Электр өрісі.
2. Мақсаты: Электр өрісінің физикалық мағынасын түсіндіру.
Дәріс жоспары:
1. Электр өрісі.
2. Электр өрісінің негізгі сипаттамалары.
3. Электрлік диполь.
4. Әр түрлі электр өрісіндегі диполь.
5. Электр өрісіндегі диэлектриктер.
3. Дәріс тезистері:
1. Электр өрісі:Электр өрісі деп нені айтады? Зарядталған бөлшектердің арасындағы өз ара әсер өрісі арқылы беріледі.Электр өрісі деп – қозғалмайтын зарядталған бөлшектердің арасындағы өз ара әсерді сипаттайтын материяның ерекше түрін айтады. 2. Электр өрісінің негізгі сипаттамалары:2.1 Электр өрісінің күштік сипаттамасы өрістің кернеулігі «Е» деп — өріс тарапынан сыншы зарядқа әсер ететін «F» күштің сол зарядтың «q» шамасына қатынасын айтады: E = F/q Егер «q» сыншы заряды электр өрісіне орналастырылса, онда зарядқа өріс тарапынан күш әсер етеді: F=qEБұл электр өрісіндегі күштің негізгі теңдеуі деп аталады.2.2 Электр өрісінің энергетикалық сипаттамасы:Сыншы зарядты бір нүктеден екінші нүктеге жылжыту үшін жұмыс атқару қажет. Бұл жұмыс берілген екі нүктенің потенциалдық энергиясының айрымына тең болады.Электр өрісінің энергетикалық сипаттамасы Сыншы зарядты электр өрісіне көшіріп келгенде атқаралатын жұмыстың сол зарядтың шамасына қатынасын сол нүктенің потенциялы деп атайды. Нүктенің потенциялы өріс туралы ешқандай мәлімет бере алмайды. Ал өрістің екі нүктесінің потенциал айырымы сол өрістің энергетикалық өзгерісін сипаттай алады. Оны кернеу деп атайды: (φ = (A/q = (E/q = φ2- φ1 = U3. Электрлік диполь:Диполь деп нені айтады?
Электрлдік диполь деп – шамалары бірдей таңбалары қарама-қарсы бір-біріне белгілі «L» қашықтықта орналасқан нүктелік зарядтардың жүйесін айтады. «L» — диполдің иіні деп аталады. Диполдің негізгі сипаттамасы электрлік немесе дипольдық момент деп зарядтың иінге көбейтіндісін Р=qL айтады. Электрлік момент – бұл өс бойымен теріс зарядтан оң зарядқа қарай бағытталған векторлық шама.4. Әр түрлі электр өрісіндегі диполь:4.1 Біртекті электр өрісіндегі диполь. Өріс тарапынан дипольға шамалары бірдей бағыттары қарама — қарсы қос күш әсер етеді:F+= qE және F-= -qE. δ- электр өрісі мен дипольдік моментінің арасындағы бұрыш Бұл күштер дипольді өріс бойымен бағыттап орналыстыруға тырысады, яғни айналдырушы момент тудырады: M = qELsin(δ) = PEsin(δ) Оның шамасы дипольдің электрлік моментіне, электр өрісінің кернеулігіне, және дипольдің бағытталып орналасуына байланысты болады. 4.2 Бір текті емес электр өрісіндегі диполь: Өріс тарапынан дипольға шамалары әр түрлі бағыттары қарама –қарсы екі күш әсер етеді. Қорытқы күштің шамасы екі күштің векторларлық қосындысына тең болады: F = F- — F+= q(E- — E+) Күштердің бір-бірінен айырмашылығы дипольдің иініне байланысты болғандықтан теңдеудің екі жағын «L» бөлеміз.Мұндағы: (E- — E+)/L = dE/dx – өрістің бір текті еместігін сипаттайтын көрсеткішті өрістің тарау бағыты бойындағы өзгерісі болғандықтан, оны өрістің бір текті еместілігінің көрсеткіштік дәрежесі деп атайды.Сонымен өріс тарапынан дипольға әсер ететін қорытқы күш: Fк = qLdE/dx = PdE/dxОл дипольдің электрлік моментіне, өрістің бір текті еместілік көрсеткіштік дәрежесіне байланысты болады.Егер диполь кез келген бағытта орналасса онда оған тағыда қосымша айналдырушы момент әсер етеді. 5. Электр өрісіндегі диэлектриктер:Диэлектриктер деп нені айтады? Диэлектриктер деп электр тогын өткізбейтін денелерді айтады. Диэлектриктер:1. Молекулалары полярлы 2. Молекулалары полярсыз 3. Кристалды болып үш түрге бөлінеді. 5.1 Молекулалары полярлы диэлектриктерге Н2О, нитробензол және түрлі қышқылдар жатады.Олардың молекулалары симметриялы емес түрде орналасады. Себебі оң зарядының массалар центрі теріс зарядтарының массалар центріне сәйкес келмейді. Яғни полярлы диполь түрінде болады. Бұндай молекулаларға әлектр өрісінің әсері болмағанның өзінде, олардың электрлік моменті болады. Бұл кезде дипольдық молекулалар ретсіз орналасады. Егер электр өрісімен әсер етсе молекулалар өріс бойымен реттеліп орналасуға тырысады. Мұны диэлектриктердің поляризациясы деп атайды. 5.2 Молекулалары полярсыз диэлектриктерге: О2, Н2 т.б. атомдық күйдегі молекулалары бар диэлектриктер жатады. Бұлардың молекулалары симметриялы орналасады. Себебі оң зарядтың массалар центрі теріс зарядтардың массалар центріне сәйкес келеді. Молекула дипольдік молекулаға жатпайды.Яғни электр өрісімен әсер етсе аттас зарядтар қарама-қарсы бағытта тартылып молекула дипольдік молекулаға айналады да реттеліп орналасады. 5.3 Кристалдық диэлектриктер. Диэлектриктердің бұл түріне NaCl жатады. Бұлардың молекулалары кристалдық тор түрінде орналасады. Тордың түйіндерінде оң және теріс иондары орналасады. Олар симетриялы болғандықтан, қорытынды электр өрісі нөлге тең болады. Егер электр өрісімен әсер етсе тор асты қабаттары қарама-қарсы бағытқа ығысып орналасады да, ол дипольдік моментке ие болады.
4. Иллюстрациялы материалдар: Презентация, слайдтар.
5. Әдебиет:
1. Көшенов Б. Медициналық биофизика: оқулық – Алматы, 2008 ж.
2. Көшенов Б.Медициналық биофизикадан зертханалық жұмыстар: оқу-әдістемелік құрал.-2 бас.,өңделіп толықтырылған.- .-Алматы: Эверо, 2010
3. Сәтбаева Х.К., Өтепбергенов А.А., Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы.: Дәуір, 2005 – 663 бет.
4. Канкожа М.К. Қозғыш ұлпалар физиологиясы. Алматы, 2004. – 78 бет.
Арызханов Б. Биологиялық физика, Алматы, 1990.
5. Әдіқасова ,-А.Ә. жалпы физика курсының семестрлік тапсырмалары:оқу құралы .-Алматы: Эверо, 2009.-112 бет
6. Физикалық тәжірбиелер ; жоғарғы оқу орындарының студенттеріне арналған құрал. – Алматы: Рауан ,1993.
7. Ү.А. Байзак, Қ.Ж. Құдабаев «Медициналық биофизика және медициналық техника бойынша лабораториялық практикум»
6. Қорытынды сұрақтары (кері байланысы):
1. Электр өрісінің негізгі сипаттамаларын атаңыз?2. Дипольдық молекулалар не себептен реттеліп орналасады?