлектриктэй конденсатор болно.
Хамгийн хялбар конденсатор агаараар тусгаарлагдсан хос металл хавтгай (ялтас) юм.Үүнийг хавтгай конденсатор гэнэ. Цэг шиг цэнэгийн цахилгаан орны потенциалын
томъѐоноос харахад дамжуулагчийн потенциал цэнэгт шууд пропорциональ. Тухайн дамжуулагчийн цэнэгийг потенциалд харцуулсан харцаа нь тогтмол хэмжигдэхүүн байдаг.
радиустай 2 бөмбөрцгийг адил цэнэгээр цэнэглэхэд радиус багатай нь их потенциалтай байна.
Цэнэглэгдсэн дамжуулагчийн потенциал нь түүний хэлбэр, хэмжээ, орчноос яаж хамаарахыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүгийг дамжуулагчийн цахилгаан багтаамж гэнэ.Конденсаторын цахилгаан цэнэг ба энергийг хуримтлуулан хадгалах чанарыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг конденсаторын цахилгаан багтаамж гээд С гэж тэмдэглэнэ.
ба
байна. + [C]=1Кл/В=1Ф (Фарад)
1 микрофарад (мкФ)=10-6Ф, 1пикофарад (пФ)=10-12Ф
Хавтгай ба бөмбөрцгийн цахилгаан багтаамж. Хавтгай, цлиндр ба бөмбөрцгөн конденсатор байж болно.
d q цэнэг 2 хавтгай дээр жигд тархсан гэвэл гадаргын цэнэгийн нягт
хавтгайн цахилгаан орны хүчлэг
байдаг.
томъѐонд
;
;
Өөр хоорондоо диэлектрикээр тусгаарлагдсан нэг төвтэй 2 дамжуулагч бөмбөрцгийн системийг бөмбөлөг конденсатор гэнэ.
,
гэвэл бөмбөлөг конденсаторын цахилгаан багтаамж нь
. Хэрэв
ганц бөмбөрцөг болох учраас цахилгаан багтаамжнь
байна.
Цэнэгтэй конденсаторын энергийг дараах томъѐонуудаар тодорхойлдог.
Конденсаторыг холбох аргууд:
Хэрэглэгдэх зүйл: Янз бүрийн багтаамжтай конденсаторууд, гүйдэл үүсгэгч, шугам хавтгай конденсатор, сурах бичиг, бодлогын хураамж тест, тараах материал, зурмал үзүүлэн
Шаардлагатай багтаамжийг бий болгохын тулд конденсаторыг хэд хэдээр нь систем болгон холбоод батерей гэж нэрлэнэ..
1. Эерэг цэнэгтэй ялтасуудыг хооронд нь, сөрөг цэнэгтэй ялтасуудыг хооронд
нь тус тус холбохыг зэрэгцээ холболт гэнэ. Энэ үед
байна.
буюу
Зэрэгцээ холбосон үед конденсатор бүрийн цэнэг өөр өөр байна.
2. Конденсаторын хавтгайнуудыг эерэг сөрөг, эерэг
сөрөг гэж холбосон байвал цуваа холболт гэнэ. Энэ үед
;
байна.
21111CCC
Конденсаторыг холимог холболтоор холбосон үед зангилааны дотор талаас эхэлж бодно.
6-р бүлэг
Тогтмол гүйдлийн хуулиуд
Цахилгаан гүйдэл, Гүйдэл үүсэх ба байх нөхцөл
Гүйдлийн хүч, Гүйдлийн үйлчлэл.
Цахилгаан цэнэгүүдийн цэгцтэй хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдэл гэнэ.
Дамжуулагчид гүйдэл үүсэх буюу байж байхын тулд дараах 2 нөхцөл зайлшгүй шаардлагатай.
1.Дамжуулагчид / өөрөөр хэлвэл өгөгдсөн орчинд/ шилжин хөдөлж чадах цахилгаан цэнэгүүд байх ѐстой. Жишээ нь: Металлд сөрөг электронууд, электролитэд эерэг сөрөг ионууд, хийд сөрөг электронууд, эерэг сөрөг ионууд гэх мэт.
2. Цахилгаан цэнэгүүдийг шилжүүлэхэд энерги зарцуулж байдаг цахилгаан орон өгөгдсөн орчинд байх ѐстой. Гүйдлийг
тасралтгүй удаан хугацаанд гүйлгэе гэвэл цахилгаан орны энергийг үргэлж нөхөж байх хэрэгтэй. Өөрөөр хэлвэл аль нэг хэлбэрийн энергийг цахилгаан орны энерги болгон тасралтгүй хувиргаж байх хэрэгсэл хэрэгтэй. Тийм хэрэгсэлийг гүйдэл үүсгэгч гэнэ.
Гүйдлийн хүч
Цахилгаан гүйдлийг гүйдлийн хүч гэдэг скаляр хэмжигдэхүүнээр тодорхойлдог. Нэгж хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор өнгөрөх цэнэгийн хэмжээг гүйдлийн хүч гэнэ
tqI
Нэгж нь
I
1Кл/1сек =1А (Ампер)
Хэмжээ ба чиглэл нь хугацаанаас хамаарч өөрчлөгдөхгүй гүйдлийг тогтмол гүйдэл гэнэ.
tq=I
1А=10
3
мА 1А=10
6
мкА
Гүйдлийн нягт.
Гүйдлийн хүчийг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбайд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гүйдлийн нягт гэнэ.
SΔIΔ=J
,
J↑↑IΔ
,
SΔ⊥J
Талбайд перпендикуляр байна.
Тогтмол гүйдлийн нягт нь нэг төрлийн дамжуулагчийн хөндлөн огтлолд адилхан байна. Иймд
SJI
гэж олж болно. Янз бүрийн огтлол бүхий дамжуулагчийн гүйдлийн нягт нь тэдгээрийн хөндлөн огтлолын талбайд урвуу пропорциональ байна.
1221SSII
Дамжууулагчийн эерэг цэнэгийн хөдөлгөөний чигийг гүйдлийн чиг болгон авдаг. Иймд металл доторх цэнэгийн хөдөлгөөний чиглэл нь гүйдлийн чигийн эсрэг байна. Дамжуулагч доторх цэнэгт хэсгүүд хурдтай хөдөлдөг. Иймд гүйдлийн хурд гэдэг ньдамжуулагч дотор тархах ц/орны хурд юм.
Гүйдлийн үйлчлэл
1.Гүйдэлтэй дамжуулагч халдаг.Жнь: индүү, плитка, чийдэн зэрэг цах/хэрэгслүүд халдаг.
2.Гүйдэлтэй дамжуулагчийн дэргэд соронзон зүү тавихад зүү эргэлдэн хөдөлдөг.Иймд гүйдэл соронзон үйлчилгээтэй.
3.Зэсийн байвангийн уусмал дундуур гүйдэл гүйлгэхэд катод дээр зэс ялгарна.Иймд гүйдэл химйин үйлчилгээтэй.
Янз бүрийн гэрэл гүйдлээр ажиллана.Үүнээс үзэхэд цах/гүйдэл гэрэл, дулаан, соронзон, химийн үйлчилгээтэй.
Металл доторх электронуудын журамлагдсан хөдөлгөөний хурдыг дараах томьѐогоор тодорхойлно.
SnqI0
eq0
гэвэл
sneI=υ
болно.
Эндээс гүйдлийн хүч
SneI
байна.
n
нэгж эзэлхүүн дэх электроны тоо
S- дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбай
e
электрон бүрийн зөөх цэнэгийн хэмжээ
Хэлхээний хэсгийн Омын хууль.
Хэлхээний хэсгийн гүйдлийн хүч нь үйлчлэх хүчдэлд шууд дамжуулагчийн эсэргүүцэлд урвуу хамааралтай.
RIU
Цахилгаан хэлхээ.
Гүйдэл үүсгэгчээс цахилгаан энергийг цахилгаан чийдэн, цахилгаан хөдөлгүүр, радио, телевизор зэрэг энерги хэрэглэгч төхөөрөмжүүдэд дамжуулагч утсаар холбон дамжуулна.
Энэ үед цахилгаан хэлхээ нь гүйдэл үүсгэгч, хэрэглэгч, дамжуулагч утас, хэлхээг залгах салгах түлхүүр, хэмжих багажаас тогтоно.
Цахилгаан чийдэн, Гүйдэл үүсгэгч
Гүйдэл хэмжих амперметрийг хэлхээнд цуваа холбоно
Ххүчдэл хэмжих вольтметрийг хэлхээнд зэрэгцээ холбоно,
Дамжуулагчийг холбох аргууд
1-рт энерги хэрэглэгчийг дамжуулагч утсаар хооронд нь холбох, 2-рт шаардлагатай эсэргүүцлийг гаргаж авах зорилгын үүднээс эсэргүүцлийг /дамжуулагчийг/ зэрэгцээ, цуваа, холимог холболтоор холбодог.
Хэд хэдэн дамжуулагчийг тэдгээрээр нэгэн адил гүйдэл гүйхээр холбосныг цуваахолболт гэнэ.
22RIU
21UUU
2121RRIIRIRU
niinRRRRR121
Дамжуулагчдын нэг үзүүрийг нэг зангилаанд нөгөө үзүүрийг нөгөө зангилаанд холбосныг зэрэгцээ холболт гэнэ. Хэлхээний гүйдэл дамжуулагч бүрээр салаалан гүйнэ.
11RUI
;
22RUI
21III
212111RRURURUI
;
niinRRRRR12111111
;
2121RRRRR
11RIU
Зэрэгцээ холбогдсон дамжуулагчид гүйдэл салаалахдаа салаа бүрийн R-д хамааралтай байна. Дамжуулагчийн R-ийн урвуу хэмжигдэхүүнийг цахилгаан дамжуулах чадвар гэнэ. Тэгвэл зэрэгцээ холбосон олон дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чадвар нь дамжуулагч тус бүрийн цахаилгаан дамжуулах чадварын нийлбэртэй тэнцүү байна.
Хэлхээний гүйдэл хүчдэлийг хэмжих
Дамжуулагчаар гүйж байгаа гүйдлийг хэмжихийн тулд амперметрийг уул дамжуулагчтай цуваа холбоно. Амперметр нь Ra эсэргүүцэлтэй байх тул уул хэлхээний R нэмэгдэнэ. Иймд гүйдлийн хүч нь хэлхээний хэсгийн Омын хууль ѐсоор багасна. Амперметр түүгээр хэмжих гүйдлийн хүчиндээ аль болох бага нөлөө үзүүлдэг байхын тулд түүний R-ийг багаар авдаг. Вольтметрийг хэлхээнд дамжуулагчтай зэрэгцээ холбодог. Вольтметр дээрх хүчдэл хэлхээний хэсгийн хүчдэлтэй адилхан. Хэрэв вольтметрийн эсэргүүцэл R
b
бол зэрэгцээ холболтын хуулиар
bbRRRRR
болно.
RR
байх ѐстой.
Иймээс хэлхээний хэсгийн хэмжиж байгаа хүчдэл хорогдоно. Вольтметр өөрөө хэмжиж байгаа хүчдэлдээ мэдэгдэхүйц өөрчлөлт оруулахгүй байхын тулд түүний эсэргүүцлийг хэлхээний хэсгийн эсэргүүцлээс их байлгах ѐстой.
Цахилгаан гүйдлийн ажил, чадал,
Битүү хэлхээний Омын хууль
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч.
Гүйдлийн ажил
Дамжуулагчаар гүйдэл гүйхэд цахилгаан орон ажил хийнэ.Энэ ажлыг гүйдлийн ажил гэнэ.
Хэсэг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор
t
хугацаанд
q
цэнэг өнгөрсөн гэвэл цахилгаан орон
UqA
ажил хийнэ.
;tqI

tIq
томьѐг ажлын томьѐд орлуулья.
tUIA
Хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн ажил нь гүйдлийн хүч, хүчдэл, ажил хийх хугацаа 3-ын үржвэртэй тэнцүү. Энэ ажлын томьѐонд хэлхээний хэсгийн Омын хуулийг ашиглан
I
-ийг
U
-ээр, U -ийг I -ээр тус тус илэрхийлвэл гүйдлийн ажил дараах томьѐогоор тодорхойлогдоно.
tIUtUI
tRUA2
- дамжуулагчийг зэрэгцээ холбоход хэрэглэнэ.
tUIA
- дамжуулагчийг цуваа холбоход хэрэглэнэ.
Гүйдэлтэй амжуулагчийн ялгаруулах дулааны хэмжээ нь гүйдлийн квадрат, эсэргүүцэл, хугацаа 3-ын нржвэртэй тэнцүү.
tRIQ2
Үүнийг Жоуль-Ленцийн хууль гэнэ.
Гүйдлийн чадал.
Цахилгаан хөдөлгүүр,чийдэн,цахилгаан багаж нэгж хугацаад тодорхой энерги хэрэглэхийг тооцон түүн дээр тэмдэглэсэн байдаг. Ийм учраас ажлын з эрэгцээ гүйдлийн чадлын тухай ойлголт чухал холбогдолтой,
Гүйдлийн чадал нь нэгж хугацаанд гүйцэтгэсэн ажилтай тэнцүү.
tAN
Дээрх ажлын томьѐонуудыг t-д хуваавал:
IU=N RI=N tU=N22;;
болно.
Чадлын томьѐонд байгаа R нь хэохээний гадаад эсэргүүцэл учир түүн дээрх чадал нь ашигтай чадал юм. Гүйдлийн ашигтай чадлыг нийт чадалд харьцуулж процентоор илэрхийлснийг хэлхээний /дамжуулагчийн/ ашигт үйлийн коэффицент /АҮК/ гэнэ.
%100nANN
;
%100)(22rRIRIN
%100)(rRRN
(R+r)-дээрх чадал нь нийт чадал болно.
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч.
Аливаа гүйдэл үүсгэгч цахилгаан хөдөлгөх хүч /ц.х.х/-ээр тодорхойлогддог. Гүйдэл үүсгэгчийн доторх цэнэгүүд дээр Кулоны хүчээс гадна цахилгаан биш гаралтай хүч үйлчилж байх ѐстой. Цэнэгт бөөмсийн цахилгаан орон дангаараа хэлхээгээр гүйх гүйдлийг тогтоон барьж байх чадваргүй. Цахилгаан цэнэгт бөөмс дээр үйлчлэх цахилгаан биш гаралтай аливаа хүчийг гаднын хүч гэнэ. Гаднын хүчний ажил хийх явцад гүйдэл үүсгэгчийн доторх цэнэгт бөөмс энергитэй болоод дараа нь уул энергиэ цхилгаан хэлхээний дамжуулагчдад өгнө. Үүсгэгчийн дотор цахилгаан цэнэгүүд нь гаднын хүчний үйлчлэлээр Кулоны хүчний эсрэг хөдөлдөг,харин хэлхээний үлдсэн бүх хэсэгт тэдгээр цэнэг цахилгаан орны үйлчлэлээр хөдөлгөөнд ордог. Гаднын хүчний үйлчлэлийг тодорхойлох физикийн гол хэмжигдэхүүн бол ц.х.х. юм.
Битүү хүрээний дагуу цэнэг шилжүүлэх гаднын хүчний ажлыг уул цэнэгийн хэмжээнд хуваасан харьцаагаар тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гүйдэл үүсгэчийн ц.х.х гэнэ.
qA=ε
[]ε
= В (Вольт)
Битүү хэлхээний Омын хууль
Ямарч цахилгаан хэлхээ гадаад дотоод хэсэгтэй байдаг.Хэлхээний хэрэглэгчтэй хэсгийг гадаад,гүйдэл үүсгэгчтэй хэсгийг дотоод хэсэг гэнэ. Үүнтэй уялдаж хэрэглэгчийн / дамжуулагчийн / эсэргүүцлийг гадаад, гүйдэл үүсгэгчийн
эсэргүүцлийг дотоод эсэргүүцэл гэнэ. R эсэргүүцэлтэй дамжуулагч, r дотоод эсэргүүцэлтэй,
ε
-ц.х.х-тэй битүү хэлхээ авч үзье.
Энд Жоуль –Ленц нарын энерги хувирах ба хадгалагдах хуулийг ашиглан битүү хэлхээн дэх гүйдлийн хүч
()r+RI,,ε
-ийн хооронд холбоо тогтооѐ. Дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор
t
хугацаанд

цэнэг өнгөрсөн гэвэл, энэ цэнэгийг шилжүүлэх гаднын хүчний ажил.
qA
байна. ;
t
q
I 

t•I=q
учир
tΔI=Aε
болно.Хэлхээний гадаад дотоод хэсэгт энэхүү ажил хийхэд дулаан ялгарах бөгөөд түүний хэмжээ нь Жоуль -Ленцийн хууль
ѐсоор
trItRIQ22
байна.Энерги хадгалагдах хууль ѐсоор
QA

()Ir+IR=⇒r+RtΔ•I=tΔRI22ε
болно.
g1U=Ir U=IR;
гадаад, дотоод хэсэг дээрх хүчдэлийн уналт. Иймд
21UU
болно.
rRI
томьѐог битүү хэлхээний Омын хууль гэнэ.
Хэрэв
rR
байвал гүйдэл хамгийн их утганд хүрнэ.
rRrR;0
rI
-гүйдлийг богино холболтын гүйдэл гэнэ. Энэ үед дамжуулагч утас шатна.Хэрэв
R>>r
байвал энэ хэлхээний хүчдэл ойролцоогоор ц.х.х-тэй тэнцүү.
RI==Uε
байна.
Хэд хэдэн гүйдэл үүсгэгчийг холбох
Кирхгофын дүрэм
Хэрэглээний шаардлагаар хэд хэдэн гүйдэл үүсгэгчийг зэрэгцээ буюу цуваа холбож ашигладаг. Үүнийг батарей гэнэ.
Цуваа холболт: Гүйдэл үүсгэгчдийг (+ -),(+ -) гэж холбовол цуваа холбосон батарей гэнэ.
Үүсгэгч бүрийн ц.х.х-

, дотоод эсэргүүцэл нь -
r
бол Омын хуулийг
nr+Rn=Iε
гэж бичнэ.R маш их R<<
nr
байвал
nr
-ийг орхиж болно. Тэгвэл
Rn=Iε
;
Иймд цуваа холболтыг хэрэглэхэд
I
-ийг нэмэгдүүлэх ашигтай. Хэрэв гүйдэл үүсгэгч бүр өөр өөр ц.х.х,дотоод эсэргүүцэлтэй бол
ΣΣn1=iin21n1=iin2r=r++r+r=r=+++=......εεεεε
байх ба Омын хуулийг
ΣΣn1=iin1=iir+R=Iε
гэж бичиж болно.
Зэрэгцээ холболт:Ижил ц.х.х, ижил дотоод эсэргүүцэлтэй
n
ширхэг гүйдэл үүсгэгч авч (+ +),(- -) гэж холбовол зэрэгцээ холболт болно. Энэ үед батарейн
ц.х.х-
ε
,дотоод эсэргүүцэл нь
nr
байна.Иймд Омын хуулийг
nr+R=Iε
гэж бичиж болно. Хэрэв R<<r буюу
0≈R
байвал
rn=Iε
болно. Өөрөөр хэлвэл маш бага R-тэй гадаад хэлхээнд зэрэгцээ холбоотой батарей холбовол гүйдлийн хүч их болно.
Кирхгофын дүрэм
Цахилгаан хэлхээг 2 ангилдаг. 1.жирийн салаалаагүй хэлхээ эсвэл битүү цахилгаан хүрээ
2. салаалсан хэлхээ
Хэд хэдэн элемент хоорондоо зэрэгцээ залгагдсан цэгүүдийг салаалсан цэгүүд буюу зангилаа гэж нэрлэнэ. Хоѐр зангилааны хоорондох хэлхээний хэсгийг салаа гэж ярьдаг. Зангилаанд ирж байгаа гүйдэл хэлхээний бүх салаагаар гүйдэг. Салаа тус бүрээр гүйх гүйдэл өөр өөр байна. Салаалсан хэлхээ нь хэд хэдэн жирийн битүү хүрээнээс тогтоно. Цахилгаан хэлхээний тооцоог Кирхгофын 2 дүрмээр хийдэг.
Кирхгофын 1-р дүрэм. Хэлхээний зангилаанд ирж байгаа гүйдлийн хүчнүүдийн нийлбэр нь тухайн зангилаанаас гарч байгаа гүйдлийн хүчнүүдийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
4321IIII
үүнийг
04321IIII
гэж бичиж болно.
Өөрөөр хэлвэл зангилаанд ирж байгаа гүйдлийн хүчнүүд зангилаанаас гарч байгаа гүйдлийн хүчний алгебр нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна.
Σn1=ii0=I
үүнийг Кирхгофын 1-р дүрэм гэнэ.
Кирхгофын 2-р дүрэм. Битүү хүрээн доторх бүх гүйдэл үүсгэгчийн ц.х.х –ний алгебр нийлбэр нь хүрээний бүх элемент дээрх хүчдэлийн уналтын алгебр нийлбэртэй тэнцүү.
321321IRIRIR
Гүйдлийн хүчний чигийг дураар сонгоно.
I
бол (+) тэмдэгтэй авна.
I
бол (-) тэмдэгтэй авна
Ерөнхий тохиолдолд дурын ц.х.х,
эсэргүүцэл байхад
niiniiIR11
үүнийг Кирхгофын 2-р
дүрэм гэнэ.
Тогтмол гүйдэл сэдвийн хэмжигдэхүүн ба томъѐонууд
¹
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг-
лэгээ
Нэгж
Тэмдэглэгээ
1
Гүйдлийн хүч
I
Ампер
А
2
Хүчдэл
U
Вольт
В
3
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
R
Ом
Ом
4
Дамжуулагчийн х.о.т
S
Метр квадрат
м2
5
Дамжуулагчийн хувийн эсэргүүцэл
ρ
Ом*метр
Эсвэл Ом*мм/метр
Ом*м
Эсвэл Ом*мм/м
6
Дотоод эсэргүүцэл
r
Ом
Ом
7
Дулааны тоо хэмжээ
Q
Жоуль
Ж
8
Гүйдэл үүсгэгчийн Ц.х.х
ε
Вольт
В
9
Гүйдлийн ажил
A
Жоуль
Ж
10
Гүйдлийн чадал
N
Ватт
Вт
11
Ашигт үйлийн коэффицент
η
Хувь
%
Томъѐонууд
1
Гүйдлийн хүч
tq=I
2
Хүчдэл
R•I=U
3
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
S•=Rρ
4
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ цуваа холбох
niRRRRR1i n 2 1 ...
5
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ зэрэгцээ холбох
n1ii n 2 1 R1 1...111RRRR
6
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч
qA
7
Хэлхээний хэсгийн Омын хууль
RU=U
8
Бүрэн хэлхээний хэсгийн Омын хууль
rRI
9
Гүйдлийн ажил
tUIA
10
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ цуваа холбосон үед
tRU=A2
11
Дамжуулагчийг /эсэргүүцлийг/ зэрэгцээ холбосон үед
t•R•I=A2
12
Жоуль-Ленцийн хууль
tRIQ2
13
Гүйдлийн чадал
RtAN2 UN ; 
IUN ; 2 RIN
14
Хэлхээний ашигт үйлийн коэффицент
100% N HA N
;
100% rRR
15
Крихгофын 1-р дүрэм
niiI10
16
Крихгофын 2-р дүрэм  
 

n
i
i
n
i
i IR
1 1

Төрөл бүрийн өрчин дахь цахилгаан гүйдэл
Металл доторх цахилгаан гүйдэл, металлын эсэргүүцэл температураас хамаарах, Цахилгаан хэт дамжуулал
Энэ бүлэгт, металл, шингэн, хий, вакуум, хагас дамжуулагчийг дундуур цахилгаан гүйдэл гүйлгэхэд тэдгээр орчин дотор явагдах физик процессуудтай танилцана.
Электрон онолын үндэс
Металл дундуур гүйдэл гүйлгэхэд металлын атомууд нэг хэсгээс нөгөө хэсэг рүү шилжин хөдлөхгүй. Иймд металл дотор цахилгаан цэнэгийг зөөгч нь сул электронууд байх ѐстой гэдгийг 1912 онд ЗХУ-ын эрдэмтэн Л.И. Мандельштом, Н.Д. Папалекс нар 1916 онд Голмен Стюарт нар туршлагаар баталжээ.
Зэс утсаар ороосон ороомгийн хоѐр үзүүрийг хоорондоо хөндийрүүлэгдсэн хоѐр металл дугуйд гагнаж сойзоор дамнуулан зэстэй холбоно. Ороомгийг маш хурдан эргүүлж байгаад зогсооход сул электронууд хэсэг хугацаанд инерцээрээ хөдөлнө. Иймээс ороомог дотор цахилгаан гүйдэл үүснэ. Удалгүй гүйдэл зогсоно. Электонууд инерцээрээ хөдөлсний дүнд хоромхон зуурын гүйдэл үүснэ.
кгКл11_108,1eme
байсан нь бусад аргаар тодорхойлсон уг харьцааны тоон холбогдол ижил байв. Ингэж маталл дотор сул электрон байдаг нь нотлогдсон.
Цахилгаан орны үйлчлэлээр сул электронуудын нэг зүгт чиглэсэн хөдөлгөөнийг металл доторх цах/гүйдэл гэнэ.
Энэ электроны хөдөлгөөний хурдыг тодорхойлж болно.
1.Тасалгааны температурт сул электронууд дулааны хөдөлгөөнд оршино.
2.Цах/орны үйлчлэлээр электронууд шилжин хөдлөх замдаа оронт торын ионуудтай тасралтгүй мөргөлдөнө. Энэ хурдаар гүйдэл тодор хойлогдоно. Хурд их байх тутам электроны тоо их байна. Хурдыг тодорхойлогдохын тулд

J –ыг олъѐ. L урттай S гэсаэн хөндлөн огтлолын талбайтай дамжуулагчаар t хугацаанд электрон цэнэг бүхий электронууд урсан өнгөрнө.
L =

t зам явна.
V = S l =S

t эзлэхүүнд электрон оршино.
n нэгж эзлэхүүн дэх электроны тоо учир n* V =S*

* t*n
бүх электроны тоо болно. Электроны зөөх бүх цэнэг :
q = n*e* V  J=
tq
учир J =
ttneS
 J = S*

*n*e Тэгвэл
SneJ
болно.
Ихэнх металлын хувьд 1 м3 эзлэхүүнд орших сул электроны тоо 1028- 1029 зэсийн хувьд 9*1028 м 3 болно.
Металлын эсэргүүцэл температураас хамаарах
Температур нэмэгдэхэд металлын эсэргүүцэл нэмэгдэнэ. Үүнийг туршлагаар шалгаж болно.
Усыг дөлөөр халаахад чийдэнгийн гэрэлтэлт бүдгэрнэ. Температур нэмэгдэхэд эсэргүүцэл нэмэгдэх нь харагдана. Хэрэв 00с-R0 t0с-Rt бол
00RRRT
харьцангуй өөрчлөлт нь t0- өөрчлөлтөнд шууд пропорциональ.
=
2731
К-10.004К-1
000tRRRt
-г R-ийн t0-ын коэффицент гэнэ.
Rt=R0 ( 1+
t
0)  t=(1+

t0) байна.
Халаахад дамжуулагчийн хэлбэр ялимгүй өөрчлөгдөнө. Хайлшын

цэвэр металлынхаас нилээд бага. Жнь: Cu,Ni-ийн хайлшийг константин гэнэ. Константины
-16K 10•2=α
=10-6 Ом*м
Хэт дамжуулал. Олон тооны металлыг маш бага температур хүртэл хөргөхөд тэдгээрийн эсэргүүцэл огцом хорогддог үзэгдлийг дамжуулагчийy цахилгаан хэт дамжуулал гэнэ. Хэт дамжуулал эхлэх температур өөр өөр байна. Жишээ нь: Рв=4,3К Zn=0,9К
Олон тооны металл 18К-аас бага температурт цахилгаан хэт дамжуулах шинж чанартай болдог. Цахилгаан гүйдлийг хэт сайн дамжуулдаг материалыг алс зайд цахилгаан энерги дамжуулахад ашигладаг. Орчин үеийн тооны машинд хэт дамжуулал бүхий төхөөрөмжийг ашигладаг.
Шингэн дэх цахилгаан гүйдэл, Фарадейн хууль
Электролит. Цэвэр нэрмэл ус болон хоѐр металл хавтгай холбоѐ. Хэлхээг
цахилгаан шугамд холбоход чийдэн асахгүй. Учир нь нэрмэл ус цахилгаан гүйдлийг үл дамжуулна. Хэрэв нэрмэл усны оронд хатуу төлөвт байгаа хоолны нунтаг давс аваад, түүнд хоѐр хавтгайгаа хийж, туршлагыг давтан үйлдвэл чийдэн асахгүй. Давс гүйдлийг дамжуулдаггүй. Харин нэрмэл усанд хоолны давсны хэдэн ширхэгийг хаяж уусгаад уусмал дотор хоѐр хавтгайгаа оруулбал чийдэн тод асна.
Цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг бодисын уусмалыг электролит гэдэг. Элетролит дотор гүйдэл үүсгэгчийн эсрэг туйлтай холбоход зориулагдсан электродыг анод, түүний сөрөг туйлтай холбоход зориулагдсан электродыг катод гэж нэрлэдэг.
Давс хүчил шүлтийн уусмал цахилгаан гүйдэл дамжуулдагийн гол учир нь металл дотор цахилгаан цэнэг зөөгч нь сул электронууд байдаг. Электролитийн уусмал жишээ нь хоолны давсны уусмал дотор цэнэгтэй ямар жижиг хэсгүүд байдаг вэ? гэвэл уусмал дотор усны молекулууд байдаг гэвч тэд цэнэгггүй. Хоолны давсны оронт торын зангилаанууд дээр орших натри болон хлорын ионууд чөлөөтэй шилжин хөдөлж чаддаггүй. Иймээс давс хатуу төлөвт цахилгаан гүйдлийг үл дамжуулна. Усан дотор ямар нэг бодис жишээ нь хоолны давс хийхэд уул бодис уусдаг. Ингэж уусах явцад тэрхүү бодисын жижиг хэсгүүд нь цэнэгтэй атом, молекулууд болон задардаг. Тэдгээр атом молекулыг ион гэж нэрлэдэг.
Шингэн дотор бодис уусахад эерэг сөрөг ионууд үүсдэг үзэгдлийг электролитийн диссоциац гэдэг.
Электролитийн уусмал дотор цахилгаан цэнэг зөөгч нь эерэг сөрөг цэнэгтэй ионууд болдог. Сөрөг ионууд анод руу, эерэг ионууд катод руу шилжин хөдөлнө. Цахилгаан орны үйлчиллээр эерэг, сөрөг ионуудын чиглэлт хөдөлгөөнийг электролит доторх цахилгаан гүйдэл гэнэ. Электролитийн дотор ионууд цахилгаан цэнэгийг зөөдөг учраас түүнийг ионт дамжуулал гэдэг. Электролитийн диссоциацын үзэгдэл гагцхүү усан дотор явагдахаас биш бусад шингэн жишээ нь керосин дотор явагдахгүй.
Электролит дундуур ионуудын тусламжтайгаар цэнэг шилжихэд электродууд дээр бодис ялгардаг. Цахилгаан гүйдлээр электрод дээр бодис ялгардаг үзэгдлийг электролиз гэдэг.
Фарадейн хууль
Цахилгаан гүйдэл гүйлгэхэд элекрод дээр ялгарах бодисын масс нь электролитээр өнгөрөх цэнэгийн хэмжээнд пропорциональ байна.
m = k *q - үүнийг Фарадейн 1-р хууль гэнэ.
Пропорционалийн коэффицент R-г бодисын цахилгаан химийн эквивалент гэнэ. R Х химийн эквивалентат пропорциональ байна.
R= c
nA
C=
F1
А- атом жин , n- валент k =
nAF1
Фарадейн 2-р хууль
F= 96.5*103 кл/моль Үүнийг Фарадейн тогтмол гэж нэрлэнэ.
I =
tq
q=I*t байдаг учир m = k *I*t болно.
Электроныг цэнэгийн тогтмол F Авогадрын тоо Na –т ашиглан тодорхойлж болно.
e =
aNF
=
192310*6.1/11002.6/96500molimolikl
Кл
Электролизийг хэрэглэх
Электролизыг техникт өргөн хэрэглэдэг. Амархан зэвэрдэг металл эдлэлийг электролизын аргаар никель зэрэг өнгөт металлаар бүрдэг. Никельдэх зүйлийг сайтар цэвэрлээд никелийн давсны уусмал дотор катод болгон авдаг. Хэсэг никелийг мөн уусмал дотор анод болгон авдаг. Мөн алтдах, мөнгөлөх, хромдоход дээрхийн адил процесс явуулна. Мөн металл хэв хийнэ.
Вакуум доторх цахилгаан гүйдэл
1. Электрон ламп ( диод ба триод )
2. Электрон цацрал, электрон цацрагт хоолой түүний бүтэц
3. Электрон цацрагийг хэрхэн жолоодох
Металлд ( -) электронууд, шингэнд (+, -) ионууд байдаг. Хийд (-) электрон, + ионууд цахилгаан гүйдлийг дамжуулдаг. Одоо вакуумыг дамжуулагч болгон авч үзье. Молекулууд нь нэг хананаас нөгөө хана хүртэл өөр хоорондоо нэг ч удаа мөргөлдөхгүйгээр хүрч очиж чадахаар сийрэгжсэн савтай хийг вакуум гэнэ. Вакуум доор цэнэг зөөгч байргүй учир цахилгаан гүйдэл дамжуулахгүй. Харин цэнэг зөөгчийг гаднаас өгвөл гүйдлийг дамжуулах чадвартай болно.
Металл доторх чөлөөт электронуудын зарим нь нэлээд их энергитэй байх боловч металлын зүгээс эдгээр электронуудыг татах хүч үйлчилж байдгийн улмаас уг металлаасаа тасран гарч чаддаггүй. Металлаас электроныг сугалан гаргахын тулд энэ хүчний эсрэг ажил хийх хэрэгтэй. Энэ ажлыг электрон гаргах ажил гэнэ. Электрон гаргах ажил нь металл бүрд өөр өөр утгатай. Ийм ажил хийх чадвартай болохын тулд электронд гаднаас энергийг янз бүрийн хэлбэрээр өгч болдог . Энэ энергийг гэрлээр өгвөл фотоэлектроны эмисси, халааж өгвөл термоэлектроны , цахилгаан орноор өгвөл авто электроны, хурдассан бөөмөөр өгвөл хоѐрдогч электрон эмисс гэж нэрлэнэ.
Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг электрон лампанд өргөн ашигладаг. Вакуум доторх электродыг өндөр температур хүртэл халаахад түүний гадаргаас
электронууд суллагдан гардаг. Энэ процессыг термоэлектрон эмиссийн үзэгдэл гэнэ.
Диод ба триод
Анод катод гэсэн хоѐр электродтой лампыг диод гэнэ. Агаарыг нь соруулсан шиг ( металл) хоолойд 2 электрод оруулна. Нэг элекрод нь спираль хэлбэртэй , нарийхан гянт утсаар хийгдсэн гүйдлээр улайсан байдаг. Үүнийг катод гэнэ. Нөгөө электрод нь катодын дээр байрласан, никель молибден зэрэг металлаар хийгдсэн хавтгай дугуй хэлбэртэй байна. Үүнийг анод гэнэ. Лампын анодыг гүйдэл үүсгэгчийн (+) туйлтай, катодыг гүйдэл үүсгэгчийн ( - ) туйлтай холбоход анод катод хоѐрын хооронд цахилгаан орон үүсч үйлчилнэ. Катодын хэлхээг холбомогц улайссан катодын гадаргуугаас суллагдсан энлектронууд цахилгаан орны үйлчиллээр анод руу шилжин хөдөлнө.
Цахилгаан орны үйлчиллээр улайссан катодоос анод руу электронуудын нэгэн чиглэлд хөдлөхийг вакуум доторх цахилгаан гүйдэл гэнэ. Анодыг (- ) туйлтай холбоход анодын хэлхээгээр гүйдэл гүйхгүй. Учир нь катодын гадаргаас суллагдсан электронууд анод дээр хүрэхгүй, харин тэд сөргөөр цэнэглэгдсэн анодоос түлхэгдэнэ. Иймд диод гүйдлийг зөвхрөн нэг чиглэдлд дамжуулдаг, диодын энэ чанарыг ашиглан хувьсах нгүйдлийг шулуутган тогтмол гүйдэл болгоход ашигладаг.
Диодын анод катод хоѐрын хооронд цэнэгт электрод байрлуулаад тор гэж нэрлэнэ. Анод катод тор гэсэн гурван электродтой лампын триод гэнэ.
Электрон цацраг
Катодын гадаргаас суллагдан цахилгаан орны үйлчиллээр хурдасгагдан анод руу урсах электронуудын урсгалыг электрон цацраг гэнэ. Электрон цацраг зөвхөн шилийг төдийгүй бас бусад бодисыг гэрэл цацруулдаг болгодог. Түүний үйлчилээр янз бүрийн бодис харилцан адилгүй өнгөөр гэрэлтэнэ. Хүхэрлэг цайр гэрэлт ногоон өнгөөр шохой улаавтар өнгөөр гэрэл цацруулна.
Электрон цацраг нүдэнд харагдахгүй. Гэвч байгааг илэрүүлэхэд амархан. Хурдан электрхонууд зарим бодисын гадаргыг ирж өргөхөд уг бодис гэрэл цацруулна. Энэ үйлчиллээр электрон цацрагийг илэрүүлнэ. Электрон цацраг гэрлийн үйлчиллээс гадна механик, дулаан ыг үйлчилгээтэй. Энлектрон цацраг цахилгаан орон дотор хазайдаг онцлог шинж чанартай. Электрон цацрагийг электрон цацрагт хоолой болох телевизор электрон осциллографын гол хэсэг болгон ашигладаг. Электрон цацраг хоолой 4 үндсэн хэсгээс тогтоно.
1. Вакуумт шил хоолой
2. Электрон буу
3. Электрон цацрагийг хазайлгах хос ялтас
4. Люминесценцлэх дэлгэц
Телевизорын электрон цацрагт хоолойг кинескон гэдэг.
Хий доторх цахилгаан гүйдэл
1. Хийн ионжих процесс
2. Хийн өөрийн ба өөрийн биш дамжуулал
3. Хийн өөрийн дамжуулалын хэлбэрүүд
4. Плазм гэж юу вэ?
Металлд ( - ) электронууд электролитэд (+) (- ) ионууд цахилгаан гүйдлийг дамжуулдаг. Одоо хийг дамжуулагч болгон ашиглая. Үүний тулд хийд цэнэгтэй жижиг хэсгийг яаж бэлдэх вэ ?
Хавтгай конденсаторын 2 ялтсыг электрометртэй залгаад цэнэглэе. Тасалгааны агаар чийггүй хуурай бол конденсатор цэнэгээ алдахгүй энэ үед агаарыг хөндийрүүлэгч гэж үзэж болно. Хавтгай конденсаторын 2 хавтгайн хоорондох агаарыг лааны дөлөөр халаахад электрометрийн зүүний заалт түргэн буух нь конденсатор цэнэгээ алдаж байгааг гэрчилнэ. Иймээс халуун агаар дамжуулагч болж түүн дотор гүйсэн хэрэг юм. Хий дотор цахилгаан гүйх процессыг хийн ниргэлгэ буюу цахилалт гэнэ.
Ердийн нөхцөлд хий бараг дан саармаг атомууд эсвэл молекулуудаас тогтоно. Ийм хий хөндийрүүлэгч болдог. Халааж эсвэл цацарлаар үйлчлүүлсэний дүнд атомуудын зарим хэсэг ионждог. Учир нь :
1. Хийг халаахад атомын гадна бүрхүүлийн электроны кинетик энерги ихсэн цөмдөө татагдах хүчээ ялан гадагш тасарч гарна. Ингээд атомууд (+) ионууд, (-) цэнэгтэй электронууд болон задардаг.
2. Халаах тутам молекулуудын хөдөлгөөн хурдсаж хоорондоо мөргөлдсөний улмаас задарч ионууд болон хувирдаг. Температур нэмэгдэхэд ионы тоо
нэмэгддэг. Хий дотор цахилгаан цэнэгийг металл шиг электронууд шингэн шиг ионууд зөөдөг.
Цахилгаан орны үйлчиллээр сул электронууд болон цэнэгт ионуудын харилцан эсрэг чиглэлд хөдлөхийг хий доторхи цахилгаан гүйдэл гэдэг.
Цэнэгт бөөмсийн нэгдэх процесс явагдана. ӨХ (-) электрон (+) ионд татагдан нийлж саармаг атом болно. Энэ процессыг цэнэгт бөөмсийн нэгдэл гэнэ. Гадаад цахилгаан орны үйлчлэлийг зогсооход цэнэгт бөөмс нэгдэн нийлсэний улмаас хий хөндийрүүлэгч болон хувирна. Гаднын иончлолийн үйлчилгээ зогссоны хийн цахилалт цааш үргэлжилж байвал бие даасан цахилалт гэнэ.
Гаднын иончлолын үйлчилгээ зогсоход цахилалт зогсож байвал бие даагаагүй цахилалт гэнэ. Хий дотор цахилгаан гүйдэл гүйхэд гол төлөв ямар нэгэн хэлбэр дүрсийн гэрэл цацардаг. Үүгээрээ металл ба шингэний цахилгаан гүйдлээс ялгаатай. Иймээс хий доторх цхилгаан гүйдлийг
цацруулж байгаа гэрлийнх нь байдлаар очит, нуман, хүрээт, титэмт, уугих цахилалт гэж ангилдаг.
Хийн өөрийн дамжуулалын хэлбэрүүд.
Очит ниргэлгэ.
Атмосферийн ердийн даралтын үед агаар дотор аливаа 23 дамжуулагчмйн хоорондох цахилгаан орны хүчдэл асар их байхад ( 3*106В/м) очит ниргэлгэ үүсдэг. Жнь: Аянга ( газар үүл хоѐрын хооронд ) цахилгаан машины 2 үрлийн хооронд, өндөр хүчдэлийн индукторын 2 электродын хооронд оч харвадаг. Орчин үед металл нүхлэх, металл хэв хийх, металл огтлох, зүсэх зэрэгт техникт очит цахилалтыг өргөн ашиглаж байна.
Нуман цахилалт хоѐр нүүрсэн электролит гүйдэл үүсгэгчтэй холбож хооронд нь хүргэхэд их хэмжээний дулаан ялгарна. Үүний улмаас электродын температур ихсэж тэдгээрийг холдуулахад нум хэлбэртэй гэрэл үүснэ. Цахилгаан нумыг гэрэлтүүлэг, цахилгаан зуух, металл гагнах зэрэгт өргөн ашигладаг.
Уугих цахилалт нь бага даралттай хоолойд үүсдэг. Үүнийг үүсгэхэд электродод хэдэн зуун вольт хүчдэл өгөх хэрэгтэй. Уугих цахилалтын үед катодын орчим дахь багахан хэсгээс бусад хэсэг жигд гэрэлтэнэ.Жишээлбэл өдрийн гэрэл юм.
Хүрээт цахилалт хоѐр хөндийрүүлэгч суурь дээр нарийхан хос металл утас бэхлээд цахилгаан машинтай холбож эргүүлэхэд тэдгээр утсыг тойроод бүдгэвтэр гэрэл ажиглагдана. Тэдгээр утасны орчимд жигд биш хүчтэй цахилгаан орон үүснэ. Энэ цахилгаан орны энерги Е=3*106В/м хүрмэгц усыг тойрч гэрэл үүсдэг. Үүнийг хүрээт ниргэлгэ гэдэг. Хүрээт ниргэлгэ ашиглан аянга зайлуулагч хийдэг. Урт металл утасны 1 үзүүрийг шөвхлөөд дээш гозойлгон хамгийн өндөрт бэхэлнэ. Нөгөө үзүүрийг том металл хавтгайд ороож гагнаад газар ухаж хөрсний чийглэг давхаргат булна. Мөн хүрээт ниргэлгэ ашиглан утааг яндангаас гадагш гаргахын өмнө цэвэрлэдэг..
1. Плазм бол эзлэхүүний бүх хэсэгт эерэг, сөрөг цэнэгүүдийн тоо ойролцоогоор адилхан бөгөөд цаглашгүй олон цэцэгт бөөм хуримтлуулсан ионжсон хий юм. Адилхан тооны электрон болон эерэг ионуудаас тогтсон системийг электрон ионт плазм гэнэ. Системд цэнэгт бөөмийн зэрэгцээгээр саармаг бөөмс байвал түүнийг хагас ионжсон плазм гэнэ. Дан цэнэгт бөөмсөөс тогтсон плазмыг бүрэн ионжсон гэж нэрлэдэг. Плазм нь байгальд түгээмэл дэлгэрсэн
бодисын төлөв юм. Нарны цацралаар ионжсон дэлхийн атмосферын дээд давхарга болох ионт мандал нь плазм болно
Хагас дамжуулагч доторх цахилгаан гүйдэл
1. Хагас дамжуулагчийн бүтэц, өөрийн дамжуулал
2. Хольцот хагас дамжуулал
3. Электрон нүхний шилжилт
4. хагас дамжуулгч диодыг хэрэглэх
Цахилгаан дамжуулалын хувьд дамжуулагч, хөндийрүүлэгч хоѐрын завсрын байр эзэлдэг бодисыг хагас дамсжуулагч гэж ангилдаг. Байгальд хагас дамжуулагч их элбэг, газрын хөрсөнд орших бүх бодисын дийлэнх нь хагас дамжуулагч байдаг. Цахиур, селен нь хагас дамжуулагчид орно. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулал нь температураас онцгой хамаардаг шинж чанараараа металлаас ялгаатай. Хагас дамжуулагчийн температур нэмэгдэхэд эсэргүүцэл огцом буурч цахилгаан дамжуулал нь металлынхтай ойролцоо болдог. Харин бага температуртбараг хөндийрүүлэгч болдог.
Германи бол 4 валленттай элемен.т Түүний атом гадна бүрхүүл дотроо , цөмтэйгээ туйлын сул холбоотой 4 элекронтой. Хөрш зэргэлдээ орших 2 атом хоорондоо хос элекроноор харилцан үйлчилнэ. үүнийг хос электронт холбоос гэнэ. Уг холбоос үүсэхэд атом бүрт нэг электрон оролцоно. Өх хос электрон холбоос тасрахад сул электрон үүснэ. Халаах гэрлээр үйлчлүүлэх зэрэгт хагас дамжуулагчийн валентийн электронуудын кинетик энерги нэмэгдэж, электроны холбоос тасарч валентийн зарим, электрон сул болно. Сул элэктроны байранд түүнтэй тэнцүү ( +) цэнэгтэй нүх үлдэнэ. Үүнийг цахилгаан оронд оруулбал электрон, нүх харилцан эсрэг чиглэлд хөдөлнө. Үүнийг хагас дамжуулагч доторхи цахилгаан гүйдэл гэнэ. Цэвэр хагас дамжуулагч доторхи электрон, нүхний тоотой тэнцүү. Иймд хагас дамжуулагч нь электрон нүх гэсэн хоѐр цэнэгтэй. Цэвэр хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулалыг түүний өөрийн дамжуулал гэнэ.
Хольцон дамжуулал
Цэвэр хагас дамжуулагчийн электрон нүхний тоо цөөхөн байдаг учир дамжуулал муутай байдаг. Гэвч хольц нэмэгдэхэд дамжуулал нь сайжирдаг онцлогтой. Хэрэв хагас дамжуулагч бодист, түүнээс олон валленттай элементийг холивол валлентийн дутуу электроны улмаас чөлөөт электроны тоо, ихэс ч электрон дамжуулал замхарна. Ийм хольцыг донор хольц гэдэг. Донор хольцтой хагас дамжуулагчийг n маягийн хагас дамжуулагч гэдэг.
Хэрэв хагас дамжуулагчийг бодист түүнээс цөөн валленттайэлементийг хольвол валлентийн дутуу электроны улмаас чөлөөт нүхний тоо ихэсч нүхэн дамжуулал зонхилно. Ийм хольцыг акцентор хольц гэнэ. Акцентор хольцтой хагас дамжуулагчийг р маягийн хагас дамжуулагч гэнэ. Менделеевийн үелэх системийн 5 бүхийн фосфор, меньшьяк донор, хольц3 бүлгийн инди бор нь акцентор хольц. n ба р маягийн хагас дамжуулагчийн дамсжууллыг хольцон дамжуулал гэнэ.
n маягийн хагас дамжуулагчийн үндсэн цэнэг зөөгч нь электрон, үндсэн биш цэнэг зөөгч нь нүх байна. Харин р- маягийн хагшас дамжуулагчийн үндсэн цэнэг зөөгч нь нүх, үндсэн биш цэнэг зөөгч нь электрон байна. өөр төрлийн дамжуулалтай хоѐр хагас дамжуулагчийн хоорондох контактикийг электрон- нүхний шилжил буюу р  n шилжилт гэнэ. р  n шилжилт цахилгаан гүйдлийг шууд чиглэлд сайн дамжуулдаг . энэ шинж чанарыг диод, транзистор зэрэг хагас дамжуулагч багажид хэрэглэдэг.
Нэг р-н шилжилт бүхий хагас дамжуулагчийг багажийн диод гэнэ. Хагас дамжуулагчийг диодыг германи, ѐслей, цахиур зэрэг бодисоор хийдэг. Германыг бүрж түүний гадаргын орчимд Р төрлийн дамжуулалтай муж үүсгэнэ. Германи катод инди анод болно. үүнээс гадна Р-n хоѐр шилжилт бүхий хагас дамжуулагч багаж транзистор гэж байдаг.
Үндсэн цэнэг зөөгчийн үүсгэсэн гүйдлийг диодын шууд гүйдэл гэнэ. Цахилгаан соронзон хэлбэлзэлийг өсгөх, түүнийг гарган авахад хагас дамжуулагчийн электрон-нүхэн шилжилтийн гол шинж чанарыг ашиглана. Орчин үед энэ зорилгоор хагас дамжуулагч триод буюу транзесторыг өргөн хэрэглэж байна.
Хагас дамжуулагчийн эсэргүүцэл температураас их хамаардаг. Энэ шинж чанарыг хагас дамжулагч бүхий хэлхээгээр гүйх гүйдлийн хүчний хэмжээг ашиглан температурыг хэмждэг. Имй багажийг терморезистор гэнэ. Терморезистор бол хамгийн хялбархан хагас дамжуулагч багаж юм. Терморезисторыг хэдэн микрометрээс хэдэн см хүртэл хэмжээтэй бөгөөд дугуй, цилиндр савх мэтийн олон хэлбэртэй хийдэг. Ихэнх терморезистор нь 170 к-570к хоорондох температурыг хэмждэг. Мөн асар өндөр
(1300 к ) асар бага ( -4-80 К ) температурыг хэмждэг терморезистор байдаг. Үүний тусламжтайгаар алс зайд орших юмсын температурыг хэмждэг.
Хагас дамжуулагчийг гэрлээр гэрэлтүүлэхэд цахилган дамжуулал нь нэмэгддэг. Мөн эсэргүүцэл нь өөрчлөгдөнө. Тийм эсэргүүцлийг фоторезистор гэнэ. Хүхэрлэг кадмигаас тогтдог гэрэл мэдрэмтгий нингэн давхарга юм.
Төрөл бүрийн орчин дахь цахилгаан гүйдэл бүлэг сэдвийн дүгнэлт хичээл
Энэ бүлэгт металл, шингэн , хий, вакуум болон хагас дамжуулагч дундуур цахилгаан гүйдэл гүйх үзэгдэлийг судалсан билээ. Тэдгээр орчин дотор цэнэг зөөгч нь юу болох , цэнэг зөөгчийн үүсэх шалтгаан, халаахад элдэв орчны эсэргүүцэл хэрхэн өөрчлөгдөх, вольт-амперын хамаарлын график, техникт хэрэглэх хэрэглээ зэргийг үзсэн. Эдгээрийг харьцуулж дараах хүснэгтээр үзүүлнэ.
Жиших асуудал
Металл
Электролит
Вакуум
Хий
Хагас дамжуулагч
Цэнэг зөөгч юу болох
Сул электронууд
Эерэг сөрөг ионууд
Сул электронууд
Сул электронууд ба ионууд
Электронууд ба нүхнүүд
Цэнэг зөөгч яаж үүсдэг
Металл дотор байдаг
Электролитийн диссоциац
Термоэлектрон эмисси
Ионжуулагчийн нөлөөгөөр, мөргөлтөөр ионжих
Халаахад ба гэрэлтүүлэх
Халаахад эсэргүүцэл хэрхэн өөрчлөгдөх
Ихэснэ ( дулааны хөдөлгөөний үр дүнд )
Багасна ( ионуудын хөдлөх хурд нэмэгдсэний дүнд )
Багасна( нэгж эзлэхүүн дотор электрон, ионы тоо их болсоны үр дүнд )
Багасна ( нэгж эзлэхүүн доторх цэнэг нэмэгдэсний үр дүнд )
Вольт-Амперын хамаарлын график
Хаана юунд хэрэглэдэг
Цахилган багаж, цахилгаан төхөөрөмж
Мөнгөлөх, цайрдах, хромдох, цэвэр металлыг гарган авах зэрэгт
Электрон ламп, электрон цацрагт хоолой
Очит ниргэлгээр металл боловсруулах, гэрлэн чимэглэл, лазерт
Хагас дамжуулагч диод, транзистор, терморезистор,фоторезистор, фото термо-элемент
Нэмэлт бодлого дасгал :
1. Хэрэв электронуудын чиглэлт хөдөлгөөний хурд 2*10-4 м/с , нэгж эзлэхүүн доторх тэдгээрийн тоо 8.2*1028 м-3 бол 3*106м2 огтлол бүхий зэс дамжуулагчаар гүйх гүйдлийн хүчийг ол.
2. 300 м урт дамжуулагчийн хоѐр төгсгөлд 36 В хүчдэл үйлчлэв. Хэрэв зэсийн нэгж эзлэхүүн доторх электроны тоо 8.5*1028м-3 байвал, дамжуулагчаар гүйх электроны чиглэлт хөдөлгөөний дундаж хурдыг тодорхойл.
3. Хэрэв зэс дамжуулагчийн эсэргүүцэл 0.2 Ом, масс 0.2 кг байвал түүний огтлолын талбай болон утгыг тус тус ол.
4. Хэрэв электролиз 6В хүчдэлд явагдаж, бүх төхөөрөмжийн А.Ү.К 75% байвал, 3*106Ж цахилгаан энерги зарцуулахад ялгарах зэсийн хэмжээ ямар байх вэ?
5. Хэрэв вольтметрээр 60Кл цэнэг өнгөрөхөд катод дээр 1.16*10-5кг төмөр ялгарсан бол төмрийн валентийн тоог тодорхойл. Төмрийн моль масс 5.58*10-2кг/моль
6. Хэрэв электролит явуулах төхөөрөмжийн эсэргүүцэл 2 Ом, түүний хоѐр залгуур дээрх хүчдэл 3В байсан бол 0.5 цагийн турш электролизийн үед ямар хэмжээний мөнгө ялгарсан бэ?
7. 2.2*106 м/с хурдтай нисэн яваа электрон хийг ионжуулна. Уул хийг ионжуулах потенциалыг тодорхойл.
8. Конденсаторын хоѐр хавтгай дээрх хүчдэл 12 кВ , тэдгээрийн хоорондох зай 1.2 см. Ердийн даралтанд агаар дотор электронуудын чөлөөт нисэлтийн дундаж урт 5*10-6 м. Хэрэв тэдгээрийг ионжуулах энерги 6.9*10-19Ж бол агаарт орших калийн атом ионжих уу?
9. Вакуумт диодын катод анод хоѐрын хоорондох зай 1мм. Анодын хүчдэл 440В байхад, электрон катодоос анод хүрэхэд ямар хугацаанд очих вэ? Түүний хөдөлгөөнийг
0
=0 байх жигд хурдсах хөдөлгөөн гэж тооц.
10. Зурагт радиогийн электрон цацрагт хоолойн доорх анодын хурдасгагч хүчдэл 16кВ , анодоос дэлгэц хүртэлх зай 30см. Электронууд ямар хугацаанд уул зайг туулан өнгөрөх вэ?
Соронзон орон
Гүйдлийн харилцан үйлчлэл, Соронзон орон
Соронзон индукцийн вектор, Соронзон индукцийн шугам
Соронзон индукцийн векторын модуль, Соронзонурсгал
Үл хөдлөх цэнэг цахилгаан орон үүсгэдэг. Цахилгаан цэнэгүүдийн хооронд Кулоны хүч үйлчилдэг. Цэнэгүүд цахилгаан орноор дамжин харилцан үйлчилнэ. Гүйдэлтэй дамжуулагч харилцан үйлчилнэ.
Гүйдлийн чиглэл ижил бол таталцана., эсрэг бол
түлхэлцэнэ. Хөдлөгч цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг соронзон харилцан үйлчлэл гэнэ. Гүйдэлтэй дамжуулагчид хоорондоо харилцан үйлчлэх хүчийг соронзон хүч гэнэ. Хөдлөгч цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэл явагдах материйн онцгой хэлбэрийг соронзон орон гэнэ.
Соронзон орон байгаа эсэхийг хөдөлж байгаа цэнэг буюу гүйдэлтэй дамжуулагчид хэрхэн үйлчилж байгаагаар нь мэднэ. Соронзон орон цахилгаан орны адил хүний сэрэл сэтгэхүйгээс огтхонч хамаарахгүйгээр бодитой оршин байдаг материйн онцгой хэлбэр мөн. Соронзон орон гүйдэлтэй дамжуулагчид тодорхой байрлал олгох үйлчилгээтэй.
Соронзон индукцийн вектор цахилгаан оронг хүчний талаас нь тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг хүчлэг гэдэг хэмжигдэхүүн байдаг шиг соронзон оронг хүчний талаас нь тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг соронзон индукцийн вектор гэдэг. Гүйдэлтэй жаазны хавтгайд татсан перпендикулярын чигийг тухайн цэгдэх соронзон индукцийн векторын чиг болгон авдаг. Гүйдлийн соронзон индукцийн векторын чигийг шургийн дүрмээр тодорхойлдог.
Хэрэв шургийн давших хөдөлгөөний чиг, дамжуулагч дахь гүйдлийн чигтэйтохирч байвал шургийн толгойн эргэх чиг соронзон индукцийн векторын чигтэй давхцана.
Соронзон индукцийн шугам Цахилгаан оронг хүчний шугамаар дүрсэлдэг шиг соронзон оронг индукцийн шугамаар дүрсэлдэг. Цэг бүрт татсан шүргэгч нь соронзон орны тухайн цэгдэх соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй тохирох шугамыг соронзон индукцийн векторын шугам гэнэ. Гүйдэлтэй шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийн векторын шугам уул дамжуулагч дээр төвтэй тойрогууд байна. Соронзон орон хүчтэй бол соронзон индукцийн векторын шугам
нягт байна. Гүйдэлтэй дамжуулагчийн хэлбэрийг гүйдлийн хэлбэр болгон авдаг. Дугуй, соленойдын соронзон орны индукцийн шугамын хэлбэр гүйдэлтэй дамжуулагчийг тойрсон битүү муруйнууд байна Соронзон индукцийн шугамууд нь // байдаг соронзон ороныг жигд сор/о гэнэ. Соронзон орны хүчний шугамууд нь эх ба төгсгөлгүй ямагт битүү байдаг. Соронзон индукцийн шугамуудтай оронг хуйларсан орон гэнэ.
Механик хэлбэлзэл. чөлөөт ба албадмал хэлбэлзэл
Хэлбэлзэх хөдөлгөөн. Жигд биш хөдөлгөөний нэг хэлбэр болох жигд хурдсах хөдөлгөөнтэй танилцсан. Энд жигд биш хөдөлгөөний өөр нэг хэлбэр хэлбэлзэх хөдөлгөөнтэй танилцана. Байгаль ертөнц дээр хэлбэлзэх хөдөлгөөн түгээмэл тохиолдоно. Хүчтэй салхинд ургаа мод найгах, төрөл бүрийн хөгжмийн утасны чичирхийлэл, хүний зүрхний лугшилт, нисэн яваа шувуу, алаг эрвээхээний далавчны дэвэлт, савлуурын савалт, цагийн дүүжин, оѐдлын машины зүүний хөдлөх, салхины нөлөөгөөр тэнгис далайн усны давалгаа үүсэх. Дэлхий дээр газар хөдлөлтийн үеийн чичирхийлэл, төрөл бүрийн машин, техникийн доргилт,сансрын уудам доторх оддын цацаргалтын давталт энэ бүгд хэлбэлзэх хөдөлгөөний жишээнүүд.
Хэлбэлзэх хөдөлгөөнийг амархан жишээгээр үзүүлж болно.Нарийнхан утсанд дүүжилсэн ачаа, мөн пүршинд дүүжилсэн ачааны хөдөлгөөнүүд юм.
1.Пүршинд дүүжилсэн ачааг доош татаж тэнцвэрийн байрнаас гаргахад
2.Утсанд дүүжилсэн ачааг хажуу тийш түлхэж тэнцвэрийн байрнаас гаргахад
тус бүр тэнцвэрийн байрлалаасаа өнгөрч хөдөлнө. Аливаа бие тэнцвэрийн байныхаа 2 тал руу ээлжлэн шилжих хөдөлгөөнийг хэлбэлзэх хөдөлгөөн гэнэ. Аажимдаа хэлбэлзэл замхарч ачаа тэнцвэрийн
байрлалдаа орж зогсоно. Утсанд дүүжилсэн буюу ,тэнхлэгт бэхэлсэн бие хүндийн хүчний үйлчлэлээр хэлбэлзэх хөдөлгөөн хийж болох байвал түүнийг дүүжин гэнэ.
Өөрөөр хэлвэл нэгэн ижил хугацааны дараа дахин давтагдах хөдөлгөөнийг хэлбэлзэх хөдөлгөөн гэнэ.
Чөлөөт хэлбэлзэл, хэлбэлзэгч систем. Нэг нэгийхээ хөдөлгөөнд харилцан нөлөөлж байгаа биесийг систем гэнэ. Жнь:1. утас,ачаа,дэлхий 2. ачаа,пүрш,дэлхий тус тусдаа систем болно.
Системийг бүрдүүлж байгаа биесийн хооронд үйлчлэх хүчийг дотоод хүч гэнэ. Гаднын биеэс тухайн системд үйлчилж байгаа хүчийг гадаад хүч гэнэ. Утас ба пүршний уян харимхай хүч нь дотоод хүч. Дүүжинг тэнцвэрийн байрнаас гаргаж байгаа хүч нь гадаад хүч .Зөвхөн дотоод хүчний үйлчлэлээр явагдах хэлбэлзлийг чөлөөт хэлбэлзэл гэнэ.Зөвхөн гадаад хүчний үйлчлэлээр явагдах хэлбэлзлийг албадмал хэлбэлзэл гэнэ.Жнь:ДШХ-ийн поршингийн хөдөлгөөн ,оѐдлын машины зүүний хөдөлгөөн нь албадмал хэлбэлзэл болно.
Математик дүүжин, түүний хөдөлгөөний тэгшитгэл. Үл сунах утсанд дүүжилсэн материал цэгийг /масс бүхий/ математик дүүжин гэнэ. Утсанд дүүжилсэн ачаа хэлбэлзэхдээ дүүжилсэн утасны урттай адилхан радиус бүхий нумын дагуу хөдөлдөг. Иймд босоо чиглэлээс утасны хазайх өнцөг

-гаар дурын агшин дахь ачааны байрлалыг тодорхойлж болно. Дүүжингийн хурдны хэмжээ аль хир түргэн өөрчлөгдөх нь
a
хурдатгалаар тодорхойлогдоно.Дүүжингийн утсыг тэнцвэрийн байрлалаас  өнцгөөр хазайлгасан байх агшинд ачааны траекторид татсан шахагч дээр буулгасан
1F
хүндийн хүчний проекц
sinsin1mgFF
Дүүжинг баруун чиглэлд хазайлгасан байхад 1 F хүч зүүн зүгт чиглэлтэй учраас /-/ тэмдэг байгаа.Ньютоны 2-р хуулиар бичвэл:
sinma эсвэл ,111mgmaF
Тэгшитгэлийн 2 талыг
дm
хуваавал:
sin1ga
болно.
Хэрэв утасны хазайлтын өнцөг туйлын бага байвал,
sin
. Тэгвэл
ga1
Ачааны байрлалыг зөвхөн

өнцгөөр төдийгүй
S
нумаар тодорхойлж болно.Нумын эхлэл нь ачааны тэнцвэрийн байрлалтай, төгсгөл нь тухайн агшин дахь түүний байршилтай давхцана.

төвийн өнцөг учраас
S
. Үүнээс
S
-г a  g 1 томьѐонд орлуулан бичвэл
sga1
болно. Энд
20g
гэж тэмдэглээд дахин бичвэл:
Sa201
болно.
Пүршинд дүүжилсэн ачааны
хөдөлгөөний тэгшитгэл.
Пүршинд дүүжилсэн ачаанд тэнцвэрийн байрлалд байхад нь
F
хүндийн хүч,
ухF
- сунасан пүршний уян харимхай хүч хоѐр хоорондоо харилцан тэнцэнэ. Пүршийг доош

зайд татаад тавихад ачаанд Гукийн хууль/
kxFух
/ ѐсоор пүршний суналтанд шууд хамааралтай уян харимхайн
ухF
нэмэлт хүч үйлчилж эхэлнэ. Энэ хүч эгц дээш чиглэх бөгөөд түүний үйлчлэлээр ачааны хурд хорогдох учраас хүчний нийлбэр тэгтэй тэнцэнэ. Тэгвэл Ньютоны 2-р хууль /
maF
/ ѐсоор хурдатгал нь тэг болно.Үүнээс харахад хүчний проекц,координат хоѐр ямагт эсрэг тэмдэгтэй. Тэгвэл Гукийн хуулийг скаляр дүрсээр бичвэл:
xkFух
Ачааны хөдөлгөөний тэгшитгэлийг скаляр дүрсээр бичвэл:
xkxkmaxхm эсвэл ,
Биеийн масс
m
, пүршний хат
k
хоѐр тогтмол хэмжигдэхүүнүүд Тэгшитгэлийн хоѐр талыг m -д хуваагаад
20mk
гэж тэмдэглээд бичвэл:
Xax20
болно.
Утсан дүүжин,пүршин дүүжин хоѐрын хөдөлгөөний тэгшитгэлээс үзэхэд 2 төрлийн дүүжингийн хэлбэлзлийн хууль ижил болох нь харагдаж байна.
Чөлөөт цахилгаан соронзон хэлбэлзэл ба хувьсах гүйдэл,
Хэлбэлзлийн хүрээ
Индукцийн ороомог, конденсатор хоѐроос тогтсон хэлхээг хэлбэлзлийн хүрээ гэнэ. Зураг 1
+
L C L C -
Зураг 1 Зураг 2
Хэлбэлзлийн хүрээнд конденсаторын цахилгаан орон ороомгийн соронзон орон хоѐр харилцан бие биеийг үүсгэх замаар хувирч байдаг. Энэ хувиралыг томъѐогор бичвэл:
tHHtEEcos;sin00
байна. Цахилгаан ба соронзон орнуудын энэ харилцан хувирах үзэгдлийг цахилгаан соронзон хэлбэлзэл гэнэ. Энэ нь механик хэлбэлзэлтэй адил гармоник хуулиар явагддаг процесс. Энэ процессийг энгийн хувиралаар нь тайбарлая. Конденсаторыг гүйдэл үүсгэгчтэй холбоход конденсатор
CqWK22
энергитэй түүний ялтасуудын хооронд UM потенциалын ялгавар үүснэ. Түүнийг гүйдэл үүсгэгчээс салгаж индукцийн ороомогтой битүү хүрээ үүсгэн холбож, хэлбэлзлийн хүрээ болгоѐ. Зураг 2 Конденсатор аажмаар цэнэгээ алдаж .эхлэхэд ороомогт гүйдэл үүсч, хувьсах соронзон орон үүснэ.Энэ сор/орон дамжуулагчид хуйралсан цах/орон бий болгоно. Сор/орон өсөх үед үүсэх хуйралсан цах/орон нь гүйдлийн эсрэг чиглэж түүний агшин зуурын өсөлтийг саатуулна.Конденсаторын цэнэг багасахын хирээр сор/орны
2LIWC
энерги өснө. Конденсаторын энерги дуусахад цах/орны энерги хадгалагдах хуулиар сор/орны энерги хамгийн их утгандаа хүрнэ.Өөрийн индукцлэлийн улмаас ороомогт гүйдэл бүрэн зогсохгүй.Гүйдлийн хүч ба сор/орон буурч эхэлмэгц гүйдлийн дагуу чиглэлтэй гүйдлийг дэмжсэн хуйларсан цах/орон үүснэ.Үүний үр дүнд гүйдэл буурсаар тэгтэй тэнцэх хүртэл конденсатор дахин цэнэглэгдэнэ. Энэ үед сор/орны энерги болж цах/орны энерги хамгийн их хэтжээндээ хүрнэ.Үүний дараа дээрх процесс давтагдана. Энерги хадгалагдах хуулийн үүднээс үзэхэд, эсэргүүцэл байхгүй байх нөхцөлд цэнэглэгдсэн конденсаторын цах/орны энергийн хамгийн их утга нь ороомгийн сор/орны энергийн хамгийн их утгатай тэнцүү.
2222LICq
Дурын агшинд цах/орны энерги,сор/орны энергийн нийлбэр тогтмол хэмжигдэхүүн байдаг.
2222LICqW
эсвэл
constLICq2222
L-ороомгийн индукцлэл C-конденсаторын цахилгаан багтаамж I-гүйдэл, q-цэнэг
Хэлбэлзлийн хүрээн дотор явагдах цэнэг, гүйдэл, хүчдэл, энергийн өөрчлөлт /хэлбэлзэл/ бидний нүдэнд шууд харагдахгүй. Эдгээр хэлбэлзэл механик
хэлбэлзлийн давтамжтай харьцуулахад, асар их давтамжтайгаар явагддаг.Иймээс тэдгээрийг ажиглан судлахад тохиромжтой багаж нь электрон осциллограф байдаг.
Механик ба цахилгаан соронзон
хэлбэлзлийн төсөө.
д/д
Механик хэлбэлзэл
/Пүршин дүүжин/
Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл
/Хэлбэлзлийн хүрээ/
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг
лэгээ
Хэмжигдэхүүн
Тэмдэг
лэгээ
1
Координат
x
Цэнэг
q
2
Хурд
x
Гүйдлийн хүч
I
3
Хурдатгал
a
Гүйдлийн хүчний өөрчлөгдөх хурд
j
4
Масс
m
Индукцлэл
L
5
Пүршний уян харимхайн коэффицент
k
Цахилгаан багтаамжийн урвуу хэмжигдэхүүн
C1
6
Потенциал энерги
22xkEn
Цахилгааан орны энерги
CqWЦ22
7
Кинетик энерги
22mEk
Сор/орны энерги
22LIWС
8
Бүх энерги
knEEE
Бүх энерги
CCWWW
Хэлбэлзлийн хүрээнд энерги хувирах
Цахилгаан хэлбэлзлийн үе ба давтамж.
Хэлбэлзлийн хүрээний цах/сор нийт энерги нь цах/орны ба сор/орны энергийн нийлбэртэй тэнцүү.
2 2
2 2 LI
C
q
W   Хүрээний R=0 үед энэ энерги хугацаанаас хамаарч өөрчлөгдөхгүй. Өөрөөр хэлбэл конденсаторын цэнэг багасаж цахилгаан орны энерги хорогдоход ороомгийн гүйдэл ихсэж соронзон орны энерги өснө.Конденсаторын цэнэг q=0 болоход
W
ц=0 болж Imax хүрэх ба W с нь хэлбэлзлийн хүрээний нийт энергитэй тэнцэнэ. Дараа нь I багасахад q ихсэж, W ц -өссөөр I=0 болоход W с=0 болж W с=W Ц болно.Завсрын үед W ц , W с тэгээс ялгаатай байна. Цахилгаан хэлбэлзлийн явцад цах ба сор орны энергид харилцан шилжинэ. Хэлбэлзлийн хүрээний R=0 бол энергийн зарим хэсэг нь холбогч утсыг халаахад зарцуулагдаж, нийт энерги нь багассаар хүрээний хэлбэлзэл зогсоно. Ийм хэлбэлзлийг замхрах цахилгаан хэлбэлзэл гэнэ.R хэдий чинээ их байна хэлбэлзэл нь төдий чинээ түргэн замхарна.
Томсоны томъѐо Цахилгаан хэлбэлзлийн үе ба давтамж.
Пүршинд бэхэлсэн ачааны хэлбэлзлийн тойрох давтамж
mkkm020 
байдаг.
Механик ба цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн төсөөтэйг ашиглан k—1/C-ээр, m—L-ээр тус тус соливол Чөлөөт цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн тойрох давтамж
LC10
болно. Одоо хэлбэлзлийн үеийг тодорхойлоѐ.
02T
томъѐонд LC
1
0   -ийг орлуулъя.
LCT2
Энэ томъѐог Английн эрдэмтэн Томсоны нэрээр Томсоны томъѐо гэж нэрлэдэг.Томъѐоноос харахад хэлбэлзлийн үе нь ороомгийн индукцлэл, конденсаторын цахилгаан багтаамж хоѐроос хамаарна. Одоо
T;0
ийн томъѐог баталъя.
Энерги хадгалагдах хуулийн үүднээс 2 2
2 2 LI
C
q
 буюу
LCqIMM22
болдог. Үүнийг
2022MMqI
-тэй тэнцүүлвэл
LCqqMM2202

LC
1
0   болно. 0
2


T  Энэ томъѐоноос
LCT2
болж Томсоны томъѐо батлагдав. Синус эсвэл косинусын тэмдгийн доор орших

- хэмжигдэхүүнийг хэлбэлзлийн мөч гэж нэрлэнэ, Адилхан далайцтай, давтамжтай хэлбэлзэлүүд өөр хоорондоо мөчөөр ялгагдана.
T20
байдаг учраас
Ttt200
байна. Нэгж хугацаанд хийх хэлбэлзлийн тоог давтамж гэнэ. Хэрэв Т хугацаанд нэг бүтэн хэлбэлзэл хийж байвал 1сек дотор хийгдэх хэлбэлзлийн тоо
T1
;
cek1
1Гц /Герц/ байдаг.
220T
Косинусын аргумент
20T
Одоо пүршинд бэхэлсэн ачааны хэлбэлзэл, хэлбэлзлийн хүрээний хэлбэлзэл хоѐр нэгэн ижил хуулинд захирагддаг гэдгийг харцгаая.
Механик хэлбэлзэл
Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл
Координат
txx00cos
Цэнэг
tqq00cos
Хурд
txx000sin
00maxx
Гүйдэл
q1=
tqI000sin
00maxqI
Хурдатгал
txxa0020cos
020maxxa
Гүйдлийн өөрчлөгдөх хурд
tqqi0020cos
020maxqI
Ерөнхий тэгшитгэл
020xx
Ерөнхий тэгшитгэл
020qq
Тойрох давтамж
mk0 
Тойрох давтамж LC
1
0  
Хэлбэлзлийн үе
kmT2
Хэлбэлзлийн үе T  2 LC
Иймд механик хэлбэлзэл, цахилгаан хэлбэлзэл нь нэгэн ижил математикийн илэрхийллээр тодорхойлогдож байна.
Хувьсах цахилгаан гүйдэл .ХГХ-ний идэвхитэй эсэргүүцэл,
багтаамжит эсэргүүцэл ба индукцит эсэргүүцэл.
Гүйдэл, хүчдэлийн үйлчлэгч утга.
Хэлбэлзлийн хүрээний чөлөөт цахилгаан хэлбэлзэл амархан замхардаг учир практикт өргөн ашигладаггүй. Харин үл замхрах албадмал хэлбэлзлийг өргөн ашигладаг. Хэмжээ ба чиглэл нь хугацаанаас хамаарч гармоник хуулиар өөрчлөгддөг гүйдлийг хувьсах гүйдэл гэнэ. Дэлхийн олон оронд ердийн гэрэлтүүлэг үйлдвэр заводад 50Гц давтамж хувсах гүйдлийг хэрэглэдэг . 50Гц гэдэг бол 1с-д гүйдлийн хүч 50 удаа хэлбэлзэл хийнэ гэсэн үг.
Хувьсах гүйдэл нь тогтмол гүйдлийнхтэй адилаар хэлхээний төгсгөлүүд дэх хүчдэлээр тодорхойлогдоно.Механик энергийг цахилгаан энергид хувиргадаг генераторын тусламжтайгаар хувьсах хүчдэл үүсгэнэ.
Нэгэн төрлийн соронзон орон дотор жааз эргэхэд ц.х.х хэрхэн үүсэхийг авч үзье.
S-талбайтай дамжуулагч жаазыг нэвтрэн гарах соронзон индукцийн урсгал
cosBS
байна.
B-соронзон индукцийн веотор. Жааз тогтмол
0
өнцгөн хурдаар эргэж байхад
t0
тул
tBS0cos
гэсэн гармоник хуулиар өөрчлөгдөнө. Цахилгаан соронзон индукцийн хуулиар жаазанд үүсэх индукцийн ц.х.х нь соронзон индукцийн нэгж хугацаан дахь өөрчлөлтийг (-) тэмдэгтэй авсантай тэнцүү
ti
байдаг. Индукцийн ц.х.х-ний нэгж хугацаан дахь өөрчлөлт
tBS00sin
;
0BSM
гэвэл
tM0sin
болно
M
-индукцийн.ц.х.х-ий далайц. Хувьсах хүчдэл
tUUM0cos
.Үүний
MU
- хүчдэлийн далайц.Гүйдэл хүчдэлийн фазын ялгааг

гэвэл
tIiM0cos
хуулиар хувирна. IM-гүйдлийн далайц.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний идэвхитэй эсэргүүцэл.
Маш бага индукцлэлтэй цахилгаан эсэргүүцэл R ба холбогч утаснаас бүрдэх хэлхээ авч хувьсах хүчдэл үүсгэгчтэй холбоѐ. Ийм хэлхээний эсэргүүцлийг идэвхитэй эсэргүүцэл гэнэ. Өөрөөр хэлвэл гүйдлийн дулааны үйлчлэлээр
цахилгаан энергийг буцалтгүй алдагдалд хувиргах эсэргүүцлийг идэвхитэй эсэргүүцэл гэнэ.
Омын хуулиар гүйдлийн хүчний агшин зуурын утга:
RUtIRtURUiMMMM00I ;coscos
;
Идэвхитэй эсэргүүцэл дээрх гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл нь хүчдлийн хэлбэлзэлтэй мөчөөрөө давхцах ба гүйдлийн хүчний далайц
RUIMM
томъѐогоор тодорхойлогдоно.
Хувьсах гүйдлийн чадал
Гүйдлийн хүч, хүчдэлийн хэлбэлзлийн мөчийн хувьд давхцсан байхад, хувьсах гүйдлийн хоромхон чадал:
tUIUIPMMcos
Нэг бүтэн үеийн дотор косинус квадратын дундаж утга нь 0,5 байдаг учраас чадлын дундаж утга:
Гүйдэл ба хүчдлийн үйлчлэгч утга.
Үйлдвэрийн 50Гц давтамжтай хувьсах гүйдлийн хэлхээний U ба I нь харьцангуй хурдан өөрчлөгдөнө.Хэлхээнд ялгарах энергийн хэмжээ ч мөн хурдан хувьсана.Энэ өөрчлөлтийг ажиглаж амжихгүй. Харин эдгээр хувьсах хэмжигдэхүүнүүдийн дундаж утгыг ажиглаж болдог.Тогтмол гүйдэл, хувьсах гүйдлийн чадлын томъѐог тэнцүүлвэл:
,2/22RIRI
эсвэл
2/22MII
; Гүйдлийн хүчний хамгийн их утгаас
2
дахин бага хэмжигдэхүүнийг гүйдлийн хүчний үйлчлэгч утга гэнэ. Мөн хувьсах ц.х.х хүчдлийн үйлчлэгч утгууд нь тэдгээрийн хамгийн их утгаас
2
дахин бага.
22MII
гүйдлийн хүчний үйлчлэгч
22MUU
хүчэлийн үйлчлэгч утга.
;222RIUIPMMM
22M
ц.х.х-ний үйлчлэгч утга
Хувьсах гүйдлийн дундаж чадал нь гүйдлийн хүч ба хүчдлийн мөч давхцсан байхад, гүйдлийн хүч, хүчдэл хоѐрын үйлчлэгч утгын үржвэртэй тэнцүү.
IUP
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний индукцит эсэргүүцэл.
Хувьсах гүйдэл гүйж байгаа аливаа дамжуулагчийн дотор өөрийн индукцийн ц.х.х үүсдэг. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд явагдах процесст өөрийн индукцийн үзэгдэл хэрхэн нөлөөлөхийг авч үзье. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд дамжуулагч утасны цахилгаан эсэргүүцэл тэгтэй тэнцүү ороомог холбогдсон байг.
Гүйдлийн хүч найраг хэлбэлзлийн
хуулиар өөрчлөгдөхөд
tIIMcos
L

ороомог дотор өөрийн индукцийн ц.х.х
үүсдэг.
tLIILMТsin
Энд L- ороомгийн индукцлэл,

-хувьсах гүйдлийн тойрог давтамж.
Ороомгийн цахилгаан эсэргүүцэл тэгтэй тэнцүү учраас аливаа агшинд ороомог дотор өөрийн индукцийн ц.х.х нь түүний хоѐр төгсгөл дээр үйлчлэх хүчдлийн хэмжээтэй тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлтэй.
tLIUMMsin
Тэгвэл ороомог доторх гүйдлийн хүч, найраг хэлбэлзлийн хуулиар өөрчлөгдөхөд, түүний хоѐр төгсгөл дээрх хүчдэл бас л найраг хэлбэлзлийн хуулиар, тэгэхдээ мөчийн ялгавартайгаар хувирна.Үүнд;
/2/ costLIUM
Үүнээс үзэхэд, ороомгийн хоѐр төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс

/2 мөчөөр түрүүлнэ.
LIUMM
ороомгийн 2 төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц болдог.
Ороомгийн 2 төгсгөл дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайцыг түүн дээрх гүйдлийн хүчний далайцад харьцуулсан харьцааг индукцит эсэргүүцэл гэнэ.
LIURMML

LRL
индукцит эсэргүүцэл
0
байхад
0LR
байна.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний багтаамжит эсэргүүцэл.
Конденсатор бүхий хувьсах гүйдлийн хэлхээнд явагдах процессыг авч үзье. Хэрэв конденсаторыг тогтмол гүйдлийн үүсгүүрт холбовол, хэлхээгээр хоромхон зуурын гүйдэл гүйж. конденсатор нь гүйдэл үүсгэгчийн хүчдэл хүртэл цэнэглэгдээд, дараа нь гүйдэл зогсоно Хэрэв цэнэглэгдсэн конденсаторыг
тогтмолгүйдэл үүсгэгчээс салгаад,
түүнийг улайсах чийдэнтэй залгавал,
C тэрээр цэнэгээ алдаж, чийдэн хоромхон
зуур гэрэлтэнэ.Конденсаторыг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд залгахад, тэрээр нэг бүтэн үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацааны турш цэнэглэгдэнэ. Хамгийн их хэмжээнд хүрснээс хойш, конденсаторын ялтас хоорондох хүчдэл буурсаар, үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацааны турш конденсатор цэнэгээ алдана. Дараачийн үеийн дөрөвний нэгтэй тэнцүү хугацаанд конденсатор дахин цэнэглэгдээд, түүний хос ялтас дээрх хүчдэлийн тэмдэг эсрэгээр солигдоно. Конденсаторын цэнэглэгдэх, цэнэгээ алдах үйл явц нь үйлчлүүлэн байгаа хувьсах хүчдлийн хэлбэлзлийн үетэй тэнцүү үетэйгээр салаавчлан явагдана.
Энэ процесс үелэн давтагдсны үр дүнд, хэлхээгээр хувьсах гүйдэл гүйнэ. ХГХ-нд конденсатортой цуваа холбосон улайсах чийдэн тасралтгүй тод асна. Учир нь гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн давтамж асар өндөр байх нөхцөлд хүний нүд чийдэнгийн утасны гэрэлтэлт үелэн сулрахыг ажиглан харж чадахгүй.
Конденсаторын ялтасууд дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайц хоорондын холбоог тогтооѐ. Конденсаторын ялтасууд дээрх хүчдэлийн өөрчлөлт найраг хэлбэлзлийн хуулиар явагддаг.
tUUmcos
Түүний ялтасууд дээрх цэнэгийн өөрчлөлт:
tCUUCqMcos
- хуулиар явагдана.: Конденсаторын цэнэгийн өөрчлөлтийн дүнд хэлхээгээр цахилгаан гүйдэл гүйнэ.
qI
. Иймээс хэлхээн доторх, гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл дараах хуулиар явагдана. Үүнд:
2cossintCUCUIMM
хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс
2
мөчөөр хоцорно
CUIMM
- гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайц
Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн далайцыг,гүйдлийн хүчний хэлбэлзлийн далайцын хэмжээнд харьцуулсан харьцааг багтаамжит эсэргүүцэл гэнэ.
CIURMMC1
буюу
CRC1
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний Омын хууль.
Цуваа холбогдсон идэвхитэй эсэргүүцэл, индукцит эсэргүүцэл, багтаамжит эсэргүүцэл гураваас тогтсон хэлхээ авч үзье. Хэрэв энэ хэлхээнд хувьсах хүчдэл үйлчлүүлвэл хувьсах гүйдлийн хүчний албадмал хэлбэлзэл үүснэ. Гүйдлийн хүч ба хүчдлийн хэлбэлзлийн далайц хоорондын холбоог тогтооѐ.
Аливаа агшинд, хэлхээний цуваа холбогдсон хэсгүүд дэх хүчдлийн хоромхон утгын нийлбэр нь үйлчилж байгаа хүчдлийн хоромхон утгатай тэнцүү.
CLRUUUU
(*)
Цахилгаан соронзон үйлчлэл гэрлийн хурдтайгаар тархдаг учраас хэлхээний цуваа холбогдсон бүх хэсгүүдэд гүйдлийн хүчний өөрчлөлт бараг нэгэн зэрэг явагдана. Иймээс цуваа хэлхээний бүх хэсэгт гүйдлийн хүчний хэлбэлзэл :
tIIMcos
- хуулиар явагдана.
Индукцит эсэргүүцэл дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзэлтэй мөчийн хувьд давхцана. Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс
мөчийн хувьд

/2-ээр хоцорно. Харин ороомог дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд  /2-ээр түрүүлнэ. Иймд (*) тэгшитгэлийг дараах дүрсээр бичиж болно. Үүнд:
2/cos2/coscostUtUtUUMMMLCR
Энд
MMMLCRUUU,,
идэвхитэй эсэргүүцэл, конденсатор , ороомог гурав дээрх хүчдлийн хэлбэлзлийн хамгийн их утга /өөрөөр хэлвэл далайц/.
Вектор диаграммын аргыг ашиглан ХГХ-н дэх бүх хүчдэлийн хэлбэлзлийн хамгийн их утгыг хэлхээний хэсэг бүр дээрх хүчдлийн хамгийн их утгаар илэрхийлж болно. Вектор диаграммыг байгуулахдаа идэвхитэй эсэргүүцэл дээрх
хүчдлийг гүйдлийн хүчний хэлбэлзэлтэй мөчийн хувьд давхцдаг болохыг харгалзах явдал чухал. Иймээс хүчдлийн хамгийн их утгыг дүрслэн буй
MRU
- веотор чиглэлийн хувьд гүйдлийн хүчний хамгийн их утгыг илэрхийлж байгаа
MI
-вектортой давхцана.
Конденсатор дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд  /2-ээр хоцорно. Иймээс
MCU
веотор
MI
веотороос 900 өнцгөөр хоцорно. Ороомог дээрх хүчдлийн хэлбэлзэл, гүйдлийн хүчний хэлбэлзлээс мөчийн хувьд /2-ээр түрүүлнэ. Иймээс
MLU
веотор
MI
вектороос 900 өнцгөөр түрүүлнэ.
Вектор диаграммын хэвтээ тэнхлэг дээрх
MMMLCRUUU,,
гурван векторын нийлбэр бүх хэлхээний хүчдлийн хоромхон утгатай тнэцүү. Иймээс нийт хүчдлийн хамгийн их утгыг тэдгээр гурван векторын нийлбэрээр олж болно.
мCмLмRMUUUU
Вектор диаграммаас бүх хүчдлийн хамгийн их утга :
22MMMCLRMUUUU
эсвэл
22CMLMMMRIRIRIU
22CLMMRRRIU
=
221CLRIM
Үүнээс :
221CLRUIMM
ХГХ-ний бүх эсэргүүцлийг Z үсгээр тэмдэглээд бичвэл :
221CLRZ
ХГХ-н дэх, гүйдлийн хүчний хамгийн их утга, хүчдлийн хамгийн их утга хоорондын холбоог бичвэл :
Үүнийг ХГХ-ний Омын хууль гэнэ.
Вектор диаграммаас харахад бүх хүчдлийн хэлбэлзлийн мөч
t
-тай тэнцүү. Иймээс нийт хүчдлийн хоромхон утгыг доорх томъѐогоор тодорхойлно. Үүнд :
tUUMcos
Вектор диаграммаас

анхны мөчийг олбол :
;1cos22ZRCLRIRIUUMMMRM
cos
-хэмжигдэхүүн ХГХ-ний чадлыг тодорхойлоход чухал үүрэгтэй.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний чадал.
ХГХ-н дэх хоромхон чадал :
tRIRIPM222cos
Нэг бүтэн үеийн дотор
2/1cos2t
байдаг учраас чадлын дундаж утга :
22RIPM
Хэрэв ХГХ-д R-идэвхитэй эсэргүүцэл, RL-индукцит эсэргүүцэлтэй ороомог, Rc-багтаамжит эсэргүүцэлтэй конденсатор байвал бүрэн хэлхээний Омын хуулиар
ZUIMM
гэж тодорхойлогдоно. ХГХ-ний дундаж чадлыг дахин бичвэл :
ZRUIPMM2
Үүнд
ZR/cos
гэдгийг харгалзан бичвэл :
cos2cosUIUIPMM
Z
U
I M
M 
Энд

гүйдлийн хүч хүчдэл хоѐрын хэлбэлзэл хоорондын мөчийн ялгавар.
I
-гүйдлийн хүчний үйлчлэгч утга,
U
- хүчдлийн үйлчлэгч утга. Дээрх томъѐоноос :
UIPcos
-энэ хэмжигдэхүүнийг чадлын коэффицент гэнэ.
cos
-бага бол энергийн ихээхэн хэсэг нь генератор ба хэрэглэгчийн хооронд цааш нааш урсаж, R эсэргүүцэл бүхий дамжуулагчийг халаан энергийн алдагдалд хүргэнэ. c  os-г ихэсгэснээр цахилгаан станцын генераторыг бүрэн ашиглаж, энергийн алдагдлыг багасгах УААА-н чухал ач холбогдолтой. Практикт c  os>0,85 байх шаардлагатай.
Хувьсах гүйдэл гарган авах, дамжуулах, хэрэглэх.
Генератор, трансформатор.
Цахилгаан энерги нь бусад дүрсийн энергиэс олон давуу талтай.
1. Цахилгаан энергийг маш бага алдагдалтайгаар алс зайд дамжуулна.
2. Хэрэглэгчдэд тохируулан хувиарлаж болно.
3. Хялбар төхөөрөмжөөр өөр төрлийн /механик, дулаан, гэрлийн/ энергид шилжүүлж болно.
4. Гүйдэл ба хүчдлийг хэрэгцээндээ тохируулан өөрчлөх боломжтой байдаг.
Цахилгаан энергийг алсад дамжуулахдаа гүйдэл хүчдлийг зайлшгүй өөрчлөх хэрэгтэй болдог.
Хувьсах гүйдлийн генератор түүний ажиллах зарчим.
Өөр дүрсийн энергийг цахилгаан энергид хувиргах байгууламжийг хувьсах гүйдлийн генератор гэнэ. Гальванйи элемент, электростатик машин, нарны батарей зэрэг нь генераторт хамаарна. Орчин үед электромеханик, индукцийн генераторууд хэрэглэгдэж байна. Эдгээр генератор механик энергийг цахилгаан энергит хувиргадаг. Хувьсах гүйдлийн генераторын ажиллах үндсэн зарчим нь индукцийн ц.х.х үүсэх явдал юм. Индукцийн генераторууд 2 үндсэн хэсэгтэй.
1. Индуктор – соронзон орон үүсгэгч цахилгаан соронзон буюу тогтмол соронзон
2. Якорь – хувьсах ц.х.х индукцлэх ороомог.
Соронзон орон дотор якорь эргэлдэхэд түүнийг нэвтлэн гарах соронзон урсгал өөрчлөгдөж якорийн ороомогт индукцийн ц.х.х үүснэ. Энэ хувьсах хүчдлийн
үйлчлэлээр гадаад хэлхээнд хувьсах гүйдэл үүснэ.Үл хөдлөх сор/орон /индуктор/дотор эргэлдэгч ороомог / якорь/ бүхий генераторыг бага хэмжээний хүчдэл гарган авахад хэрэглэдэг. Техникт хэрэглэдэг хувьсахгүйдлийн генераторт индуктор нь эргэх бөгөөд үүнийг ротор гэнэ. Харин якорь нь үл хөдлөх бөгөөд үүнийг статор гэнэ.
Генераторын ц.х.х-ийг ихэсгэхийн тулд түүний соронзон орныг ихэсгэх хэрэгтэй. Үүний тулд якорийн зүрхэвчийг гангаар хийж ротор, статор хоѐрын хоорондох завсрыг аль болохоор багасгадаг. Цахилгаан станцад цахилгаанаас бусад энерги /уурын, усны, атомын/ зарцуулан генераторын роторыг эргүүлж цахилгаан энерги гарган авна. ДЦС-дээр нүүрс, газрын тос /мазут, нефть/ шатаахад суллагдан гарах дотоод энерги нь усыг халаах, түүнийг уур блогон хувиргахад, уурыг цаашид халаахад зарцуулагдана. Өндөр даралттай, өндөр температур бүхий уурын урсгал уурын трубины роторын хүрзнүүд дээр тусч улмаар трубиныг эргүүлнэ. Уурын трубин, хувьсах гүйдлийн генератор хоѐр уурын урсгалын механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Мөн усны урсгал, нарны энерги, салхины хүчийг ашиглаж эхлээд байна.
Трансформатор түүний ажиллах зарчим, АҮК.
Цахилгаан станцын үүсгэж байгаа ц.х.х асар их хэмжээтэй. Гэтэл цахилгаан энерги хэрэглэгчдэд төдий л их биш хүчдэл хэрэгтэй. Цахилгаан энергийг дамжуулахад гарах алдагдлыг багасгахын тулд хүчдлийг маш их болгох шаардлагатай. Практикийн хувьд чадлын алдагдал бараг гаргахгүйгээр хүчдлийг нь олон дахин ихэсгэх буюу багасгаж хувьсах гүйдлийг өөрчлөх төхөөрөмжийг трансформатор гэнэ. Оросын эрдэмтэн П.Н.Яблочков ― Цахилгаан лаа ―-г зохион бүтээж түүнийгээ тэжээхийн тулд анх 1827 онд трансформатор ашиглажээ. Оросын эрдэмтэн Усагин трансформаторыг улам сайжруулсан байна.
Трансформатор нь битүү ган зүхэвчинд байрлуулсан 2 ороомгоос тогтоно. Хувьсах хүчдэл үүсгэгчтэй залгах ороомгийг анхдагч ороомог, хэрэглэгчтэй холбосныг хоѐрдогч ороомог гэнэ.
Трансформаторын ажиллагаа цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэлд үндэслэнэ. Трансформаторын 1-р ороомгоор хувьсах гүйдэл гүйхэд зүрхэвчинд хувьсах соронзон урсгал бий болж ороомог тус бүрт индукцийн ц.х.х үүснэ. Трансформаторын ган зүрхэвч соронзон орныг төвлөрүүлж, бараг бүх соронзон
урсгалыг зүрхэвчийн дотор нягтруулан түүний бүх хөндлөн огтлолын дагуу нэгэн ижил болгоно. Индукцийн Ц.Х.Х-ний агшин зуурын

, 1 ба 2-р ороомогт адилхан байна.
t
соронзон индукцийн урсгалаас хугацаагаар авсан уламжлал. Хэрэв
tMcos
бол
tMsin
болно.Тэгвэл
,sinteM
эсвэл
teeMsin
Энд
MM
- нэг ороодос дотор үүсэх ц.х.х-ний хамгийн их утга. n1 ороодос бүхий анхдагч ороомог дотор индукцийн бүх ц.х.х
11ne
n2 ороодос бүхий хоѐрдогч ороомог дотор индукцийн бүх ц.х.х
22ne
Эдгээрийг харьцуулвал:
2121nnee
Мөн
2211 U;eeU
байдгийг тооцвол
knneeUU212121
-хэмжигдэхүүнийг трансформацлах коэффицент гэж нэрлэдэг.
k> 1 байхад бууруулагч трансформатор, k<1 байхад өсгөгч трансформатор гэнэ.
Хоѐрдогч ороомогт ачаалал өгвөл /өөрөөр хэлвэл хэрэглэгч залгавал/ I2 гүйдэл 0 байхаа болино. Хоѐрдогч ороомог дотор үүссэн гүйдэл, зүрэвчинд өөрийн соронзон урсгалыг үүсгэдэг.
Хоѐрдогч ороомгийн хэлхээг залгахад, анхдагч ороомог доторх гүйдлийн хүч өөрөө аяндаа нэмэглэнэ. Анхдагч ороомгийн доторх гүйдлийн хүчний өсөлт нь энерги хадгалагдах хуулийн дагуу явагдана. Анхдагч хэлхээн доторх чадал, хоѐрдогч хэлхээн доторх чадалтайгаар ойролцоогоор тэнцүү байх ѐстой.
2211IUIU
буюу
1221IIUU
Энд
21,II
-2 ороомгийн гүйдлүүд.
Үүнээс үзэхэд трансформатораар хүчдлийг хэд дахин нэмэгдүүлэхэд, гүйдлийн хүчийг төчнөөн дахин багасгана гэсэн үг. Трансформаторын тусламжтайгаар цах/энергийг дамжуулах ба хувиарлах бүдүүвч. Хавсралт-1
%%100UIUI=100PP=1122БAη
- Үүнийг трансформаторын ашигт үйлийн коэффиценнт /АҮК/ гэнэ.
AP
-ашигтай чадал,
БP
- бүх чадал
Цахилгаан энергийг ашиглах.
Генераторын үйлдвэрлэсэн хувьсах гүйдлийг дамжуулагч утсаар цахилгаан энергийг хэрэглэгч бүрд хүргэдэг.‖ Цахилгаан энергийг хэрэглэгч‖ гэсэн нэр томъѐог, хэрэглэгдсэн энерги нь алга болчихдог тийм багаж, хэрэгсэл байдаг мэтээр ойлгож болохгүй. Байгаль, техникт явагдаж буй физикийн аливаа процесст энерги хадгалагдах хууль заавал биелэгддэг. Аливаа хэрэглэгчийн дотор хувьсах гүйдлийн энерги алга болдоггүй, харин нэг хэлбэрээс нөгөөд тэнцүү тоон хэмжээтэй шилждэг. Улайсах чийдэн, цахилгаан халаагч, цахилгаан индүүн дотор хувьсах гүйдлийн цахилгаан энерги нь халж байгаа биесийн дотоод энерги болон хувирдаг. Цахилгаан хөдөлгүүрийн тусламжтайгаар цахилгаан гүйдлийн энергийг механик энерги болгон хувиргадаг.
Цахилгаан соронзон долгион.
Цахилгаан соронзон долгионы хуваарь
Герцийн вибратор
Хувьсах соронзон орон хувьсах цахилгаан орныг үүсэгдэгтэй адилаар хувьсах цахилгаан орон хувьсах соронзон орныг үүсгэж болно гэдэг таамналыг Ж.К.Максвелл дэвшүүлж баталжээ. Ер нь хувьсах цахилгаан оронгүйгээр хувьсах соронзон орон, хувьсах соронзон оронгүйгээр цахилгаан орон байдаггүй. Иймд хувьсах цахилгаан ба соронзон орон нь бие биеээсээ салангид дангаараа оршдоггүй нэг нь нөгөөгөө үүсгэн нэгдмэл цахилгаан соронзон орныг бий болгодог. Цахилгаан соронзон орон байж болохыг Ж.К.Максвелл онолоор гаргаж Г.Герц туршлагаар нотолжээ.
Цахилгаан соронзон орон бол материйн онцлог хэлбэр бөгөөд биднээс үл хамааран бодитой оршдог. Хувьсах цахилгаан гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон хувьсах соронзон орныг, энэ хувьсах соронзон орон хувьсах цахилгаан орныг тус тус үүсгэдэг. Ингэж үүссэн хувьсах цахилгаан орон хувьсах соронзон орыг үүсгэх мэтээр цааш үргэлжлэн цахилгаан соронзон орон огторгуйд тархана.
Цахилгаан соронзон орон огторгуйд тархахдаа цахилгаан соронзон долгионыг үүсгэнэ. Цахилгаан соронзон орны Е ба В вектор харилцан перпендикуляр бөгөөд долгион тарах чиглэлд бас перпендикуляр байна. Иймд цахилгаан соронзон долгион хөндлөн долгион юм
Гармоник цахилгаан соронзон долгионыг харилцан перпендикуляр хоѐр хавтгай дээр тус
бүр нэг синусойдоор дүрсэлж болно. ЦСД-ы цахилгаан орны

хүчлэг Е ба соронзон орны индукц В-ийн фаз давхцаж байдаг .
ЦСД вакуумд 3*108 м/с хурдтай тархдаг бөгөөд бусад орчинд тархах хурд тэрхүү орчны цахилгаан соронзон шинж чанараас хамаарч
C
байдаг. Үүнд

-орчны соронзон нэвтрүүлэх чанар

- орчны диэлектрик нэвтрүүлэх чанар юм.
Хэлбэлзэж байгаа цэнэгүүд ЦСД-ыг цацна. Цэнэгүүд хэлбэлзэхээс гадна хурд нь өөрчлөгдөхөд Ц.С.Д цацдаг бөгөөд цэнэгийн хөдөлгөөний хурдатгал их бол цацаж байгаа долгионы эрчим их байна. Цахилгаан соронзон долгион бол нэг нь нөгөөгөө үүсгэдэг харилцан перпендикуляр, үелэн хувьсагч цахилгаан, соронзон орнуудын систем мөн. Үелэн хувьсагч цахилгаан соронзон орон, хэлбэлзэгч цэгүүдээс бүх чиглэлд цахилгаан соронзон долгион үүсгэн тархана.
Герцийн вибратор. Хүчтэй ЦСД-ыг цацахад хэлбэлзлийн задгай хүрээ болох Герцийн вибраторыг ашигладаг. Хэлбэлзлийн битүү хүрээний конденсаторын ялтасуудын талбайг багасгаж бие биеээс нь холдуулахын зэрэгцээ ороомгийн ороодсын тоог цөөрүүлвэл эцэстээ хэлбэлзлийн задгай хүрээ болох вибратор үүснэ.
С L Хэлбэлзлийн Хэлбэлзлийн
битүү хүрээ задгай хүрээ
Герцийн вибраторт хэлбэлзэл үүсгэхийн тулд генератортой холбоно.
Радио холбооны зарчим , Модуляц ба демодуляц
Радио долгионоор яриа, дуу, хөгжмийг алсад нэвтрүүлдэг радио телефон холбооны зарчмыг товчхон авч үзье. Дууны долгион агаарт 340 м/с хурдтай тархдаг бөгөөд эрчим нь нилээд сулардаг учир алс зайд дамжуулах боломжгүйюм. Дууны дохиог микрафон хэрэглэн цахилгаан дохио болгон хувиргаж болох боловч энэ дохио давтамж багатай учир агаарт цацагдахад тохиромжгүй. Иймд цацахад
хялбар радио давтамжтай дохиог ашиглан дууг алсад дамжуулна. үүний тулд микрафоноор бий болгосон дууны давтамжтай цахилгаан дохиог радио давтамжтай дохионд үүрүүлнэ. Энэ процессыг модуляц гэнэ. Модуляцлах процесс нь радио давтамжтай дохионы аль нэг параметрийг дууны дохионы хуулиар өөрчлөх явдалд үндэслэдэг ба модуляцлах далайцын, давтамжийн, фазын зэрэг олон арга байдаг.
i t t t
Зураг1 Зураг2 Зураг3
Зураг 1. Дууны давтамжийн хуулиар өөрчлөгдөж байвал
далайцын модуляц гэнэ. Зураг 2 . Зөөгч гэж нэрлэдэг радио давтамжтай дохионы
далайц /дууны давтамж/
Зураг 3. Модуляцлагдсан дохио
Модуляцлагдсан өндөр давтамжийн дохиог нэвтрүүлэх антенд өгөхөд хүрээлэн байгаа огторгуйд хурдан өөрчлөгдөх цах/сор орон үүсэхн ба энэ нь ЦСД-ы хэлбэрээр огторгуйд тархана.Энэ ЦСД хүлээн авах антенд хүрч очоод нэвтрүүлэгчийнхтэй адил давтамжтай хувьсах гүйдлийг шууд үүсгэнэ. Антенд ирсэн өндөр давтамжтай модуляцлагдсан хэлбэлзлээс хүлээн авагч нам /дууны/ давтамжтайг нь ялгана. Дохиог хувиргах энэ процессийг демодуляц буюу детекцлэх гэнэ. Детекцлэсний дараа ярих дохио нь микрафоны үүсгэсэн дохиотой адил байна. Энэ дохиог өсгөсний дараа чанга яригч буюу чихэвчээр дуу болгон хувиргаж бид сонсдог байна.
Нэвтрүүлэх антен Хүлээн авах
чанга
Өндөр давтамжтай хувсах гүйдэл
Детектор
Модурятор
яригч
чанга яригч
Микрафон Радио нэвтрүүлгийн бүдүүвч
Микрафоны үүсгэсэн дууны давтамжтай цахилгаан дохиогоор радио давтамжтай хэлбэлзлийн далайцыг өөрчилдөг төхөөрөмжийг модулятор гэнэ. Хүлээн авагчийн авсан модуляцлагдсан дохионоос нам давтамжтайг нь ялгах үүргийг детектор гүйцэтгэнэ.
антен
Д Хамгийн хялбар хүлээн авагч бол
детекторын хүлээн авагч юм.
L С С1 Ороомог, конденсатор бүхий
хэлбэлзлийн хүрээг хүлээн авах
Т1 станцын двтамжинд резонанс
Газардуулагч болж байхаар тохируулна.
Модуляцлагдсан өндөр давтамжтай дохио хэлбэлзлийн хүрээнд үйлчилж резонанс болсны дараа детекторт очино. Детектор Д цахилгаан гүйдлийг нэг тийш нэвтрүүлдэг тул түүгээр өнгөрөхдөө дохио нь өндөр ба дуууны давтамжтай хоѐр байгуулагч бүхий лугшигч гүйдэл болно. Диодоор өнгөрмөгц энэ гүйдэл салаалж өндөр давтамжтай байгуулагч нь С1 конденсатороор нэвтрэх тул дууны давтамжтай гүйдэл ачааллын үүргийг гүйцэтгэж буй Тл телефоноор нэвтрэн дууг үүсгэх бөгөөд үүнийг бид сонсдог.
Мэдээллийг зөөж яваа радио долгион нэвтрүүлэгчээс хүлээн авагчид хүрч очихдоо хүрээлэн байгаа орчноор дамжин тархана. Радио долгионы тархалтад дэлхийн гадаргын хэлбэр, шинж чанар, агаар мандлын төлөв нөлөөлдөг. Энэ нөлөө янз бүрийн урттай долгионд харилцан адилгүй байдаг онцлогтой.
Зурагт радиогийн нэвтрүүлэг, түүнийг хүлээн авах.
Радио долгионыг зөвхөн дуу авиаг төдийгүй дүрсийг дамжуулахад ашигладаг. Нэвтрүүлэх станц дээр дүрсийг тодорхой дэс дараалалтай олон тооны цахилгаан
дохио болгон хувиргадаг. Эдгээр дохионы тусламжтай гаар генераторын боловсруулсан өндөр давтамжит Ц.С.Х-ийг модуляцалдаг. Модуляцлагдсан Ц.С.Д алс зайд мэдээллийг зөөж тархдаг. Хүлээн авагчийн дотор урвуу хувиргалт явагддаг. Өндөр давтамжит модуляцлагдсан хэлбэлзэл детекторлагдаж гарсан дохиог харагдах ддүрс болгон хувиргадаг. Хөдөлгөөнийг дамжуулахын тулд киноны зарчмыг ашигладаг.
Цахилгаан соронзон
долгионы хуваарь
Долгионы ангилал

-долгионы урт
/м-ээр/

-долгионы давтамж
/Гц-ээр/
Нам давтамжит долгион
105-аас их
31030
хүртэл
Радио долгион
Хэт урт
451010
43103103
Урт
341010
54103103
Дунд
231010
65103103
Богино ба хэт богино долгион
Метрийн
1100
86103103
Дециметрийн
1,01
98103103
Сантиметрийн
01,001
109103103
Миллиметрийн
001,001,0
1110103103
Имфра /хэт/ улаан цацраг
73106,7102
1411104105,1
Үзэгдэх гэрэл
Улаан
910620760
1210483395
Улбар шар
910590620
1210508483
Шар
910560590
1210536508
Ногоон
910500560
1210600536
Хөх
910480500
1210625600
Цэнхэр
910450480
1210666625
Ягаан
910380450
1210789666
Ультра /хэт/ ягаан цацраг
97103108,3
171410108
Рентген цацраг
1281010
2016103103

-гамма цацраг
1110
-ээс бага
19103
-ээс их
Цахилгаан соронзон долгионы шинж чанар, хуваарь.
ЦСД нь диэлектрикийн дотор шингэж, сарниж, металл хавтгайгаас ойж, хоѐр орчны зааг дээрээс хугарахаас гадна интерференцлэгдэж, дифракцлагдаж, туйлширдаг шинж чанартай. ЦСД нь долгионы уртын хувьд маш өргөн цараатай 104-10-12м байна.
ЦСД–ыг дотор нь радиоцацрал,оптикцацрал, гамма цацраг гэж үндсэн 3 хэсэгт хуваадаг.
Хэт урт, урт, дунд, богино, хэт богино
Цөмийн процессуудын
үед үүсэх
цахилгаан соронзон цацрал
Өндөр давтамжтай хувьсах гүйдлээр үүсэх цахилгаан соронзон цацрал
Инфра улаан, үзэгдэх гэрэл,
ультра ягаан, рентген цацраг
Атомын электронууд болон молекул дахь цахилгаан цэнэгүүдээр үүсэх
Радио долгионоос эхлээд рентген цацраг хүртэл Ц.С.Д –ыг долгионы урт болон давтамжаар нь байрлуулсаныг Ц.С.Д-ы хуваарь гэнэ.
Оптик
Гэрэл шулуун тарах, фотометрийн үндсэн ухагдахуунууд.
Оптикийг дотор нь геометр оптик ба фотометр гэж хоѐр ангилна. Гэрлийн мөн чанарыг авч үзэхгүйгээр гэрлийн энерги тарах процессыг судлах оптикийн бүлгийг геометр оптик гэнэ. Геометр оптик дараах гурван хуульд тулгуурлана.
1. Гэрэл шулуун тарах,
2. Гэрэл ойх хууль
3. Гэрэл хугарах хууль
Гэрэл шулуун тарах чигийг тодорхойлж байгаа шулууныг гэрлийн цацраг гэнэ. Гэрэл нь цахилгаан соронзон долгион юм. Долгионы үед энерги шилждэг учир гэрлийн цацраг нь гэрлийн энерги тарах чигийг зааж өгнө. Гэрэл үүсгэгчийн бүх чиглэлд гэрэл тардаг. Иймд гэрэл үүсгэгчээс татсан шулуун бүхэн гэрлийн цацраг болно. Гэрэл шулуунаар тардагийн тод илрэл нь биеийн сүүдэр үүсэх нөхцөл юм.
1. Гэрэл үүсгэгчийн хэмжээ бага байвал түүний үүсгэх сүүдэр нь тод бөгөөд жигд гэрэлтүүлэлттэй байна. Үүнийг бүтэн сүүдэр гэнэ. Зураг 1
Бүтэн . Хагас буюу
сүүдэр бүдэг сүүдэр
Гэрэл Бие
үүсгэгч Дэлгэц Гэрэл Бие
үүсгэгч
Зураг 1 Зураг 2
Сүүдэр байгаа хэсэгт гэрэлийн энерги байхгүй. Лааны гэрэлд биеийн бүтэн сүүдэр үүсдэг.
2. Том хэмжээний гэрэл үүсгэгч нь жигд биш гэрэлтүүлэлттэй сүүдэр үүсгэнэ. Үүнийг хагас буюу бүдэг сүүдэр гэнэ. Зураг 2
3. Гэрэл шулуун тарах чанарыг ашиглан жижиг нүхээр биеийн дүрсийг үүсгэж болно. А1 В1 гэрэлт цэгийн бөөгнөрөл нь биеийн дүрс болно. Кино гарах зарчим үүн дээр үндэслэнэ. Зураг 3
А Жижиг нүхээр биеийн дүрс
В1 үүсгэхэд дүрс уруугаа харж
үүсдэг учир кино хальсаа
В А1 буруу харуулж цэнэглэнэ. Зураг 3
Фотометрийн үндсэн ухагдахуунууд
Гэрлийн энергийг хэмждэг аргуудыг судалдаг оптикийн бүлгийг фотометр гэнэ. Гэрлийн энргийг а. Гэрлийн урсгал б. Гэрлийн хүч в. Гэрэлтэлт г. Тод гэрэлтэлт д. Гэрэлтүүлэлт е Гэрэлтүүлэлтийн хуулиуд гэсэн үндсэн хэмжигдэхүүнүүдээр тодорхойлдог. .
Орчиндоо гэрэл цацруулдаг биетийг гэрэл үүсгэгч гэнэ. Гэрэл үүсгэгчийг байгалийн ба хиймэл гэрэл үүсгэгч гэж ангилна. Байгалийн гэрэл үүсгэгчид нар, од, сар юм. Бүх энергийн нөөц нартай холбоотой. Хиймэл гэрэл үүсгэгчид лаа, шүдэнз, зул, чийдэн, түүдэг гал орно. Цахилгаан гэрлээр дамжуулагч улайсахад, хий дотуур цахилгаан ниргэлэг үүсэхэд гэрэл цацруулна. Гэрэл үүсгэгчийг бас дулаан гэрэл үүсгэгч /лаа, шүдэнз, зул, чийдэн, түүдэг гал, нар/, хүйтэн гэрэл үүсгэгч /өдрийн гэрэл, гэрлэн чимэглэл/ гэж хуваана. Гэрэл үүсгэгч нь үйлчлэлийг тооцож байгаа зайтай жишихэд маш бага бол цэгэн гэрэл үүсгэгч гэнэ. Энэ нь хийсвэр ухагдахуун.
а. Гэрлийн урсгал -
Ф
: Цэгэн гэрэл үүсгэгчээс нэгж хугацаанд гарч байгаа гэрлийн энергиэр тодорхойлогдох хэмжигдэхүүнийг гэрлийн урсгал гэнэ.
tW=Ф
:
W
- гэрлийн энерги,
[]=Ф
Люмен /Лм/
б. Гэрлийн хүч -
J
: Гэрлийн урсгалыг энэ урсгал тарах огторгуйн өнцөгт харьцуулсан харьцааг гэрлийн хүч гэнэ.
ΩФ=J
;
КанделJ
/Кд/,
[]Ω
- огторгуйн өнцөг,
[]адианСт=Ωр
/Стр/ Тухайн цэгийг тойрсон бөмбөрцөгт огторгуйн өнцгийн хэмжээ
π4
байна. Иймд:
J•4=Ф⇒4Ф=Jππ
болно.
Нэг кандел гэрлийн хүчтэй цэгэн гэрэл үүсгэгчээс 1 страдиан өнцгөөр цацрах гэрлийн урсгал 1 люмен байна.
в. Гэрэлтэлт -
R
: Үүсгэгчийн нэгж гадаргаас цацрах гэрлийн урсгалаар илэрхийлэгдэх хэмжигдэхүүнийг гэрэлтэлт гэнэ.
SФ=R
;
S
- гэрэл үүсгэгчийн гэрэл цацруулах талбай.
г. Тод гэрэлтэлт – B: Гэрэл үүсгэгчийн гадаргын нэгж талбайгаас тодорхой чиглэлд цацах урсгалыг тод гэрэлтэлт гэнэ.
XSJ=•SJ=•S•ΔΩФΔ=Bcoscos
:
[]B
=Кд/м2
S
n
ΔΩ
SSХ
- талбайн гэрэл цацруулах
чиглэлийн дагуу харгалзах талбай.
ΔΩ- S талбайг багтаасан огторгуйн
Зураг 4
cos•S=SX
өнцөг
фΔ
- Гэрэл үүсгэгчийн гадаргын S талбайгаас гадаргын нормальтай Ө өнцөг үүсгэх чиглэлд цацах
урсгал. Тод гэрэлтэлт чиглэл бүрд өөр өөр байна.
д. Гэрэлтүүлэлт -
E
: Тухайн биеийн нэгж гадаргад эгцээр тусах гэрлийн урсгалтай тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүнийг гэрэлтүүлэлт гэнэ.
;SФ=E
[]=E
Люкс /Лю/.
S- гэрэлтэх талбай.
е Гэрэлтүүлэлтийн хуулиуд: Цэгэн гэрэл үүсгэгчээс гарсан гэрэл түүнээс түүнээс янз бүрийн зайд орших биеийг өөр өөр гэрэлтүүлнэ.
SФ=E
томъѐонд
J•4=Фπ
ба
2R4=Sπ
томъѐог орлуулвал
202RJ=E⇒R•4J•4=Eππ
болно. Тэгвэл гадаргын гэрэлтүүлэлт нь гэрлийн хүчтэй шууд, энэ гадаргаас гэрэл үүсгэгч хүртлэх зайн квадратад урвуу хамааралтай гэсэн гэрэлтүүлэлтийн 1-р хууль болно. Гэрэл тусч буй гадаргад гэрлийн цацраг
α
өнцөг үүсгэсэн бол энэ томъѐо дараах хэлбэртэй болно.
αcos0E=E
буюу
2RJ=Eαcos
байна. Үүнээс үзэхэд гадаргын гэрэлтүүлэлт нь гэрлийн хүч,туссан цацрагийн тусгалын өнцгийн косинуст шууд, энэ гадаргаас гэрэл үүсгэгч хүртлэх зайн квадратад урвуу хамааралтай гэсэн гэрэлтүүлэлтийн 2-р хууль болно
Хэд хэдэн гэрэл үүсгэгч байвал нийт гэрэлтүүлэлт нь үүсгэгч тус бүрийн гэрэлтүүлэлтийн нийлбэртэй тэнцүү. Гэрэлтүүлэлтийг люксметрээр хэмждэг. Орон байр ажлын өрөөг гэрэлтүүлэх норм өөр өөр байна. Жишээ нь: Ном уншихад 50Лк, зураг зурахад 200Лк гэх мэт. Төрөл бүрийн үүсгэгчийн гэрлийн хүчийг хэмжихэд зориулсан багажийг фотометр гэнэ.
Гэрэл ойх үзэгдэл , түүний хуулиуд
Гадаргуу дээр туссан гэрлийн зарим нь тухайн орчинд чиглэлээ өөрчлөн тархах үзэгдлийг гэрэл ойх гэнэ. Зураг 5. Хүн юмыг нүдээр үзэж байгаа нь туссан гэрэл биеэс ойсны баталгаа юм. Туссан гэрлийн зарим энерги биед шингэдэг учраас бие халдаг. Гэрэл туссан гадаргуугийн шинж чанараас хамаарч гэрлийн ойлт янз бүр байна. Гадаргуу тэгшхэн бол туссан гэрлийн цацрагууд нэг чигт ойно. Үүнийг гэрлийн толин ойлт гэнэ. Зураг 6. Нарийн зүлгэсэн металл толь зэрэг нь гэрлийг толинд ойлгоно. Гадаргуу барзгар бол туссан гэрлийн цацрагууд сарних буюу бололцоотой бүх чиглэлд ойно. Үүнийг гэрлийн диффузэн ойлт гэнэ. Зураг 7.
α
β
Зураг 5 Зураг 6 Зураг 7
Гэрэл ойх хууль: 1. Гэрлийн ойсон ба туссан цацраг хоѐр орчны зааг дээр тусгалын цэгээс босгосон перпендикуляр нэг хавтгайд оршино.
α
- тусгалын өнцөг, β -хугаралын өнцөг.
2. Тусгалын өнцөг ойлтын өнцөгтэй тэнцүү. Энэ өнцөг байраа солих чадвартай.
Хавтгай толь түүнд дүрс байгуулах: Гэрлийг толин ойлгодог хавтгай гадаргууг хавтгай толь гэнэ. Гэрэлтэгч А цэгийн дүрсийг хавтгай толинд байгуулъя. Зураг 8.
S 1. OS=OS/
O 2.Биеийн хэмжээ дүрсийн
хэмжээ тэнцүү
S/ Зураг 8 Хавтгай толь 3.Дүрс ойсон цацрагийн
огтлолцол дээр үүсч буй учир хуурмаг дүрс байна. Бөмбөлөг толь түүнд дүрс байгуулах
Гэрлийг толин ойлгодог бөгөөд бөмбөлөг сегмент хэлбэртэй гадаргууг бөмбөлөг толь гэнэ. Бөмбөлөг толийг гүдгэр хүнхэр гэж хуваана. Толин гадаргуу нь гадна талдаа бол гүдгэр толь гэнэ. Толин гадаргуу нь дотор талдаа бол хүнхэр толь гэнэ. Зураг 9
Сегментийг огтлон авсан бөмбөрцгийн
төвийг оптик K төв/О/ гэнэ.
2. Бөмбөлөг сегментийн оройг
толины орой /Р/ гэнэ.
3.Толины оптик төвийг дайрах шулуун шугам бүрийг толины
оптик тэнхлэг /ОК,ОР,ОМ/ гэнэ.
4. Оптик тэнхлэгүүдээс толины оройг дайрсаныг толины оптик гол тэнхлэг /ОР/ гэнэ.
5.Оптик гол тэнхлэгтэй параллелиар туссан цацраг ойсны дараа гол оптик тэнхлэгийн огтлох цэгийг /F/ толины фокус гэнэ.
6.Толины оройгоос фокус хүртэлх зайг толины фокусын зай гэнэ.
7.Фокусыг дайрч гарсан, гол оптик тэнхлэгтэй перпендикуляр хавтгайг фокусын хавтгай гэж нэрлэнэ. Бөмбөлөг толинд дүрс байгуулахдаа дээрх толины чанарууд болон зам нь тодорхой дараах цацрагуудыг ашиглана.
1. Гол оптик тэнхлэгт параллелиар туссан цацраг толиноос ойсны дараа фокусыг дайрна.
2. Фокусыг дайрч туссан цацраг толины гол оптик тэнхлэгтэй параллелиар буцаж ойно.
3. Толины оройг дайран туссан цацрагийн ойсон цацраг нь туссан цацрагтай тэгш хэмтэй.
4. Толины төвийг дайран туссан цацраг чиглэлээ өөрчлөхгүй.
Энэ 4 цацрагийн хоѐрыг л авч биеийн дүрсийг байгуулж болно.
А
A A1
B1
В O F F B1 F O
A1
Зураг 10 Зураг 11
Хүнхэр толинд бодит, урвуу, багассан дүрс үүссэн байна. Харин гүдгэр толинд хуурмаг, зөв, багассан дүрс үүссэн байна.
- Биеийн дүрс ойсон цацрагуудын огтолцлолоор үүсч байвал дүрсийг бодит харин ойсон цацрагуудын үргэлжлэлийн огтолцлолоор үүсч байвал хуурмаг дүрс гэнэ.
- Бие дүрс хоѐр гол оптик тэнхлэгийн 1 талд оршиж байвал зөв, хоѐр талд оршиж байвал урвуу дүрс гэнэ. Бөмбөлөг толинд үүссэн дүрс шууд ба урвуу, бодит ба хуурмаг аль нь ч байж болно.
b1+a1=F1=D
томъѐог толины томъѐо гэнэ.
a- Биеэс толины орой хүртэлх зай, b- Дүрсээс толины орой хүртэлх зай, R-толины радиус F= 2/R фокусын зай
Гэрлийн дотоод бүрэн ойлт, Оптикийн хувьд нягт орчноос сийрэг орчинд гэрэл нэвтрэхэд гэрэл хугарах хууль ѐсоор
βα<
байх учир тусгалын өнцгийг зугуухан ихэсгэхэд хугарлын өнцөг мөн ихэссээр түрүүлж
090=2=πβ
-тай тэнцүү болно. Энэ нь 2-р орчинд гэрэл нэвтрэхгүй болно гэсэн үг бөгөөд, 2-р орчны заагт туссан гэрэл бүгд буцаж ойно гэсэн үг. Энэ үзэгдлийн гэрлийн дотоод бүрэн ойлт гэнэ.
Дотоод бүрэн ойлт болох тусгалын өнцгийг
2•n=•n2x1παsinsin
нөхцөлөөс олж болно.

–ийг дотоод ойлтын өнцөг гэнэ. Усанд 490, хоолны давс, болорт 420, алмазад 240 байдаг. Хэрэв гэрэл оптик сийрэг орчноос нягт орчинд нэвтэрч байвал x α -ээс их өнцгөөр хугарсан цацраг олдохгүй гэсэн дүгнэлт гарна. Энэ тохиолдолд x α -ийг хязгаарын өнцөг гэж нэрлэнэ.
Гэрэл хугарах, түүний хуулиуд хууль
Гэрэл хугарах үзэгдэл. Тунгалаг 2 орчны зааг дээрээс гэрэл ойхоос гадна 2-р орчинд чиглэлээ өөрчлөн тархах үзэгдлийг гэрэл хугарах гэнэ. Жишээ нь: Стакан, тогоотой усанд дүрсэн халбага шанага тахирласан харагддаг. Мөн усан дотор зогсож буй хүний хөл пагдгар богиноссон юм шиг харагддаг. Гэрлийн хугарсанаас болж биеийн хэлбэр дүрс хэмжээ байрлал өөрчлөгдөнө.
α
Агаар ,1-р орчин
гнцөө хугарлын- гнцөө тусгалын- βα
β
Ус, 2-р орчин
Зураг 12
Гэрэл хугарах хуулиуд. Гэрэл хугарах хуулийг 1620 онд Снеллиус, 1637 онд Декарт нар туршлагаар тодорхойлж дараах байдлаар томъѐолжээ.
1. Гэрлийн туссан ба хугарсан цацраг нь 2 орчны зааг дээрх гэрэл туссан цэгт босгосон перпендикуляртай нэг хавтгайд оршино.
2. Тусгалын өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синуст харьцуулсан харьцаа нь тухайн 2 орчинд тогтмол хэмжигдэхүүн байна. Үүнийг 1-р орчинтой харьцуулсан 2-р орчны харьцангуй
хугарлын илтгэгч гэнэ
βαSinSin=n
Мөн харьцангуй хугаралын илтгэгчийг
2121=nn=nυυ
гэж тодорхойлдог.
1n
- 1-р орчны хугаралын абсолют илтгэгч,
2n
- 2-р орчны хугаралын абсолют илтгэгч,

-1-р орчинд гэрэл тарах хурд,

- 2-р орчинд гэрэл тарах хурд. Практикт орчны хугаралын илтгэгчийг агаартай харьцуулж авдаг. Хугаралын илтгэгч ихтэй орчинг
оптикийн хувьд нягт орчин, багатайгий нь нягт багатай орчин гэнэ. Иймд 2
1
2
1 =
n
n
n =
υ
υ
=
βαSinSin
байна.
Линз, линзэнд дүрс байгуулах
Линзийн томъѐо шугаман өсгөлт
Линзийн тухай. Хоѐр буюу нэг талаасаа бөмбөлөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан тунгалаг биетийг линз гэнэ. Линзийг оптик үйлчлэлээр нь 2, гадаргын хэлбэрээр нь 6 ангилдаг.
Бодит фокустай. +F гэж авна Хуурмаг фокустай -F гэж авна
Линз, линзний ангилал, шинж чанар
Сарниулагч
/Хүнхэр/
Цуглуулагч
/Гүдгэр/
1. Хавтгай гүдгэр
2. Давхар гүдгэр
3. Хүнхэр гүдгэр
Хоёр буюу нэг талаасаа бөмбөлөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан тунгалаг биетийг линз гэнэ.
1. Хавтгай хүнхэр
2. Давхар хүнхэр
3. Гүдгэр хүнхэр
1 2. 3.
Линз бүр хоёр фокустай.
Линзийн чанарууд
1. Гэрлийн цацрагууд чиглэлээ өөрчлөхгүйгээр дайран гарах линзийн цэгийг линзийн оптик төв гэнэ.
2. ОР- оптик гол тэнхлэг
3. F- Линзийн фокус
4.
РF
- Линзийн фокусын зай
5.
⊥OP ∈Fαα,
хавтгайг фокусын хавтгай гэнэ.
6.
F1=D
линзийн оптик хүч
-
1. 2. 3.
Линзэнд дүрс байгуулах. Линзэнд дүрс байгуулах нь толинд дүрс байгуулахтай үндсэндээ адилхан. Толинд ойсон цацрагуудын огтлолцолдээр дүрс үүсдэг бол харин линзэнд хугарсан цацрагуудын огтлолцол дээр үүсдэг ялгаатай. Дүрс хугарсан цацрагуудын огтлолцол дээр үүссэн бол бодит, харин хугарсан цацрагийн үргэлжлэлийн огтлолцол дээр үүссэн бол хуурмаг дүрс гэнэ. Линзэнд дүрс байгуулахдаа дээрх линзийн чанарууд болон зам нь тодорхой дараах цацрагуудыг ашиглана.
1. Линзийн оптик гол тэнхлэгтэй параллель туссан цацраг линзээр хугарсны дараа түүний фокусыг дайрна.
2. Линзийн фокусыг дайран туссан цацраг линзээр хугарсны дараа оптик гол тэнхлэгтэй параллель чиглэлтэй байна.
3. Линзийн оптик төвийг дайрсан цацраг чиглэлээ өөрчлөхгүй.
Линзэнд дүрсийг байгуулахдаа биеэ цэгүүдээс тогтсон гэж үзээд захын цэгүүдийн дүрсийг дээрх аргаар байгуулна.
A
B B1 A
A1
B F o F B
F B1 O
1. Бодит 1. Хуурмаг
2. Урвуу 2. Зөв
3. Багассан Зураг 13 3. Багассан Зураг 14
Линзийн томъѐо. Линзийн зузаан нь түүний аль ч гадаргын радиусаас олон дахин бага байвал нэмгин линз гэнэ. Нэмгин линзийг оптикт өргөн хэрэглэдэг. Иймд линзийн фокусын зай F, биеэс линз хүртлэх зай
a
, линзээс дүрс хүртлэх зай
b
гурвыг холбосон дараах томъѐог нэмгин линзийн томъѐо гэнэ.
b1+a1=F1=D
нэмгин линзийн томъѐо
Линзийн оптик хүчийг хоѐр гадаргын муруйлтын радиус R1, R2 ба хугаралын илтгэгч n-ээр илэрхийлж болно.
())(21R1+R1•1n=F1=D
Линзийн шугаман өсгөлт. Цуглуулагч линзэнд фокусын зайг эерэгээр, саринуулагч линзэнд сөрөгөөр авдаг. Линзэнд байгуулсан дүрс биеэс линз хүртлэх зайнаас хамаарч хэмжээ нь янз бүр байдаг. Дүрсийн шугаман хэмжээ H-ийг дүрсийн шугаман хэмжээ h-д харьцууулсан харьцааг линзийн шугаман өсгөлт гэнэ..
ab=hH=k
1>k.
бол өсгөх линз,
1<k.
бол багасгах линз гэнэ. Бие гүдгэр линзийн хаана байрласнаас хамаарч дүрс нь янз бүрийн газарт, томорсрон ба жижгэрсэн, зөв ба урвуу, бодитой ба хуурмаг байдаг.
1. Бие 2F-ээс хол
()F2>a
зайд орших тохиолдолд бодит,урвуу, багассан дүрс линзийн цаад талд
()F2<b<F
зайд үүснэ.
2. Бие арай ойрхон
()F2<a<F
зайд байрласан байвал бодит,урвуу, томорсон дүрс линзийн цаад талд
()F2<b
зайд үүснэ.
Гэрлийн долгион
Гэрлийн интерференц, түүнийг хэрэглэх
.Дифракц , дифракцийн тор
.Туйлшрал , гэрэл цахилгаан соронзон долгион болох нь
.Гэрлийн хурд, Гэрлийн даралт
Гэрлийн интерференц: Савангийн хөөсний гадаргуу болон усан дээр тогтсон нефтийн нимгэн давхарга солонгорон харагддагийн учрыг Английн эрдэмтэн Юнг анх шинжлэх ухааны үндэслэлээр тайлбарлажээ.
Юнг тайлбарлахдаа хөөс ба нефтийн солонгорч буй гадаргууг нимгэн хальс гэж үзнэ. Нимгэн хальсны доод ба дээд гадаргуугаас ойсон гэрлийн долгионууд нэг гэрэл үүсгэгчээс гарсан бөгөөд хальсны зузаан нь тухайн цэгт тогтмол байна. Иймээс энэ 2 долгионы урт нь ижил, фазын ялгавар нь тогтмол когерент долгионууд байна.
Гэрлийн когерент долгионууд давхцан тарахад интерференцийн үзэгдэл үүссэний улмаас хальс солонгорон харагджээ гэж тайлбарласан. Интерференц нь долгиолог процесуудаас үүсэх тул дээрх үзэгдэл нь гэрэл долгиолог , чанартайг батална.Үүнээс үндэслэн дараах тодорхойлтыг гаргасан. Гэрлийн когернет долгионууд давхцаад тархахад нийлбэр хэлбэлзлийн далайц ихсэх ба багассанаас гэрэлт болон бараан судлууд үүсэх үзэгдлийг гэрлийн интерференц гэнэ.
Нимгэн хальсны доод гадаргуугаас ойсон долгион нөгөө долгионоос бүхэл тоон долгионы
уртаар хоцорвол нийлбэр хэлбэлзлийн далайц ихсэж гэрэлт судал үүснэ.
λ•k=dΔ
энд

-хоѐр долгионы явсан замын ялгавар,
λ
- долгионы урт,
....,,210=k
Харин энэ ялгаа сондгой тооны долгионы уртын хагастай тэнцүү байвал нийлбэр хэлбэлзэлийн далайц тэг болж, бараан судал үүснэ.
2••k=dΔλλ)(
энд .... k = 0,1,2
Ингэхлээр, когерент долгионууд давхцан тархахад, гэрэлт болон бараан судлууд салаавчилсан интерференцийн тогтвортой зараглал үүсдэг.
Янз бүрийн урттай долгион тус бүр интерференцлэхийн тулд хальсны зузаан нь өөр өөр байх шаардлагатай. Иймээс жигд биш зузаантай нимгэн хальсан дээр цагаан гэрэл тусгахад солонгын өнгө харагддаг байна. Интерференцийн тогтвортой зургийг Ференел хос талт призмээр, Ньютон хавтгай гүдгэр линз, хавтгай шил ашиглан гаргажээ. Үүний дээрээс нь сайн ажиглахад линз шил хоѐрын хүрэлцсэн хэсэгт бараан толбо түүнийг тойроод олон өнгөт цагираг харагдана.Үүнийг Нютоны цагираг гэнэ.
Нэг өнгийн гэрлээр гэрэлтүүлбэл нэг өнгөт цагираг ба бараан судалууд үүснэ. Интерференцийн үзэгдэл дээр үндэслэн зохион бүтээсэн багажийг интерферометр гэнэ. Гэрлийн долгионы уртыг нарийвчлан хэмжих, хийн хугарал илтгэгчийг тодорхойлох, хатуу биеийн шугаман тэлэлтийн коэффицентийг олох зэрэг нарийн хэмжилтүүдийг интерферометрээр гүйцэтгэнэ.
Интерференцийн үзэгдэл ашиглан гадаргуугын /машины тахир голын хүзүү, холхивч, толь / өнгөлөлтийг шалгана, оптикийн тнгалагжуулалтийг удирдана. Орчин үеийн зургийн апаратын линзэнд тунгалагжуулалт хийсэн байдаг .
Гэрлийн дифракц. Гэрэл долгиолог процесс юм бол интерференцээс гадна дифракцийн үзэгдэл ашиглагдах ѐстой гэсэн дүгнэлт хийсэн эрдэмтэд гэрлийн дифракцийг ажиглах судалгаанд оржээ. Юнг , Френель нар олон янзын туршлагаас үндэслэн онолыг боловсруулсан. 1818 онд Францын ШУА-ийн нэг хуралдаан дээр Френель дифракцийн онолоо туршлагаар хөдөлбөргүй баталсан байна.
Туршилт 1. Гэрэл үүсгэгчийн замд тавьсан жижиг дугуйны сүүдэр тухайн нөхцөлд голдоо гэрэлт толботой болохыг харуулсан. Гэрэл үл нэвтрэх дугуйн хэмжээ маш бага бөгөөд, дугуйнаас дэлгэц хүртэлх зай дугуйн хэмжээнээс олон дахин их байх үед ийм зураг гарна. Энэ бол диракцийн зураг юм.
Туршилт 2. Нарийн завсраар тусаж байгаа гэрлийн замд утас байрлуулахад дэлгэцнээ утасны тод нарийхан сүүдэр үүснэ. Завсраа нарийхан болгоход утасны сүүдэр арилж түүний оронд гэрэлт судал гарна. Энэ нь гэрэл утасыг тойрон тархаж байгааг харуулна. Энэ нь нарийн утасны дифракц юм.
Туршилт 3
2 дугаар туршилгын нарийн завсрын оронд жижиг нүхтэй дэлгэц тавьна.Дэлгэцэн дээр тод гэрэлт толбо гарна.Нүхнээс дэлгэц хүртэлх зайг маш их болгоход дэлгэцнээ нэг төвтэй гэрэлт , бараан цагиргууд дкас тогтсон зураг гарна.
Гэрлийн долгионы урттай жишихүйц тийм бага хэмжээтэй саадыг гэрлийн долгион тойрон тархах үзэгдлийг гэрлийн дифракц гэнэ.
1-р туршилт дугуйг 2-т утсыг, 3-т жижиг нүхийг тойрон тархсан.
Байгал дээр дифракцийн үзэгдэл ашиглагддаг. Жишээ нь сормуусны завсраар улайсан гэрлийг харахад солонгорч харагддаг нь сормуусны дифракц юм.
Мөн хүйтэн тунгалаг өдөр нар сарыг тойрон өнгөт цагиргууд үүсдэг. Үүнийг нар сар хүрээлэх гэж ярьдаг. Энэ нь дифракц юм. Учир нь гэрлийн долгион тарах замдаа агаар доторхи мөсний тоо томшгүй олон жижиг талстыг тойрон гарснаас дифракц үүсдэг.
Зураг 1. Зураг 2. Зураг 3.
Дифракцийн үзэгдэл дээр үндэслэгдсэн оптикийн чухал багажийг дифракцийн тор гэнэ. Дифракцийн тор бол цагаан гэрлийг өнгөт цацрагууд болгон задалж, гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлоход зориулагдсан спектрийн багаж юм. 3ураг 1. Тор металл, шилэн гэж 2 янз байдаг.
Дифракцийн торыг хавтгай шилэн дээр тусгай машинаар пареллель олон нарийхан завсруудыг татах аргаар бэлтгэнэ., Зураасууд гэрлийг нэвтрүүлэхгүй, харин зураас хоорондын тунгалаг завсрууд нь гэрлийг нэвтрүүлнэ . Зураг 2. Дифракцийн тороор цагаан гэрлийг задалсан зураглал. Зураг 3.
b+a=d
дифракцын торын тогтмол гэнэ.
a
- зураасны өргөн.,
b
- завсрын өргөн
N- ширхэг гэрэл нэвтрүүлэх завсар байвал
N1=d
байна. Дифракцын тор дээр гэрлийн параллель цацраг тусч байна гэж үзье. Гюйгенс- Френелийн зарчмаар долгионы гадаргын цэг анхны чиглэлээс
φ
- өнцгөөр хазайсан цацрагууд /гэрэл үл нэвтрүүлэх хэсгийг тойрсон долгионууд/ цуглуулагч линзээр нэвтэрнэ.
Тор D-дифракцийн тороос цуглуулагч
линз хүрэх зай
х
Δ
- оптик замын ялгава
12+=Δ
d- торын тогтмол d = a +b
λ
- долгионы урт
b  Δ
ээс-ABCΔ
φsin•BA=AC
a φ
λφ•n=•dsin
болно.
,...,,321=n
- гэрэлт буюу эрэмбэ зураасны дугаар
Dx•d=•nλ
Гэрлийн туйлшрал. Интерференц , дидракц нь гэрэл долгион болохыг нотолно.Тэгвэл гэрэл нь хөндлөн долгион уу?, тууш долгион уу? гэдэгт хариулъя.
Олон тооны туршилтын үндсэн дээр гэрэл хөндлөн долгион болохыг Ференель туршлагаар тогтоов.Туршлагад тунгалаг ногоон өнгөтэй , тэгш хэмийн нэг тэнхлэгтэй , анизотрон чанартай турмалин гэдэг талстыг авчээ. Турмалин дээр гэрэл тусгахад эсрэг талд тавьсан дэлгэц дээр тод ногоон толбо үүснэ. Зураг1. Одоо хоѐр дахь турмалиныг аваад тэдгээрийн тэгш хэмийн энхлэг праллель байхаар байрлуулвал дэлгэцэн дээрх ногоон толбо хэвээрээ байна.
Харин хоѐр дахь талстаа гэрлийн цацрагийг тойруулан эргүүлэхэд толбо бүдгэрсээр , тэнхлэгүүд перпендикуляр болоход алга болно. Зураг2. Ийм үзэгдлийг гэрлийн туйлшрал гэнэ.
Зураг 1. Зураг 2.
Энэ үзэгдлийн шалтгааныг дараах 2 таамаглал дэвшүүлэн тайлбарласан.
1. Гэрэл тарах чиглэлд перпендикуляр бүх чиглэлд хэлбэлзэл нь явагддаг тийм гэрлийг жирийн гэрэл гэнэ. Ердийн гэрэл үүсгэгч ийм гэрлийг цацруулна.
2. Турмалин нь бусад талстын нэг адил анизотроп чанартай учраас зөвхөн ганц чиглэлд гэрэл нэвтрүүлнэ. Өөрөөр хэлвэл ганц хавтгайн чиглэлд хэлбэлзэл нь явагдах тийм гэрлийн долгионыг нэвтрүүлнэ. Гэрлийн туйлшрал нь гэрэл хөндлөн долгион болохыг нотолно.
Поляройдууд гэрлийг туйлшруулдаг. Иймд поляройд болон турмалиныг туйлшруулагчид гэнэ. Поляройд нь их гадаргууг бүрэх болон цагаан гэрлийг туйлшруулдгаараа турмалинаас давуу талтай. Автомашины гэрэлтүүлэг ба салхины шилийг поляройдоор бүрэх асуудал шийдвэрлэгдэж байна. Ингэж бүрсэн шил урьдаас ирэх гэрлийг нэвтрүүлэхгүй учир жолоочийн нүд гялбахгүй ослоос хамгаална.
Цацаргалт ба спектр
Гэрлийн дисперс, биеийн өнгө.
Гэрлийн дисперс. Ньютон телескопыг боловсронгуй болгох зориолгоор ажиглаж байгаад түүний объектын үүсгэх дүрс захаараа солонгорч байхыг ажиглан шинэ нээлт хийсэн. Ньютон харанхуй тасалгаанд жижиг нүхээр нарны гэрэл нэвтрүүлэн гурвалжин призмийн хажуу тал дээр тусгав. Нэг өнгийн гэрлийн цацраг гурвалжин призмээр нэвтрэхдээ призмийн суурь тийш хазайн хугарсны улмаас дэлгэцэн дээр олон өнгийн судал үүсгэжэ. Ньютон энэ олон өнгөт судлыг спектр гэж нэрлэсэн. Спектрийг анхааралтай ажиглавал нэг нь нөгөөдөө шилжин орсон үндсэн долоон өнгө харагдана. Эдгээр өнгө нь тодорхой дэс дараалалтай бөгөөд хамгийн бага хугарсан талаас нь нэрлэвэл: улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, хөх, ягаан өнгө болно. Хэрэв призмээр нэвтэрсэн өнгөт цацрагуудын замд бас нэг гурвалжин призмийг 1800 эргүүлж тавивал дэлгэц дээр өнгөт зургийн оронд цагаан зурвас үүснэ. Призм гэрлийн цацрагийн өнгийг хувиргаагүй харин цагаан гэрэл призм дотуур нэвтрэхдээ хугарсны улмаас 7 өнгийн цацраг болон задарчээ.
Иймд цагаан гэрэл нь олон өнгийн цацрагаас бүтсэн нийлмэл гэрэл юм. Өнгөт цацрагууд нэг төрлийн орчин дотуур нэвтрэхдээ харилцан адилгүй хугарч байна. Өнгөт цацрагууд нь хоорондоо долгионы уртаар ялгаатай. Нэг тодорхой долгионы урттай гэрлийг нэг өнгөт /монохраматик/ гэрэл гэнэ. Эдгээрээс үндэслэн Ньютон дараах дэгнэлтийг хийжээ.
Орчны хугаралын илтгэгч нь уул орчинд тархаж байгаа гэрлийн долгионы уртаас хамаарна. Үүнийг гэрлийн дисперс гэнэ. Байгалийн дисперс нь солонго юм. Цагаан гэрэл нийлмэл бүтэцтэй болохыг мэдсэнээр байгалийн өнгө үзэмж, гоо сайхны учрыг тайлбарлаж болно. Модны навч ногоон, хөө хар, цас цагаан харагддаг нь бүгд учиртай.
Цацаргалт ба спектр. Гэрэл бол
см10•8-см10•455
долгионы урттай цахигаан соронзон долгион юм. Цахигаан соронзон долгионыг хурдатгалтай хөдөлж байгаа цэнэгт бөөмс цацруулна. Эдгээр цэнэгт бөөмс бодисыг бүрдүүлэгч атомын бүрэлдэхүүнд ордог. Биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг цацаргалт гэнэ. Атомд тодорхой хэмжээний энерги өгсөний дараа гэрэл цацруулна. Өөрөөр хэлвэл өгсөн энергийг зарцуулж атом гэрэл цацруулна. Өөрөөсөө гэрэл цацруулдаг биетийг гэрэл үүсгэгч гэнэ. Гэрэл үүсгэгчээс гэрлийг байнга цацруулж байхын тулд түүнд байнга энерги өгч байх хэрэгтэй.
Дулаан цацаргалт. Цацаргалтын хамгийн энгийн түгээмэл хэлбэр нь дулаан цацаргалт юм. Халсан биеийн атом молекулууд хурдатгалтай хөдлөх бөгөөд хоорондоо мөргөлдөхдөө өдөөгдөж гэрэл цацруулна. Үүнийг дулаан цацаргалт гэнэ. Нар, сар, од, улайссан биеийн гэрэл нь дулаан цацаргалт юм. Гэрлийн,
дулааны, цахилгааны энергиэр өдөөгдсөний дараа биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг люминесценц гэнэ. Ямар төрлийн энергиэр атом өдөөгдсөнөөр нь 1. фотолюминесценц 2. цахилгаанлюминесценц 3. катодолюминесценц 4. хемолюминесценц гэж 4 ангилдаг.
Фотолюминесценц. Бодисын гадаргуу дээр гэрэл тусахад шингэсэн гэрлийн үйлчлэлээр бие гэрэл цацруулах үзэгдлийг фотолюминесценц гэнэ. Гэрлийн энерги атомыг өдөөж гэрэл цацруулна. Английн физикч Стокс туршлагаар ―Бодисын гэрэл цацруулах гэрлийн долгионы урт нь фотолюминесценцийг үүсгэж байгаа гэрлийн долгионы уртаас ямагт их байна‖ гэдгийг тогтоов. Үүнийг Стоксийн дүрэм гэнэ.
Цахилгаанлюминесценц. Цэнэгтэй хурдан бөөмсийн үйлчлэлээр биеэс гэрэл цацруулах үзэгдлийг цахилгаанлюминесценц гэнэ. Сийрэгжсэн хийтэй шил хоолой дотуур электронууд нэвтрэн өнгөрөхдөө хийн атомуудтай мөргөлдөн өдөөж тэдгээр нь гэрэл цацруулна. Жишээ нь: Өдрийн гэрэл, энэ нь улайсах гэрлээс эдийн засгийн хувьд 2 дахин ашигтай.
Катодолюминесценц. Хатуу биеийг электроноор бөмбөгдөхөд гэрэлтэх үзэгдлийг катодолюминесценц гэнэ. Телевизорын электрон цацрагт хоолойн дэлгэц гэрэлтэх нь катодолюминесценц юм.
Хемолюминесценц. Химийн урвалаар ялгарсан энергийн зарим нэг хэсэг шууд гэрлийн энерги болон хувирах үзэгдлийг хемолюминесценц гэнэ. Жишээ нь: Гэрэлт цох, ялзарч байгаа яс, шөнийн цагт модноос бүдэг хөх гэрэл гарах нь хемолюминесценц юм. Шашин үүнийг ―чөтгөрийн гал‖ гэж хүмүүсийг айлгаж мунхруулж байжээ. Одоо болтол хемолюминесценцийг ашигласан гэрэл үүсгэгч байдаггүй.
Цацаргалтын спектрийн төрөлүүд: Төрөл бүрийн гэрэл үүсгэгчийг цацруулж байгаа гэрлийн долгионы спектрээр нь судалдаг. Спектрийг нарийвчлан судлахын тулд хэрэглэдэг багажийг спектроскоп гэнэ. Спектроскоп нь 2 дуран 1 гурвалжин призмээс тогтоно.
Л1-гэрэл тусах дуранг коллиматор гэнэ. Л2-ыг харах дуран гэнэ. Коллиматороос гарсан паралель цацрагууд Р призм дээр тусна. Призмээс гарсан өнгөт цацрагууд
харах дурангийн линзэн дээр тусна. Линз дэлгэцнээ спектрийг үүсгэнэ. Спектрийг нил спектр, шугаман спектр, судалт спектр, шингээлтийн спектр гэж ангилна.
Нил спектр. Нарны /цагаан/ гэрлийг спектроскопоор ажиглахад үүсэх спектрийг нил спектр гэнэ. Ийм спектр нь бие биедээ ууссан олон өнгөт судал юм. Нар, улайссан бүх хатуу бие, хайлсан металл, өндөр даралтын дор гэрэлтэх хий зэрэг нь үргэлжилсэн спектрийг өгдөг. .
Шугаман спектр. Зарим нэг тод шугамуудаас тогтсон спектрийг шугаман спектр гэнэ. Спектр доторх шугам бүр нь гэрлийн долгионы нарийхан тодорхой завсарт багтах спектрийн завсрын дүрс юм. Тухайн бодисын атом нь зөвхөн тодорхой гэрлийн долгион цуглуулдаг учраас шугаман спектр үүсгэнэ. Дан аиомуудаас тогтох хийн төлөвт орших бодис бүхэн шугаман спектр өгдөг. Энэ тохиолдолд зөвхөн атом л гэрэл цацаргана.
Судалт спектр. Бараан завсраар тусгаарлагдсан зарим нэг тод шугамуудаас тогтох спектрийг судалт спектр гэнэ. Хийн молекулууд судалт спектр өгдөг. Шугаман спектрийг атом үүсгэдэг бол судалт спектрийг хоорондоо сул холбоотой буюу холбоосгүй молекулууд үүсгэнэ. .
Шингээлтийн спектр. Хэрэв атом нь өдөөгдсөн төлөвт ороогүй хүйтэн хий дундуур цагаан гэрлийн долгионыг нэвтрүүлвэл гэрэл үүсгэгчийн үргэлжилсэн спектрийн дэвсгэр дээр бараан шугамууд гарч ирнэ. Нил спектрийн дэвсгэр дээрх бараан шугамуудыг шингээлтийн спектр гэнэ.
Спектрт энерги хувиарлагдах. Гэрэл энергитэй. Тэгвэл энэ энерги спектрт яаж хувиарлагдаж байдгийг авч үзье.
1. Спектрт энерги харилцан адилгүй тархан хувиарлагдана.
2. Гэрлийн энерги спектрийн улаан хэсэгт их, ягаан хэсэгт байна.
Гэрэл үүсгэгчээс гарсан гэрлийн зөөдөг энерги нь гэрлийн багцын бүрэлдэхүүнд ордог бүх долгионы уртын дагуу тодорхой дарааллаар тархан хувиарлагдана. Долгионы урт, давтамж хоѐрын хооронд
с=•νλ
гэсэн хялбархан холбоос байдаг учраас гэрлийн энерги бас давтамжаараа хувиарлагддаг гэж хэлж болно. Зураг-1
tΔЕΔ
Бодис бүрийн өгөх шугаман спектр өөр өөр
байдаг. Цацаргалтын буюу шингээлтийн
спектрээр төрөл бүрийн бодисын химийн
найрлагыг шинжилдэг аргыг спектр
судлалын арга гэнэ. Энэ аргаар одон
орончид Нар болон ододын химийн
0
уλ
яλ
λ
найрлагыг тодорхойлжээ. Судалгаанаас үзэхэд одод нь дэлхий дээр байдаг бүх элементээс тогтдог. Хатуу шингэн биеийн спектрийг судлахын тулд тэдгээрийг урьдчилан хий эсвэл уур болгон хувиргадаг. Нарийн шилэн хоолойг хийгээр дүүргэж түүн дотуур цахилгаан ниргэлэг явуулахад хий гэрлийн долгион цацруулна. Тэр спектрийг нь судална. Спектр судлалын аргаар рубиди, цези, талли, инди зэрэг олон элементийг нээжээ. Химийн элемент бүрийн атом өөрийн спектртэй. Одод мананцар болон галактикийн бүрэлдэхүүнийг гагцхүү спектр судлалын аргаар мэдэж болно.
Квант физик
Фото эффэктийн үзэгдэл Фото эффектийн онол, хууль.
Фото эффэктийг хэрэглээ
Гэрлийн даралт Гэрлийн химийн үйлчлэл
Биеийн гадаргуу дээр туссан гэрлийн зарим нь ойж зарим ньшингэдэг. Шингэсэн гэрлийн энерги олон янзын үзэгдэл үүсгэдэг. Туссан гэрлийн үйлчлэлээр бодисоос (металлаас) электонууд сугаран гарах үзэгдлийг фотоэффэктийн үзэгдэл гэнэ.
1.Электометрийн гол дээр өнгөлсон цайр хавтгай байрлуулж сөрөг цэнэгээр цэнэглэнэ.
2.Цайрыг цахилгаан нумаар гэрэлтүүлэхэд цэнэгээ алдахыг электрометр заана.
Энэ нь цайр хавтгай дээр туссан гэрлийн үйлчлэлээр түүнээс элекронууд сугаран гарах фото эффектийн үзэгдлийг харуулна.
Хэрэв гэрлийн замд шил тавибал цайр хавтгай цэнэгээ алдахгүй шил нь хэт ягаан цацаргийг шингээдэг. Иймд фотоэффектийн
үзэгдэл хэт ягаан цацаргийн үйлчлэлээр явагддаг болно.
Фото эффектийн хуулиуд. Фотоэффетийн үзэгдлийг анх Герц нээж Оросын эрдэмтэн физикч А.Г. Столетов нарийвчлан судалж хуулиудыг нь нээжээ. Туссан гэрлийн үйлчлэлээр металлаас сугаран гарсан электронуудийг фото электрон гэнэ.
1. Секунд тутамд металлын гадаргуугаас гэрлийн үйлчлэлээр суллагдах фотоэлектроны тоо нь гэрлийн урсгалд шууд проторционоль байна. Энэ хамаарлыг фотоэффектийн I хууль гэнэ.
2. Фотоэлектроны хурд нь гэрэлтэлтээс огтхонч хамаарахгүй, гагцхүү тусаж байгаа гэрлийн долгионы давтамжаар тодорхойлогдоно. Үүнийг фотоэффектийн II хууль гэнэ
Фото эффектийн онол. Германы физикч Макс Планк цахилгаан соронзон долгионы энергийн цацаргалт ба шингээлт нь үргэлжилсэн биш хэсэг хэсгээр ( квантаар ) явагддаг. Германы физикч Эйнштейн Планкийн үзэл санааг үргэлжлүүлж 1905 онд фотоэффектийн үзэгдлийг онолын үүднээс тайлбарласан. Гэрэл нь цацрах ба шингэхэд төдийгүй бас сансарын уудамд тархахдаа квантаар явагдах ѐстой гэсэн дүгнэлтийг хийсэн. Эйнштейн Планк нарын онолоор квант бүрийн энерги нь
ν•h=E
томъѐогоор тодорхойлогдоно. Гэрлийн 1 квантын энергийг нэг л электрон шингээж авснаар фотоэффектийн үзэгдэл явагдана. Энэ квантын энерги нь электроныг сугалан гаргах ашил ба нисэн гарсан фотоэлектронд кинетик энерги өгөхөд тус тус зарцуулагдах ѐстой.
2•m+A=•h2υν
Энэ томъѐог Эйнштейний тэгшитгэл гэнэ.
А - электрон гаралтын ажил. Квантыг бас фотон гэнэ6
A>•hν
үед л фото эффектийн үзэгдэл явагдана.
A=•hν
үеийн гэрлийн долгионы давтамжийг фотоэффектийн үзэгдлийн ‖улаан хил‖ гэнэ. Улаан хил нь фотоэффектийн үзэгдэл явагдах зааг ―хил‖ юм.

- давтамжинд

долгионы урт харгалзана. Гэрлийн долгионы тархах
λν•=C
байдаг учраас
AhC=C=00νλ
гэж бичиж болно. Бодис бүхий гаралтын ажил өөр өөр байдаг учраас фотоэффектийн үзэгдэл эхлэн явагдах давтамжийн зааг /улаан хил/ бас өөр өөр байна. Натрийн хувьд, фотоэффектийн улаан хилд харгалзах долгионы урт спектрийн хөх хэсэгт
см10•86=70,λ
, цайрын хувьд ультра ягаан хэсэгт
см10•73=70,λ
/хэт ягаан цацрал/ байна.
Фотон. Цацрах ба шингэх үед гэрэл нь давтамжаасаа хамаарсан энергитэй бөөмсийн урсгал шиг илэрдэг. Энэ үед илрэх гэрлийн чанарийг корнускуллор чанар гэнэ. Корнускуляр нь боомлог гэсэн үг. Бөөмсийн нэг адил фотон нь энергитэй, ямагт
см10•38/
хурдтайгаар тархдаг. Фотоны энергийг ихэвчлэн давтамжаар нь биш, харин тойрог давтамжаар илэрхийлдэг. Тойрог давтамж:
νπω•2
Пропорционалын коффициент болгон
h
хэмжигдэхүүний оронд
π2h=
хэмжигдэхүүнийг ашигладаг. /

-зураастай аш гэж уншдаг/. Орчин үеийн тооцоогоор
с•Ж10•05457261=34,
. Тэгвэл фотоны энерги
ων•=•h=E
Эйнштейний боловсруулсан харьцангуй онол ѐсоор, энерги масстайгаа
2c•m=E
хамааралтай. Фотоны энерги
ν•h=E
байдаг учраас, түүний масс дараах томъѐогоор тодорхойлогдоно.
2c•h=mν
Фотон тайвны масс байхгүй. Өөрөөр хэлбэл фотон тайван байдалд оршдоггүй үүсмэгцээ л С гэрлийн хурдтай хөдөлдөг.
Гэрлийн интерференц дифракц нь гэрлийн долгиолог чанартайг баталдаг. Харин бодистой харилцан үйлчлэлцэж цацаргах , шингээх явцад бөөмлөг чанар нь илэрдэг. Иймд гэрэл нь хоѐрдмол чанартай цахилгаан соронзон долгион юм.
Фотоэффектийн үзэгдлийг хэрэглэх. Фотоэффектийн үзэгдлийн агаар дуугүй кино, дуутай болон хувирсан, хөдөлж байгаа дүрсийг алс зайд дамжуулдаг (телевизер) боломжтой болсон. Фотоэлектрон багжуудыг хэрэглэсээр хүний оролцоогүй өөрөө ажилладаг төрөл бүрийн багаж хэрэгсэл зохион бүтээгдэн үйлдвэр , ахуй амьдралд өргөн хэрэглэдэг байна.
Гэрлийн даралт. Максвелл гэрэл нь тусч байгаа саад дээрээ даралт учруулах ѐстой гэж үзэв. 1900 онд Оросын эрдэмтэн Н.Л.Лебедев гэрлийн даралтыг анх удаа хэмжив. Максвеллийн онолын зөв эсэхийг батлахын тулд гэрлийн даралтыг хэмжих явдал чухал байлаа. Гэрлийн даралтын хэмжээ туйлын бага байдаг. Нартай өдөр 1м2 талбайтай гадаргуу дээр 4*10-8Н хүчээр үйлчилдэг. Н.Л.Лебедевийн бүтээсэн багаж нь нарийхан шилэн утсан дээр дүүжилсэн туйлын хөнгөн савхнаас тогтоно.
Гэрлийн химийн үйлчлэл. Гэрэл шингээсэн зарим бодис химийн урвалд ордог. Гэрлийн үйлчлэлээр явагдах химийн урвалыг фотохимийн урвал гэнэ. Энэ урвалын дүнд молекулууд нь өөрийн бүтээгдэхүүн хэсгүүдэд задарна. Жишээ нь: Гэрлийн нөлөөгөөр бромын уурын молекул
2Br
нь бромын хоѐр атомд задарна. Бромт мөнгөний молекул
AgBr
-ийг гэрэлтүүлэхэд бром, мөнгө болон салдаг. Нарны гэрлийн нөлөөгөөр ургамлын ногоон навчин дотор дэлхийн бүх амьдралд зайлшгүй шаардагдах олон төрлийн химийн урвал явагддаг. Эдгээр ургамал бидэнд идэх хоол, амьсгалах хүчилтөрөгчийг өгдөг. Бид агаараас хүчилтөрөгчийг авч амьсгалаад нүүрсхүчлийн хийг гаргадаг. Автомашин, галт тэрэг, нисэх онгоц зэрэг нь цөм бензин, керосин шатааж хөдлөн явахдаа мөн нүүрсхүчлийн хийг ялгадуулдаг. Энэ хорт хий агаарыг бохирдуулна. Хордсон агаарыг ногоон ургамал л цэвэршүүлнэ. Иймээс хот суурин, сургуулийнхаа орчин тойронд мод тарьж, зүлэг суулгаж, анги танхимаа цэцэгжүүлж байдаг. Мод зүлэг цэцэг нь хот суурин гудамж талбайг чимэглэхээс гадна агаарыг цэвэрлэж байдаг онцгой ач холобогдолтой. Гэрлийн химийн үйлчлэл гэрэл зураг авах үндэс болдог.
Ультра ягаан цацаргалт түүнийг хэрэглэх.
Имфра улаан цацаргалт түүнийг хэрэглэх.
Рентген цацраг , Рентген цацрагийг нээсэн нь.
Рентген цацрагийг хэрэглэх
Цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь.
Хэт улаан цацраг. Спектрт энерги хувиарлагдахыг судалдаг мэдрэгч элементийг спектрийн улаан хэсгээс зүүн тийш хөдөлгөхөд температур улам байгааг балометр заана. Энэ нь спектрийн улаан хэсгээс зүүн тийш нүдэнд үл үзэгдэх цацраг байгааг нотолж байна. Ийм цацрагийг хэт улаан /имфра/ цацраг гэнэ. Өөрөөр хэлбэл улаан гэрлийн долгионы уртаас их урттай /
()м10•67-м10•27--3,
нүдэнд үл үзэгдэх цацрагийг хэт улаан цацраг гэнэ. Хэт улаан цацрагийг халсан бүх бие цацруулдаг. Халуун зуух. радиотор хэт улаан цацрагийг цацруулж орчин тойрноо халаадаг. Хэт улаан цацраг ойх, хугарах шинж чанартай. Анагаах ухаанд хэт улаан цацрагаар амьд организмын дотоод эрхтэн эдийг халааж элчлэхээс гадна үйлдвэрийн газарт нойтон модыг хатаах, автомашины будсан будгийг хатаах зэрэгт ашигладаг.
Хэт ягаан цацраг. үргэлжилсэн спектрийн ягаан хэсгээс баруун тийш нүдэнд үл үзэгдэх гэрлийн долгион байдгийг дээрх туршлага баталсан. Ягаан гэрлийн долгионоос бага урттай
()м10•3-м10•839--3,
цаилгаан соронзон долгионыг хэт ягаан /ультра/ цацраг гэнэ. Энэ цацраг химийн үйлчилгээтэй. үүний үйлчиллээр гэрэл зургийн цаас харладаг. Мөн хүний нүд , арьсанд хортой үйлчилнэ. Нарны хэт ягаан цацраг агаарын давхарганд бүрэн шингэдэггүй, харин нэвтрэн газрын гадаргууд ирдэг. Хэт ягаан цацрагийг шил сайн шингээдэг учраас нүдний шил хүний нүдийг энэ цацрагаас хамгаалж чадна. Хэт ягаан цацрагийг бага хэмжээгээр ашиглавал эмчилгээний үйлчилгээтэй. Харин гэрэлд үе үе шарах нь сайн. Ялангуяа хүүхдийг энэ цацрагаар шарахад хүүхдийн өсөлт хурдсан бие бялдар чийрэгжинэ. Мөн хүний төв мэдэрлийн систем сайжран мах бодийн доторхи эрхтэний үйл ажиллагаа хэвийн болдог.
Рентген цацраг Германы эрдэмтэн физикч В Рентген физикчдийн өмнө тулгарсан зорилтыг шийдвэрлэхээр судалгаа, шинжэлгээ, туршилт хийж байгаад санамсаргүй нээлт хийсэн азтай эрдэмтэн юм. Учир нь тэр рентген цацрагийг нээжээ. Рентген шил хоолой доторх даралт багатай сийрэг хий дундуур цахилгаан ниргэлэг. үүсгэн судалгаа хийх үедээ 1895 онд рентген цацрагийг нээсэн. Энэ цацаргийг нээсэн төхөөрөмжийг рентген хоолой гэнэ. Шил хоолойд цахилгаан
ниргэлэг үүсгэхэд , катодоос их хүчдэлтэй электронуудын урсгал үүснэ. үүнийг тэр үед катодын цацраг гэж нэрлэсэн.
Катодоос гарсан электронуудын урсгалыг Ц-цлиндр анод руу чиглүүлнэ. Катодын цацраг анодыг мөргөж тормозлох үед рентген цацраг үүсдэг байна. Ниргэлэг явуулах үед рентген хоолойн ойр байсан зургийн цаас харласан, мөн дэлгэц тавиад дэлгэц хоолой хоѐрын хооронд гараа барихад дэлгэцэн дээр гарын сарвууны яс харлан харагдаж байснаас үндэслэн биеийг нэвтрэх, үл мэдэгдэх онцгой чанар бүхий цацраг байна гэсэн дүгнэлт хийгээд эхлээд Х-цацраг хожим нь рентген цацраг гэж нэрлэжээ.
Рентген цацрагийн чанарууд. 1. Химийн урвал явуулна . 2.Агаарыг ионжуулна.3. Рентген цацраг нь цахилгаан соронзон долгион тул ойх хугарах интерференцлэх , дидракцлах үзэгдэлд орно. 4. Тунгалаг биш биетийг нэвтрэх ба шингэлтийн хэмжээ нь бодисын нягтад шууд хамааралтай.
Рентген цацрагийг хэрэглэх Шинжлэх ухаан, амьдрал, үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэнэ. Хүний яс болон дотоод эрхтний зургийг авч зөв оншлон эмчилдэг. Бодисын дотоод бүтэцийг танин мэддэг. Техник машины зарим хэсгийн доторх гажигийг рентген цацрагийг нэвтрүүлэн олж илрүүлдэг.
Цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь. Радио долгион, үзэгдэх цагаан гэрэл, хэт улаан ба хэт ягаан цацраг, рентген цацраг нь вакуумд
см10•38/
хурдтай тархдаг цахилгаан соронзон долгионууд боловч хоорондоо долгионы уртаараа ялгагдана. Жишээ нь: радио долгионы урт хэдэн мянган км байхад рентген цацрагийн долгионы урт 10-8 см байдаг. Рентген цацрагаас богино долгионы урттай
γ
(гамма) цацаргалт байдаг.
Тодорхойлолт. Радио долгионоос эхлээд рентген цацаргалт хүртлэх цацаргалтуудыг долгионы уртаар нь байрлуулсныг цахилгаан соронзон цацаргалтын хуваарь гэнэ. Эдгээр цацаргалтууд нь бие биеэсээ гарган авах аргаараа болон бодист шингэх , үйлчлэх чанараараа ялгаатай. Жишээ нь: Антени цацаргалт, дулааны цацаргалт, хурдан электроонууд тормозлоход үүсэх цацаргалт гэх мэт. Долгионы урт богинотой долгионууд бодист муу шингэнэ. Урт, богино долгионтой цацаргалтуудын гол ялгаа нь богино долгионтой цацаргалтууд бөөмлөг шинж чанартай. Цахилгаан соронзон цацаргалтын хувиараас үзэхэд гэрэл нь хэт улаан, хэт ягаан цацрагаар шахагдсан нарийхан завсрыг эзэлсэн байна. Энэ нарийхан завсраар бид ертөнцнцийг харж байдаг. Нарнаас бүх төрлийн цахилгаан соронзон цацраг сансрын хязгааргүй уудамд цацагдан өчүүхэн хэсэг нь дэлхийн агаар бүрхэвчинд орж ирдэг.
Томсоны атомын загвар Резерфордын туршлагын хэрэгсэл
К- Цацраг идэвхит бодисыг бүхий сав /тугалган саванд хийсэн хэсэг ради/
Ф-ЦИБ-ын цацаргаж байгаа
α
бөөмийн багцыг 10-7м нэмгин металл дундуур
Ф- алтан хуудас
Э- α бөөмийн мөргөлтөөр гэрэлтэх экран
М- микроскоп
а. Томсоны загвар б. Резерфордын загвар
Резерфордынатомын гариган загвар
4 электроны эргэлтийн орбит
Борын постулатын загвар
Фотоны цацаргах ба шингээх үеийн
энергийн үндсэн төлөв.
Устөрөгчийн атомын спектрийн
бүлүүд
а. Квантыг шингээх б. Квантыг цацаргах в. Шингээх ба цацаргах Дэлгэрэнгүй»