Orbita . U Z

Ilm-fan fazosi uzra

  • Shrift o'lchamini kattalashtirish
  • Odatiy shrift o'lchami
  • Shrift o'lchamini kichiklashtirish

Elektrostatikaning asosiy qonuni

E-mail Chop etish PDF
Maqola Reytingi: / 2
Juda yomon!A'lo! 

Elektrostatikaning asosiy qonuni

 

Elektr hodisalari o‘zining dastlabki xarakteri – tarqoq holda tadqiq qilinayotgan va alohida olingan qandaydir g‘ayritabiiy hodisalar sifatidagi nuqtai nazarlardan tobora holi bo‘lib borib, mavjud nazariy va amaliy bilimlarni asosiy tamoyillar bo‘yicha yagona g‘oya atrofiga birlashtirilayotgan vaqt XVIII asrning o‘rtalari edi. Elektr hodisalarini o‘rganishda va amaliy tajribalar olib borishda son o‘rniga sifat asosiy ko‘rsatkichga aylanayotgan vaqt yetib kelgandi.

Bunday yo‘nalishdagi faoliyat Peterburglik akademik F. Epinusning (1724-1802) tadqiqotlarida yorqin namoyon bo‘ladi.

Epinus o‘zining tekshirishlarida quyidagi tamoyillarga tayanadi: har qanday jism, o‘zining tabiiy holatida doimo ma’lum elektr miqdoriga ega bo‘ladi. Elektr flyuidi zarrachalari o‘zaro bir birini itarishadi va odatiy moddalarga tortishadi. Elektr effektlari, jismdagi elektr flyuidning miqdori tabiiy holatdagidan ko‘proq yoki kamroq bo‘lib qolganida yuzaga chiqadi.

Epinus taxmin qiladi: «… bunday funksional bog‘liqlikni aniqlashga hozircha men kirishganim yo‘q. Mabodo, turli funksiyalar orasida tanlash kerak bo‘lib qolsa men, bu kattaliklar masofalar kvadratiga teskari proporsional ravishda o‘zgarayotganini tasdiqlashga shoshilgan bo‘lardim. Bu taxminni haqiqatga yaqin deb qarash mumkin, chunki, bunday bog‘liqlik foydasi uchun tabiat o‘xshash hodisalarining o‘zi guvohlik berib turibdi». Epinusning yo‘lidan Genri Kavendish (1731 — 1810) ham bordi. U o‘zining 1771-yilda e’lon qilingan maqolalarining birida, Epinus gipotezasini bir kichik o‘zgartirish bilan qabul qiladi: «ikki elektr zaryadlarining tortishishi, masofaning ma’lum darajasiga proporsional ravishda hisoblanadi. Masofa hozircha aniqlashtirilmagan». Kavendish matematik mulohazalar yordamida xulosa qiladi: «Agar elektr zaryadlarining o‘zaro ta’sir kuchi teskari kvadratlar qonuniga bo‘ysunsa, demak, «deyarli barcha» elektr zaryad o‘tkazgichning eng yuqori sirtida yig‘iladi». Shu orqali zaryadlarning o‘zaro ta’sirlashuvi qonunining o‘rnatilishiga bilvosita yo‘l ochiladi.

«Elektr kuchi qonuni»ning o‘rnatilishiga asosiy xalaqit beruvchi narsa – elementar zaryadlar orasida ta’sir qiluvchi kuchlarning ponderomotor kuchlar bilan o‘zaro muvofiq kelishini amaliy tajribada ko‘rsatib beruvchi holatni topilmayotganligi edi. Ehtimolki, bu muammoga to‘g‘ri yondoshuvni hammadan avval ingliz tadqiqotchisi J. Robayson (1739—1805) topdi.

Robayson foydalangan eksperimental usul shunga asoslanardiki,  o‘zaro ta’sirlashuvchi zaryadlarni ular joylashgan sferalarning o‘lchamlari, mazkur sferalarning markazlari orasidagi masofadan ko‘p marta kichik bo‘lganida nuqtaviy deb qaralar edi. Bu ingliz mutaxassis olib borgan o‘lchashlar yo‘riqnomasi, uning o‘limidan keyin, 1822-yilda chop etilgan «Mexanik falsafa tizimi» nomli fundamental ishida batafsil aks etgan. O‘z o‘lchashlaridagi nuqsonlarni inobatga olib Robayson xulosa qiladi: «Sferalar va nuqtalar orasidagi o‘zaro ta’sir, ularning markazlari orasidagi masofaning kvadratiga teskari proporsional».

Biroq, elektrostatikaning asosiy qonuni Robayson nomi bilan atalmaydi. Gap shundaki, olingan natijalar haqida olim faqat 1801-yilga kelibgina ommaga ma'lumot berdi. Tafsilotlarni esa yana ham keyinroq ma'lum qildi. Bu vaqtga kelib esa, farang olimi Kulonning ishlari, barcha ilmiy doiralarda keng tarqalib ulgurgan edi.

Sharl Ogyusten Kulon (1736—1806) Fransiyaning janubiy-g‘arbidagi Angulem shahrida tug‘ildi. U tug‘ilganidan so‘ng, ularning oilasi Parijga ko‘chib o‘tishdi. Avvaliga Sharl «to‘rt millat kolleji» ga qatnadi. Bu kollej Mazarini kolleji nomi bilan ham mashhur. Lekin tez orada uning ota onasi o‘zaro kelisholmay qolishdi va oila buzildi. Sharlning otasi yana eski yerlarga – janubga Monpelyega yo‘l oldi. Bir muddatdan keyin Sharl Kulon ham otasi bilan yashash uchun, poytaxtni tark etib, Monpelyega ketdi. 1757-yilning fevralida, Monpelyedagi Qirollik ilmiy jamiyatining yig‘ilishida yosh matematika ixlosmandi o‘zining birinchi ilmiy ishi «O‘rta proporsional egrilik to‘g‘risida geometrik ocherk» nomli risolasini o‘qib eshittirdi. Keyinchalik ham Kulon, ilmiy jamiyat faoliyatida faol ishtirok etdi va yana 5 ta, matematikaga oid ikkita va astronomiyaga oid uchta ilmiy ishini e’lon qildi

1760-yil fevralida Sharl Kulon, Mezyer harbiy-muhandislik maktabiga o‘qishga kirdi. Keyingi yilning noyabrda Sharl o‘qishni muvaffaqiyatli tamomladi va Fransiya g‘arbidagi yirik port – Brestga yo‘llanma oldi. Keyin u Martinika oroliga yo‘llandi. U yerda o‘tkazilgan sakkiz yil davomida olim bir necha marotaba qattiq kasallandi va lekin har safar o‘zining xizmat vazifalarini bajarishga yana va yana qaytaverdi. Bu kasalliklar o‘z ta’sirini o‘tkazmay qolmadi. Fransiyaga qaytganida Kulonni sog‘ odam deb bo‘lmas edi.  Lekin barcha bunday qiyinchiliklarga qaramasdan, Kulon o‘z xizmat vazifalarini juda yaxshi darajada va sidqidildan bajargan. Uning fort Mont-Garnye qurilishidagi natijalari munosib baholandi va uning unvoni oshirildi. 1770-yil mart oyida Sharl Ogyusten Kulonga kapitan unvoni berildi. O‘sha vaqtlarda bunday tezkor lavozimiy ko‘tarilish kamdan kam kuzatiladigan hodisa edi. Lekin, Kulon tez orada yana qattiq kasallanib qoldi va u bu safar Fransiyaga qaytarish to‘g‘risida murojaat bilan ariza yozishga majbur bo‘ldi.

Vataniga qaytgach Kulonni Bushenga yo‘llanma bilan jo‘natishdi. Bu yerda Kulon, Vest-Indiyada boshlagan tadqiqotlarini yakunlashga kirishdi. Kulonning aynan shu yerda qilgan ilmiy ishlarida ilgari surilgan g‘oyalar hozirda ham mutaxassislar tomonidan materiallar qarshiligi sohasining asosiy tayanchi deb baholanadi. 1774-yilda Kulonni yirik port – Sherburga o‘tkazishadi. U yerda harbiy olim 1777-yilgacha xizmatda bo‘ldi. Sherburda Kulon qal’a va suv inshootlarining ta’mirlash ishlariga boshchilik qildi. Bu ish esa Kulonga ilmiy ishlar bilan shug‘ullanish uchun yetarlicha vaqt qoldirar edi va yosh olim o‘zining tadqiqotlarini doimiy davom ettirishiga imkoniyat ham vaqt ham yetarli bo‘lardi. Bu davrdagi Kulonning asosiy ilmiy tekshirishlari, Yerning magnit maydonining o‘lchamlarini aniqlashga qaratilgan bo‘lib, magnit strelkalari tayyorlashning optimal usulini ishlab chiqishni o‘z oldiga maqsad qilib qo‘ygan edi. Bu mavzuni Parij fanlar akademiyasi tomonidan e’lon qilingan tanlovda ilgari surilgan bo‘lib, mazkur muammolar yuzasidan ilmiy tahlillar yuritgan va jiddiy natijalarga erishgan olimga katta miqdordagi mukofot va’da qilingan edi. 1777-yili, konkurs g‘oliblari sifatida birdaniga ikki olim – Shvetsiyalik van Shvinden va Kulonlar e’tirof etildi. Biroq, fan uchun nisbatan Kulonning ishlari amaliy foyda keltirishi bilan e’tiborga molik bo‘lib chiqdi. Kulon o‘z ilmiy ishining magnit strelkalariga bag‘ishlangan qismida Yer magnit maydonining xossalari hamda, keyingi boblarda magnit strelkalari osiladigan iplarning mexanik xususiyatlarini tadqiq qiladi. Olim qator tajribalar siklini olib borib, aylanish deformatsiyasi kuch momentining  ipning aylantirish burchagi va uning parametrlari: uzunligi va diametriga bog‘liqligining umumiy tartib qoidalarini bayon qilib berdi.

Ipak tolalari hamda sochning aylanishga (eshilishga) nisbatan kam elastikligi, taranglik kuchlarining hosil qiladigan kuch momentini e’tiborga olmasdan ham, magnit sterlkalarining magnit og‘ish burchagiga aniq yo‘nalayotganligini ifodalashga imkon berardi. Bu holat Kulon uchun silindr shaklidagi metall iplar (simlar)ning aylanishi (eshilishi) hodisasini yanada chuqurroq o‘rganishga turtki berdi. Uning bu sohadagi ilmiy natijalari «Metall simlarning eshilish va elastikligining nazariy va amaliy tadqiqi» nomli, 1784-yilda tugallangan ilmiy ishida ilmiy jamoatchilikka havola qilindi.

Kulon tomonidan 1777-yil konkursiga taqdim etilgan ingichka metall simlarning eshiluvchanligi tadqiqoti  muhim amaliy natija – burama (prujinali) tarozilarning ixtiro qilinishiga sababchi bo‘ldi. Bu o‘lchov asbobi esa XVIII-asr uchun turli tabiiy kuchlarning kichik qiymatlarini o‘lchashda beqiyos darajadagi aniqlikka ega vosita hisoblanardi. Aniqlik darajasi yuqori bo‘lgan asbobni yasagach, Kulon uni qo‘llash mumkin bo‘lgan muammoni izlay boshladi.

Shu o‘rtada olim, o‘z davri uchun yangi va istiqbolli soha hisoblangan elektr va magnetizmni sohasi muammolari bilan ham qiziqa boshlaydi. Kulonning elektr va magnetizm bo‘yicha olib borgan izlanishlarining eng muhim natijasi – elektrostatikaning asosiy qonunining ochilishi bo‘ldi.

«Ikki qo‘zg‘almas nuqtaviy elektr zaryadlarning o‘zaro ta’sir kuchi, zaryadlarning miqdoriga to‘g‘ri proporsional, ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proporsionaldir»

Kulon ishni bir turdagi zaryadlarning itarilish kuchining masofaga bog‘liqligini tadqiq qilishdan boshladi. U ko‘p sonli tajribalar o‘tkazib ko‘rdi. Olim zaryadlar orasidagi masofa 36:18:172 va itarilish kuchi 36:144:5751, nisbatda bo‘lgan uchta turli zaryadlar bilan amaliy tajribalar o‘tkazdi. Har safar o‘zaro ta’sir kuchlari masofaga nisbatan deyarli aniq teskari proporsionallik kasb etdi. Tajribadagi natijalarning nazariyotdan  bi roz farq (bu unchalik katta farq bo‘lmagan) qilishini Kulon, hisoblashlarda nazardan chetdan qolgan biror xatolik yoki, elektrning hozircha ma’lum bo‘lmagan biror ichki xususiyati bilan bog‘liq bo‘lsa kerak deb hisobladi.  Hammasidan ham qiyini, tortishish kuchlarini o‘lchash bo‘lib chiqdi. harakatdagi sharchalarga burama tarozini ilish va qarama qarshi ishorali zaryadlangan sharchalar bilan tortishish kuchiga moslab muvozanatga keltirish mushkul masala edi. Baribir Kulon ko‘pincha ikki sharchalarning o‘zaro tortish kuchi hamda unga qarshilik qiluvchi buralgan simning qarshilik kuchi o‘rtasida muvozanat o‘rnatishga erishdi. Olingan natijalar shuni tasdiqlardiki, tortish kuchi ham teskari kvadratlar qonuniga bo‘ysunar ekan.

Lekin Kulon mazkur tajriba va natijalarning o‘zi bilan cheklanib qolmasdan, bu qonunning amaliy tasdiqini isbotlash uchun yangi, o‘ziga xos usulga qo‘l urdi. U o‘z ta’limotining elektr sohasi uchun fundamental ahamiyat kasb etishini yaxshi anglardi. Shu tufayli, u o‘zining barcha natijalari uchun mas’uliyat va tanqidiy yondoshuv bilan qaragan. Kulon o‘z natijalarini aniqlashtirish uchun po‘latga ishlov berishdagi magnit kuchini o‘lchashda qo‘llab kelingan usuldan foydalanib ko‘rdi. Hozirda «Tebranishlar usuli» deb ataladigan bu usul ancha samarali bo‘lib chiqdi. Bu usulning mohiyati shunda ediki, masalan, mayatnikning tebranish chastotasi joyning og‘irlik kuchiga bog‘liq bo‘lgani kabi, gorizontal tekislikda tebranayotgan elektrlangan strelkaning ham tebranish chastotasi  ham unga ta’sir ko‘rsatayotgan elektr kuchining intensivligiga bog‘liq bo‘ladi. Tebranishlar soniga qarab, bu kuchni hisoblab topish mumkin.

Bu g‘oyani amalga oshirish uchun bir uchida zaryadlangan kichik plastinka vertikal holatda o‘rnatilgan izolatsiya sterjenini, uning ro‘parasida qarama qarshi ishorali zaryadlangan va izolyatsiyalangan metall sharchaning gorizontal diametri bo‘ylab tebranishga majbur qildi. Bu tajriba Kulonning teskari kvadratlar qonunini to‘la tasdiqladi.

Shunday qilib Sharl Ogyusten Kulon elektrostatikaning asoslarini ochib berdi. U qayd etgan tajribaviy natijalar ham fundamental ham amaliy ahamiyatga molik bo‘lgan ulkan ilmiy yo‘lni boshlab berdi. Fizika uchun Kulonning burama tarozilar bilan qilgan tajribalarining ahamiyati shunda ediki, ular fiziklarga elektr zaryadi birliklarini mexanikada qo‘llaniladigan kattaliklar yordamida aniqlashni o‘rgatdi: kuch va masofa elektr hodisalarining miqdoriy qiymatlarini aniqlashga xizmat qildi.


Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:

Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Tvitterda: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz

 

Yangilаndi: 24.03.2018 12:53  
Maqola yoqdimi? Do'stlaringizga ham tavsiya qiling:

Mulohaza bildiring:


Mahfiy kod
Yangilash

Banner

Ixtiro va Kashfiyotlar

Orbital latifalar :) :)

"Dohiyona" qisqartirish:

????????????????????????


Birliklar Konvertori

Birlik / Kattalik turini tanlang:
Qiymatni kiriting:

Natijaviy qiymat:

© Orbita.uz

Kontent statistikasi

Foydalanuvchilar soni : 368
Kiritilgan mаqolalar soni : 784
O'qilgan sahifalar soni : 3672749

Tafakkur durdonalari

Xitoydan bo'lsa ham ilm o'rganinglar.

Hadis