Klassik fizika

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar

Klassik fizikakvantnisbilik nəzəriyyələrinin meydana gəlməsinə qədər fizika elminde hakim istiqamet olmuşdur. Klassik fizikanin əsasları Avropa Intibah dövründe klassik mexanikanın banisi Isaak Nyuton başda olmaqla bir sira alimler tərəfindən qoyulmuşdur.

Klassik fizika aşağıdaki prinsiplərə əsaslanır:

  • Səbəb nəticəni birmənalı şəkildə təyin edir (determinizm)
  • Zaman və məkan mütləqdirlər – bu o deməkdir ki zaman və məkan materiyadan və onun hərəkətindən və zaman-məkan kəsimlərinin ölçülməsi seçilmiş hesablama sistemindən asılı deyil (başqa sözle, müşahidəçiyə nəzərən ölçülən obyektin hərəkət sürətindən)
  • Fiziki sistemi xarakterizə edən istənilən kəmiyyətin dəyişməsi kəsilməzdir – bu o deməkdir ki, fiziki sistemin bir vəziyyətdən başqa vəziyyete keçidi sonsuz aralıq keçidlərlə baş tutur. Bu zaman sistemin bütün fiziki parametləri başlanğıc və son vəziyyətlər arasında aralıq bir qiymət alır.

Klassik fizikanın fundamental nəzəriyyələri  aşağıdakılardır:

  • Klassik mexanika
  • Termodinamika və statistik fizika
  • Klassik elektrodinamika

XIX—XX əslərin astanasında klassik fizikada böhran[redaktə | əsas redaktə]

XX əsrin əvvəllərində klassik fizika çərçivəsində izahi mümkün olmayan bir sıra suallar yaranmağa başladı:

  • Elektromaqnit şüalanmasının spektrləri. Klassik nəzəriyyə mütləq qara cismin şüalanma spektrlərinin qənaətbexş təsvirini verə bilmirdi. İşığın qaz halında olan maddələrdən şüalanması və əksinə udulması zamanı müşahidə olunan xətti spektrləri də klassik fizika çərçivəsində öz cavablarını tapa bilmirdilər.
  • Günəş və ulduzların enerji mənbələri. Klassik fizikanın ulduzların enerji mənbəyinə dair ireli sürdüyü fərziyyə bu enerjini dəqiq ifade ede bilmirdi.
  • 1896-cı ildə Bekkerel tərəfindən kəşf olunan və Mari və Pyer Kürilər tərəfindən tədqiq olunan radioaktivlik hadisləri atom daxilində ölçüləri və kütlələri ilə nisbətdə çox böyük enerji olduğuna dəlalət etdi. Bu enerjinin mənbəyini də klassik fizika izah edə bilmirdi.
  • Xarici fotoeffektin qırmızı sərhəddi- şüalanmanın ixtiyari intensivliyində fotoeffektin müşahidə oluna bilmədiyi elektromaqnit şüalanmanın maksumal dalğa uzunluğu da klassik fizika ilə izah oluna bilinmirdi.
  • Elektronun tecrübi müşahidəsi – XIX əsrin sonlarında kəşf olunmuş elektronun elektrik yükünün onun kütləsindən deyil, hərəkət sürətindən asılı olduğu müəyyən olunudu ki, bu da klassik fizikanın nəzəri əsaslarına ziddiyyət təşkil edirdi.
  • XIX əsrin sonlarına doğru mütləq məkan konsepsiyası daha böyük şübhələr doğurmağa başladı. Bu konsepsiyaya görə mütləq məkan müşahidə oluna bilmir. Bu isə fizikanın təməl prinsiplərinə tamamilə ziddir, çünki fizikada müşahidə oluna bilməyən hadisə qəbul edilməzdir. Bununla belə bu ziddiyətin efir adlanan mütləq məkanı dolduran və elektromaqnit dalğalarının yayıla bildiyi sırf nəzəri material mühit hesabına aradan qaldırılmasına dair ümidlər hələ də tam ölməmişdi. Lakin 1887-ci ildə Maykelson tərəfindən həyata keçirilən təcrübə efirin mövcudluğunu müəyyən edə bilmədi.

Bu ve ya difer mushahide olunan hadislerin klassik fizikanin nezeriyyleri ile uygunsuzluq teskil etmesi bu nezeriyyelerin esasinda duran kutlenin, enerji ve impulsun saxlanam qanunlari kimi fundamental prinsiplerin universsaligina dair subhelere sebeb oldu. Meshut fransiz riyaziyatcisi ve fiziki Anri Puankare bu veziyyeti «fizikanin bohrani» adlnadirdi.

Bütün bu xarabalıq içində toxunulmaz olan nə qalib? Prinsiplərin büsbütün məhvi fonunda riyazi fizika hansi mövqeyi tutmalıdır?

Yeni fizikanin tesekkulu[redaktə | əsas redaktə]

1900-cu ilde alman fiziki Maks Plank ozunun Sualanmanin kvant nezeriyyesini ireli surur. Bu nezeriyyeye gore isiq klassikz nəzəriyyələrin söylədiyi kimi fasilsəsiz deyil, diskret (yeni porsiyalarla) şəkildə şualanir. Plank bu porsiyalara kvant adi verdi. Bu nezeriyyenin paradoksalligina baxmayaraq (bele ki burada isiqin sualanamsi eyni zamanda hem dalga prosesi hemde hisseciklerin-kvantlarin axini kimi tesvir olunurdu) o berk ve maye cisimlerin istilik sualanmasinin spektrlerini yaxshi tesvir ede bildi.

1905-ci ilde Albert Eynsteyn işığın kvant tebiəti mövqeyindən çıxış ederək fotoeffekt hadisəsinin riyazi tesvirini ireli sürür ve beləliklə fotoekkeftin qirimiz serheddi problemid e oz hellini tapir. Eysteyn Nisbilik nezeriyyesine gore deyil, mehz bu isine gore 1921-ci ilde Nobel mukafatina layiq gorulur. 1926-ci ilde Nils Bor atomun kvant nezeriyyesini ireli surur. Bore gore elektronlar nuve etrafinda sabit radiuslu, yeni stasionar orbitler uzre hereket edir. Bu zaman onlar ne sua buraxir nede ki udurlar. Elektron bir stasionar orbitden digerine kecdikde isiq kvantlarinin buraxilmasi (sualanmasi) ve ya udulmasi kesilmez deyil, araliq veziyyeti olmadan sicrayiwla bas verir.Bu zaman udulan ve ya buraxilan kvantin E-enerjisi, atomun stasionar ahllardaki enerjileri ferqine beraber olur HV=E2-E1 Eger kecid yuaxari seviyyeden awagiya baw verirse bu zaman spektrde sulanma xetti.eksine bas verdikde ise udulma xetti yaranir.

Borun bu postulatindan cixan neticeye gore elektrmaqnit sua dalgasinin tezliyi, elektronun nive etrafinda firlanam tezliyine gore deyil, atomun stasionar hallardaki enerji frqi ile teyin olunur. Belelkiole, kvant prinsipi iwidan savayi hemde elektronun hereketine de samil olundu. Bu nezeriyye elektromaqnit salglarin qzlar terefinden udulam ve ya buraxilasi zamani musahide olunan xetti spektleri, kimyevi birlesmelerin fiziki tebietinin basa dusulmesi, kimyevi elemnnletin xasseleri ve Mendeleyevin dovru qanunu daha yaxshi basa usmeye imkan verid.

Sonradan kvant mexanikasi mikrodunyada bas veren proslerin tesvirinde esas nezeri alete cevrildi. Kvant mexanikasinin inkifi rzinde klasik fizikanin qeti determinizm prinsipinden imtina edilid ve Heyzenberqin qeyri-mueyyenlik prinsipi hakim prinsip kmi qebulolunud.

Kvant tesevvurleri sayesinde atomlarin nuvelerinde ve ulduzlarin derinliklerinde bas veren hadilseri, radioaktvliyi, elemntar zerreciklerin fizikasini, berk cismin fizikasi be asagi temperaturlar fizikasini (yuskeciricilik ve yujses axilicilqi) izah etmek mumkun oldu. Bu tesevvurler fizikanin bir cox tetbiqi sahelerinde-atom energetikasi, yarimkeciriciler texniasi, lazerler ve s sahelerde nezeri baza rolunu oynadi.

Nisbilik nezeriyyesi[redaktə | əsas redaktə]

1905-ci ilde Albert Eynsteyn ozunun Xusis nisbilik nezeriyyesini ireli surdu, Burada zaman ve mekanin mutleqliyi tekzib olunur, evezinde onlarin her ikinizin nisbiliyi fikri ireli surulur. Her hasi fiziii cismim zaman ve mekan kesimlerinin qiymetleri hemin cismin verilen hesablama sistemine (koordinat sistemi) nezeren hereket suretinden asilidir. Muxtelif koordinat (hesablama) sistemlerinde bu kemiyyetler muxtelif qiymetler ala biler. Xususi halda, bir-birinden asili olmayan fiziki hadislerin eyni vaxtda bas vermesi de nisbidir. Yeni bir koordinat sistemidne eyni zamdan bas veren hadiseler, basqa hesablama sisteminde zamanin muxtelif anlarinda bas vere biler. Bu nezeriyye musahide oluna bilmeyen mutleq mekan, mutleq zaman ve efir anlayislarindan vaz kecmekle dunyanin mentiqi ziddiyetsiz kinematik menzeresini qurmaga imkan verdi.

Nisbilik nezeriyyesi tecrubi tesdiqi olmamasi sebebinden bir muddet ferziyye laraq qaldi. 1916-ci ilde ise Eynsteyn Umumi nisbilik nezeriyyesini isreli surdu. Qisa muddet erzinde bu nezeriyye Merkuri planetinin perilegiyasinin anomal pressesiyasini izah etmekle oz tecrubi tesdiqini tapdi. Buna qeder klassik astronomiya bu anomaliyani Gunes sisteminde Merkuirden de Gunese yaxin daha bir planetin olmasi hesabina ugursuzluqla hell etmeye cehd edirdi. Muasir gunumuzde ise umimi nisbilik nezeriyyesini tesdiqleyen daha cox tecrubi susbutlar elde edilmisdir.

Klassik mexanika muasir gunumuzde[redaktə | əsas redaktə]

Bir cox hadiselerin klassik fizika cercivesinde adekvat tesvirini elde etmek mumkun olmasa da, o beser biliyinin «qizil fondu»un muhum hissesini teskil edir ve ekser fiziki ve muhendisi meselerde oz ehmeyyetini itirmir. Klassik fizika dunyanin butun universistelrinin tedris materialna daxildir.

Bu «yeni» fizikanin yalniz xususi hallarda ustunluk elde etmeisi ile izah olunur:

  • Kvant effektleri ehmiyyetli derecede olcusleri atom olculerinde olan mikrodunayda tezahur edir. Boyuk mesafelerde ise kvant tenlikleri klassik tenliklere gelib cixir.
  • Mikrodunya miqyaslarinda ehemiyyet kesb eden Heyzenberq qeyri-mueyyenliyi makrodunya miqyaslarinda fiziki kemiyyetlerin olculmesinde yol verilen xetalarlamuqyisede cox kicik oldugundan oz ehemiyyetini itirir.
  • Relyativistik fizika neeng kutlelere (qalaktikalar ve s) ve isiq suretlerine yaxin hereket suretlerine malik cisimleri daha deqiq tesvir edir.

Bundan elave klassik fizikanin riyazi aparati gundelik tecrubeler baximinda daha sade ve anlasilandir ve ekser hallarda klassik fizika usullari ile elde olunan neticelerin deqiqliyi praktik teleblere tam cavab verir. Belelikle, «yeni fizika» neinki klassik fizikanin usul bve nailiyyetlerinin tam inkarina getirib cixarmadi. O eyni zamanda klassik fizikani Puankarenin 1905-ci ilde seslendirdiyi mutleq megve getirib ciarmadi. Bu ise determinizm, fiziki kemiyyetlerin olculmesinin kesizlmezliyi ve zaman ve mekanin mutleqliyi kimi klassik prinsiplerden imtina bahasina basa geldi.