Физика әлемі пӘндік энциклопЕдИя

КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ

470

471

к

178

∑

рілген жиілікті күшейтуге мүмкіндік жасауы қажет. Әдетте хром ионды қоспалы 

рубин,  т.б.  пайдаланылады.  Кристалдағы  қоспалы  ион  айналасы  тудыратын 

кристаллішілік өрістердің ықпалына ұшырайды. Осы өріс шамасы өрістің кернеулігі 

мен  симметриясына  тәуелді  энергияның 

электрондық  деңгейлерін  бөлшектейді 

(Штарк  эффектісі).  Бастапқы  бөлшектеу 

сыртқы магнит өрісін Н қажетті шамаға дейін 

үйлестіреді. Осындай зат радиотолқындарды 

кейбір  жиілік  диапазонында  күшейте  алады. 

Толқын  активті  затта  қаншалықты  ұзын 

жол  жүрсе  кванттық  күшейткіштің  күшейту 

коэффициенті  соншалықты  жоғары  болады. 

Күшейту коэффициентін көлемдік резонатордағы кристалл арқылы көптеген рет 

өткізу арқылы арттыруға болады. Резонаторда жинақталған электрмагниттік сәуле 

күшейтілген сигнал түрінде сыртқа шығарылады (1-сызба). Осылай күшейтілу 

ш а ғ ы л д ы р ы л ғ ы ш   к ү ш е й т у  деп аталған.

Кванттық  күшейткіш  күшейту  коэффициентінен  өзге  сигналды  күшейту  

қасиетін  сипаттайтын  жиіліктік  жолақты  өткізумен  де  сипатталады.  Егер 

күшейткіштің өткізу жолағы сигналдың алып жатқан жолағынан кіші болса, онда 

күшейткіште  сигнал  тегістеледі. 

Кванттық күшейткіштің құрамына 

резонатор ендіру бір жағынан оның 

күшейту коэффициентін арттырса, 

екінші  жағынан  оның  өткізу 

жолағын соншалықты кемітеді. Бір 

резонаторлы кванттық күшейткіш 

кең өткізу жолағымен қамтамасыз 

ете  алмағандықтан  кең  қолдау 

таппады. Көп резонаторлы кванттық күшейткіш күшейту коэффициенті үлкен 

болған кезде едәуір кең өткізу жолағына ие болады. Көп резонаторлы кванттық 

күшейткіштің: ц и р к у л я т о р л ы  шағылдырғыштық (2-сызба) және ө т к е л д і 

типті түрлері бар.

КВАНТТЫҚ МЕХАНИКА (грекше «механика – машиналар жасау өнері») 

толқындық  механика  –  микробөлшектер  (қарапайым  бөлшектер,  атомдар, 

молекулалар, атом ядролары) мен олардың жүйелерінің (мысалы, кристалдардың) 

қозғалыс  заңдылықтарын,  сондай-ақ  бөлшектер  мен  жүйелерді  сипаттайтын 

1-сызба. Бір резонаторлы шағылдыр- 

ғыштық кванттық күшейткіштің сұл- 

басы.

2-сызба.  Үш  резонаторлы  шағылдырғыштық  кү- 

шейткіш

к

178

∑

КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ

472

473

шамалардың ғылыми тәжірибелермен тікелей өлшенетін физикалық шамалармен 

байланысын сипаттау тәсілдерін тұжырымдайтын теория. 

Кванттық механика заңдылықтары заттардың құрылымын зерттеудің іргетасын 

құрайды. Осы заңдылықтар атомдардың құрылымын айқындауға мүмкіндік туғызды, 

химиялық байланыстардың табиғатын ашуға, элементтердің периодтық жүйесін 

түсіндіруге, атом ядросының құрылымын түсінуге,  қарапайым бөлшектердің 

қасиеттерін зерттеуге мүмкіндік жасады. Макроскопиялық денелердің қасиеттері 

қозғалыс пен осы денелер құралған бөлшектердің өзараәсерлесуімен анықталатын 

болғандықтан, кванттық механиканың заңдылықтары көптеген макроскопиялық 

құбылыстардың негізіне жатқан. Кванттық механика, мысалы, газдардың және 

қатты  денелердің  жылусыйымдылықтарының  температуралық  тәуелділігін 

түсіндіруге,  олардың  шамаларын  есептеуге  және  құрылымын  анықтауға 

(металдардың, диэлектриктердің, жартылайөткізгіштердің) мүмкіндік берді. 

Тек кванттық механиканың негізінде ғана  ферромагнетизм, асқынаққыштық, 

асқынөткізгіштік  құбылыстары  жүйелі  түсіндірілді,  ақ  ергежейлі  және  ней- 

трондық жұлдыздар секілді астрофизикалық нысандардың табиғаттары ашыл- 

ды.  Күнде  және  жұлдыздарда  өтетін  термоядролық  реакциялардың  негізгі 

құпиялары мәлім болды. Кванттық механиканың заңдылықтары макроскопия- 

лық  нысандардың  тікелей  білінетін  құбылыстарын  (мысалы,  Джозефсон 

эффектісі) түсіндіреді.

ХХ ғасырдың басында Ньютонның 

классикалық механикасының қолда- 

нылу  ауқымының  шектеулі  екені  (тарлығы)  айқындала  бастаған,  сол  себепті 

оны жалпылау қажеттігі туған. Біріншіден, бұл механиканы денелердің жарық 

жылдамдығына  қарайлас  шапшаңдықпен  қозғалған  кезінде  пайдалануға 

болмайды.  Осы  жайттан  құтылу  үшін  классикалық  механика  Эйнштейннің 

арнайы  салыстырмалық  теориясы  негізінде  туындаған  релятивтік  (латынша 

«релятивус  –  салыстырмалы»)  механикамен  жалпыланды.  Релятивтік  меха- 

никаға (яғни салыстырмалық механикаға) ньютондық (релятивтік емес) механика 

дербес  жағдай  ретінде  қамтылған.  Классикалық  механикада  бөлшектердің 

кеңістіктегі  қалпын  (координаттарын)  және  жылдамдығын,  оған  қоса  осы 

шамалардың уақытқа тәуелділігін ескере отырып сипаттау тән. Бөлшектердің 

қозғалысы белгілі бір анықталған траектория бойынша сипатталады. Бірақ та 

осы сипаттау әрқашан дұрыс бола бермейді, әсіресе, өте аз массалы бөлшектер –  

микробөлшектер  үшін  тура  болмайды.  Ньютон  механикасының  қолданылуы- 

ның екінші шектелуі осы жайтқа байланысты болады. Қозғалыстарды едәуір 

жалпылама  сипаттау  кванттық  механикада  жүзеге  асырылған.  Осы  механика 

КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ

472

473

к

178

∑

өзіне  классикалық  механиканы  дербес  жағдай  ретінде  қамтыған. 

Кванттық 

механика төменгі жылдамдықтар жағдайында тура болатын – релятивтік емес 

және арнайы салыстырмалық теория талаптарын қанағаттандыратын 

релятивтік 

механикаға ажыратылған. Релятивтік механиканы да барынша аяқталған және 

қайшылықтардан түгелдей арылтылған кемел механика деп кесімді пікір айту 

ертерек. Егер релятивтік емес механикада қозғалыс алыстан (қашықтан) әсер ететін 

(лезде) күшпен анықталатын болса, релятивтік механикада бұл жайт тура емес. 

Салыстырмалық теория бойынша өзараәсерлесу шекті жылдамдықпен беріледі 

және де өзараәсерлесуді тасушы физикалық әсер етушінің (агенттің) болуы ке- 

рек; осындай әсер етуші физикалық өріс болады.

Классикалық  және  кванттық  механиканың  арасындағы  қатынас  әмбебап  

тұрақты  шаманың  –  Планк  тұрақтысының  h  (немесе  ℏ  =  h/2π)  болуымен 

анықталады.  h  –  тұрақты  шама,  әсер  кванты  деп  те  аталады,  мұның  әсер 

өлшемділігі: h = 6,62·10

–27

 эрг·сек-қа (ℏ ≈ 1,05·10

–27

 эрг·сек) тең. 

ХХ ғасырдың басында Ньютон механикасы қолданылмайтын екі топ құбылыстар 

ашылған, олардың бірі Ньютон механикасы мен классикалық электрдинамика 

қолданылмайтын үрдіс – жарықтың заттармен өзараәсерлесуі, екіншісі – атом- 

дағы  үрдістерге  қолданылуы  мүмкін  болмайтын  жайт  болды.  Осы  құбылыс- 

тардың  алғашқы  тобы  – 

жарықтың  екі  жақтылық  табиғатының  болуы  –  

жарық дуализмі болса, екіншісі – классикалық түсінік бойынша түсіндіруге 

жатпайтын атомдардың тұрақтылығы мен олардың спектрлерінің түзілуіндегі 

ерекшеліктері болды. Осы топтардағы құбылыстардың арасындағы байланыс- 

тарды анықтау және осы құбылыстарды жаңа теория негізінде түсіндіруге әре- 

кет етудің нәтижесінде 

кванттық механиканың заңдылықтары ашылды.

Алғашқы кванттық түсінікті (сонымен қатар h шартты белгіні) 1900 жылы 

неміс физигі Макс 

Планк (1858–1947) денелердің жылулық сәулесінің теория- 

сына арналған еңбегінде енгізген. Сол кездегі орныққан классикалық электрдина- 

мика  мен  статистикалық  физика  жылулық  сәуле  теориясын  мағынасыздық 

нәтижеге ұрындырды, сәуле мен зат арасындағы жылулық (термодинамикалық) 

тепе-теңдіктің  орнауы  мүмкін  емес,  себебі 

бүкіл  энергия  сәулеге  айналуы  

қажет деген жаңсақ қағидаға әкелген. Планк жарық үздіксіз түрде шығарыл- 

майды [сәуленің классикалық теориясы жарық үздіксіз шығарылады (аққан 

су сияқты) деген ұстанымда болатын-ды)], жарық дискретті (үзік-үзік) [«үзік- 

үзік  мөлшермен  шығады»  дегенді  қарапайым  мысал  –  автоматтан  атылған 

(жекелеген атыспен емес) 

оқтар «тізбегі» секілді (әрбір оқ – белгілі бір мөл- 

шерде болатыны белгілі) елестетуге болады] 

энергия мөлшерімен – квантпен