Г
107
∑
ГЮЙГЕНС – ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
198
199
соққысынан иондалады. Орнықпаған разрядтың маңыздылары –
тәж разряды мен
ұшқындық разряд.
Тәж разряды кезіндегі иондалу
тесіп өтуге жол бермейді, себебі электр өрісінің
күшті біртексіздігі өткізгіш пен үшкірленген ұштыққа жақын орналасады. Тәж раз-
ряды көптеген рет қайталанбалы оталу болып табылады.
Ұшқындық разрядтың
тәж разрядынан айырмашылығы сол, ол тесіп өтуге әкеп соқтырады. Бұл
разряд үзік-үзік жарық иір-иір (зигзак) тарамдалған иондалған газ толған жіп
секілді арналарға ұқсас түрде болады. Ұшқындық разряд кезінде көп мөлшерлі
жылу бөлінеді және өте күшті жарқырайтын болады.
Ұшқындық разрядқа ұзындығы бірнеше километрге созылатын, ток күші
бірнеше жүздеген А болатын найзағай табиғи мысал болады. Газдардағы электр
разрядтарының барлық түрлері зерттелуде және
газ лазерлерін қоздыру кезінде
пайдаланылады. Доғалық немесе жоғары жиілікті разрядтар плазматрондардың
негізгі жұмыстық үрдістерінің (процестерінің) ең бастысы болып табылады.
Ұшқындық разрядтар электрлік-ұшқындық өңдеулердің өте дәл әдістерінің
негізіне алынған. Лазерлік жарық сәулені фокустау кезінде ауаны тесіп өту және
электродсыз разрядталу (жоғары жиілікті разрядқа және ұшқынға ұқсас) пайда
болады. Сутегіндегі қуатты күшті токты разрядтар басқарылмалы термоядролық
синтезге бағытталған алғашқы кадамдар болды.
Газдардағы электр разрядтарын зерттеу
плазма физикасында ерекше орын
алған. Осы электр разряды кезінде
төменгі температуралы плазма пайда бола-
ды, бұл плазманың иондалу дәрежесі аз. Осы плазманың жоғары температуралы
(түгелдей иондалған) плазмадан айырмашылығы сол, төменгі температуралы
плазмадағы бейтарап газдың атомдарының немесе молекулаларының маңызы
зор. Бейтарап бөлшектердің электрондары, иондары (сол сәтте) өзара «жұмсақ»
әсерлесе алады. Осының нәтижесінде термодинамикалық тепе-теңсіздік жайттың
тууы мүмкін, сол кезде электрондардың, иондардың және бейтарап газдың темпе-
ратуралары әртүрлі болады.
ГАЗДАРДЫҢ КИНЕТИКАЛЫҚ ТЕОРИЯСЫ – теориялық физиканың
газдардың молекулалық құрылысының және молекулалар арасындағы өзара
әсерлесудің белгілі заңы туралы түсініктер негізінде газдардың қасиеттерін
статистикалық әдістермен зерттейтін саласы. Әдетте газдардың кинетикалық
теориясына газдардың тек тепе-теңсіздік қасиеттерінің теориясы ғана жата-
ды, газдардың тепе-теңдік қасиеттерінің теориясы тепе-теңдік жүйелердің
статистикалық физикасы аймағына тиесілі. Газдардың кинетикалық теориясының
қолданылуының негізгі нысаны (объектісі) – газдар, газ қоспалары және плазма,
ГЮЙГЕНС –
ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
198
199
Г
107
∑
бірақ та плазма теориялық физиканың дербес аймағына бөлініп шыққан. Газдың
қалыпты жағдайдағы тығыздығы сұйықтың тығыздығынан мың еседей кем.
Сондықтан
газ молекулаларының бір-бірінен қашықтығы олардың
өздерінің
өлшемдерінен ондаған есе үлкен. Сол себепті газды бір-бірінен алыс орналасқан
молекулалардың жиыны деп есептеуге болады. Молекулалардың өзараәсерлесу
күші (бір-бірімен соқтығысқан кездегіден басқа уақытта) өте аз болғандықтан,
оны ескермеуге де болады. Молекулалары еркін және ретсіз қозғалатын, әрі
өзараәсерлеспейтін материалдық нүктелер ретінде қарастырылатын газ – иде-
ал газ деп аталады. Жылулық тепе-теңдік күйінде және бөгде күш әсер етпеген
жағдайда, идеал газ молекулаларының кез келген бағыттағы қозғалу ықтималдығы
бірдей. Мұндай газ молекулаларының жылдамдықтары
Максвеллдік үлестірілу
заңымен анықталады. Бұл заң бойынша әр молекуланың ілгерілемелі қозғалысының
кинетикалық энергиясы = 1/2mv
2
= 3/2kT, мұндағы m – молекуланың массасы,
v – оның орташа жылдамдығы, k – Больцман тұрақтысы, Т – абсолют температура.
Идеал газ молекулаларының тек кинетикалық энергиясы ғана болатындықтан,
мұндай газдардың ішкі энергиясы абсолют температураға тура пропорционал бо-
лады. Бұл қатынастан температура молекулалардың кинетикалық энергиясының
мөлшері ретінде анықталады. Газдардың кинетикалық теориясы бойынша оның
өзі тұрған ыдыс қабырғасына түсіретін қысымы ретінде, ыдыстың бірлік ауданына
уақыт бірлігі ішінде соқтығысқан молекулалардың беретін қозғалыс мөлшерінің ор-
таша мәні алынады. Идеал газдың қысымы: p = nkT, мұндағы n – көлем бірлігіндегі
молекулалар саны. Газдың бір грамм-молекуласы (құрамында Авогадро санына
тең N
А
= 6,022045(31)·10
23
молекула бар) үшін мына теңдеу: рV = RT идеал газ
күйінің негізгі теңдеуі немесе
Клапейрон теңдеуі деп аталады.
Мұндағы V = N/n
бір моль газдың көлемі, R = k·N – әмбебап газ тұрақтысы. Бұл байланыс газдардың
кинетикалық теориясы тұжырымдалмай тұрып эмпирикалық жолмен анықталған.
Молекулалардың өзараәсерлесуі ескерілетін нақты газдар үшін Ван-дер-Ваальс
теңдеуі тура. Газ көлеміндегі әртүрлі нүктелер арасында температураның немесе
қысымның айырымы (градиенті) байқалса, газдың тепе-теңдік күйі бұзылады.
Бұл жағдайда физикалық шама градиентінің бағытымен масса, энергия немесе
қозғалыс мөлшері тасымалданады. Бұл үрдіс (процесс) физикалық шаманың мәні
бүкіл газ көлемінде теңескенге дейін өтеді. Газдардың кинетикалық теориясы
бойынша диффузия құбылысы кезінде масса, жылуөткізгіштік үрдісінде энер-
гия, ал тұтқырлық нәтижесінде қозғалыс мөлшері тасымалданады. Тасымалдау
үрдістері молекулалардың еркін жолының ұзындығына (λ) тығыз байланысты. Газ
көлемінің өлшемі λ-дан үлкен болса, газдың тұтқырлығы мен жылуөткізгіштігі
қысымға тәуелсіз болады. Керісінше, λ көлем өлшемінен үлкен болса (сиретілген
