Ֆիզիկա

Համաստեղություն 

Եթե գիշերը նայեք երկնքին, այնտեղ անպայման կտարբերեք հատկապես պայծառ աստղերի խմբեր, որոնք կազմում են որոշակի պատկերներ: Հազարամյակների ընթացքում մարդիկ այդ խմբերին տվել են անուններ: Այդ աստղերի առանձին խմբերը կոչվում են համաստեղություններ կամ, ինչպես անցյալում են ասել, աստեղատներ: Դրանց մի մասին անուններ տվել են հույները՝ 2000 տարի առաջ, ապա՝ նաև հնդիկ և արաբ աստղագետները: Հայկական լեռնաշխարհի բնակիչներն աստղային երկնքով հետաքրքրվել են վաղ անցյալում. այդ են վկայում համաստեղությունների՝ Հայաստանում հայտնաբերված ավելի քան 3 հազարամյակի վաղեմության բազմաթիվ ժայռապատկերներ: Պարզվել է, որ Սիսիանից 3 կմ հեռավորության վրա գտնվող Քարահունջի վերջերս բացահայտված  աստղադիտարանում, որտեղ դիտակները հատուկ անցքերով քարեր են, դիտարկումներ են արվել դեռևս 7–8 հզ. տարի առաջ:

Ներկայումս երկնակամարում ճանաչված է 88 համաստեղություն: Նրանց անուններ են տրվել երկնքում այս կամ այն աստղը հեշտությամբ գտնելու նպատակով: Երկրից դիտելիս թվում է, թե համաստեղության աստղերն իրար մոտ են գտնվում, սակայն իրականում նրանց միջև հսկայական տարածություններ կան: Կա միջազգային համաձայնություն, ըստ որի՝ աստղագետները պայմանավորվածություն ունեն համաստեղությունների թվացյալ սահմանների և նրանց պաշտոնական անվանումների վերաբերյալ: Հնում համաստեղություններին տալիս էին կենդանիների, օրինակ՝ Առյուծ (Leo), Կարապ (Cygnus), կամ հին հունական առասպելների հերոսների, օրինակ՝ Պերսևս (Perseus), Անդրոմեդա (Andromeda), անուններ: Վերջերս տրված անվանումներից են՝ Օկտանտ (Octans), Ժամացույց (Horologium) և այլն:

Թե հատկապես ո՞ր համաստեղությունները կարող ենք տեսնել աստղային երկնքում, կախված է տարվա եղանակից, գիշերվա ժամից և դիտման վայրից: Հյուսիսային կիսագնդի բնակչին ավելի հարմար է աստղային երկինքը դիտել ձմեռային երեկոներին: Օրիոն (Orion) կամ Որսորդ համաստեղությունում կան շարք կազմած և Օրիոնի գոտի կոչվող 3 շատ պայծառ աստղեր, որոնց մոտ են գտնվում Ցուլ (Taurus) և Երկվորյակներ (Gemini) համաստեղությունները: Ամառային երեկոներին լավ տեսանելի են Արծիվ (Aquila), Կարապ (Cygnus) և Քնար (Lira) համաստեղությունների 3 պայծառ աստղերը, որոնք, ասես, կազմում են հսկայական եռանկյուն: Այդ 3 աստղերը ձեզ կօգնեն գտնելու մի քանի այլ համաստեղություններ ևս: Հարավային կիսագնդում տեսանելի են բոլորովին այլ համաստեղություններ, օրինակ՝ Հարավային Խաչը (Crux Australis) և Կենտավրոսը (Centaurus):

Մեր նախնիները համաստեղություններին տվել են նաև այլ անուններ. օրինակ՝ Օրիոնը կոչել են Հայկ Նահապետի, Հերկուլես համաստեղությունը՝ Վիշապաքաղ Վահագնի (կայծակի ու ամպրոպի աստված) անուններով: Մեծ Արջն անվանել են Եզներ, Սայլ, Շերեփ:

Տիեզերք

Տիեզերքը մեզ շրջապատող անսահման և հավերժական նյութական աշխարհն է, Երկրից մինչև տիեզերական տարածության ամենահեռուներում ֆիզիկապես գոյություն ունեցող ամեն ինչը: 

Տիեզերքն ընդգրկում է անթիվ բազմությամբ գալակտիկաներ: Մեզ տեսանելի ամենահեռավոր գալակտիկաներն այնքան հեռու են մեզանից, որ դրանցից եկող լույսը մեզ է հասնում միլիարդավոր տարիների ընթացքում:

Մեզանից շատ առաջ մարդիկ կարծում էին, թե Երկիրը Տիեզերքի կենտրոնն է: Այժմ մենք գիտենք, որ չնայած Երկիրը բացառիկ կարևորություն ունի մեզ համար, բայց այն Արեգակի շուրջը պտտվող ընդամենը մի փոքրիկ մոլորակ է, իսկ Արեգակը՝ ընդամենը մեր Գալակտիկայի միլիոնավոր սովորական աստղերից մեկը:

Աստղերն ինքնալուսարձակող, ջրածնի ու հելիումի գազային վիթխարի գնդեր են, որոնց կենտրոնում ջերմաստիճանը հասնում է միլիոնավոր, իսկ մակերևույթին՝ հազարավոր աստիճանների: Բացի Երկրից, Արեգակի շուրջը պտտվում են ևս 9 մեծ մոլորակներ (Մերկուրի, Վեներա, Մարս, Յուպիտեր, Սատուռն, Ուրան, Նեպտուն, Պլուտոն և 10-րդ) ու հազարավոր փոքր մարմիններ՝ աստղակերպներ ու գիսավորներ: Բայց դրանք, նույնիսկ միասին վերցրած, զանգվածով շուրջ 100 անգամ փոքր են Արեգակից: Որպեսզի գաղափար կազմենք Տիեզերքի չափերի մասին, դրանք համեմատենք Երկրից դիտվող երկնային մարմինների հեռավորությունների հետ: Լույսի ճառագայթը, որը տարածվում է 300.000 կմ/վ արագությամբ, 1 վայրկյանում կարող է մոտ 8 անգամ պտտվել երկրագնդի շուրջը: Որպեսզի լույսն Արեգակից Երկիր հասնի, հարկավոր է 8 րոպեից մի փոքր ավելի ժամանակ: Մինչդեռ մեզ ամենամոտ Պրոքսիմա աստղից, որը գտնվում է Կենտավրոս համաստեղությունում, լույսը Երկիր է հասնում միայն 4 տարի 4 ամսում: Գիտնականներին հայտնի են բազմաթիվ աստղեր, որոնցից լույսի ճառագայթները մեզ հասնում են հարյուրավոր, հազարավոր, միլիոնավոր, նույնիսկ միլիարդավոր տարիների ընթացքում: 

Քանի որ աստղերից եկող լույսը մեզ է հասնում այդքան երկար ժամանակամիջոցում, մենք այժմ աստղերը տեսնում ենք այնպիսին, ինչպիսին դրանք իրականում եղել են հարյուրավոր, հազարավոր, միլիոնավոր տարիներ առաջ: Այսինքն` երբ նայում ենք Տիեզերքի խորքերը, մենք, ըստ էության, նայում ենք վաղուց անցած-գնացած ժամանակներին: 

Արեգակը մոլորակների և իր մյուս արբանյակների հետ կազմում է Արեգակնային համակարգը: Հնարավոր է, որ շատ աստղեր նույնպես իրենց շուրջն ունեն մոլորակներ, և դրանցից մի քանիսի վրա կյանք լինի: 

Աստղերը կազմում են աստղային հսկայական համակարգեր՝ գալակտիկաներ: Արեգակից բացի, մեր Գալակտիկայում կան մոտ 100 մլրդ ուրիշ աստղեր ևս: 

Որոշ գիտնականներ այն կարծիքին են, որ Տիեզերքը երբեք չի առաջացել, այլ հավերժ գոյություն է ունեցել և գոյություն էլ ունենալու է՝ փոփոխվելով միայն իր ձևերով և դրսևորումներով: 

Ժամանակակից գիտության մեջ Տիեզերքի ձևի և չափերի մասին պատկերացումները խիստ վիճելի են: Ենթադրաբար, Տիեզերքի չափերը կազմում են ավելի քան 93 մլրդ լուսատարի (1 լուսատարին լույսի անցած ճանապարհն է 1 տարում՝ 9,5.10¹²կմ): Ենթադրվում է նաև, որ դիտարկումներին ենթակա է Տիեզերքի ընդամենը 13 մլրդ լուսատարի ծավալը, այսինքն՝ 1/7-րդ մասը:

Մեծ պայթյուն

Վերջին տվյալների համաձայն` գիտնականները ենթադրում են, որ Տիեզերքի գոյությունն սկսվել է 13,73 ՞ 0,12 մլրդ տարի առաջ՝ սկսած այն պահից, որն անվանում են Մեծ պայթյուն: Մեծ պայթյունով Տիեզերքի ողջ նյութն ու էներգիան սփռվել են տիեզերական տարածության մեջ: Դա է եղել ժամանակի և տարածության սկիզբը` մոտավորապես 13,7 մլրդ տարի առաջ: Ըստ Մեծ պայթյունի տեսության՝ ամենասկզբում Տիեզերքի նյութն անհավանականորեն խիտ էր ու տաք, սակայն, ընդարձակվելով, սկսել է սառչել: Սկզբնապես այդ նյութը պարունակում էր հսկայական քանակությամբ արագընթաց մասնիկներ՝ այսպես կոչված քվարկներ և էլեկտրոններ: 

Պայթյունից հաշված րոպեներ անց այդ մասնիկները, միանալով իրար, առաջացրել են նոր մասնիկներ՝ պրոտոններ և նեյտրոններ, որոնց մի մասը միավորվել է ատոմական թանձրուկներում: Այդ փուլում Տիեզերքի նյութը գրեթե ամբողջապես կազմված էր ջրածնի և հելիումի ատոմների միջուկներից: 300 հզ. տարի անց, երբ Տիեզերքի ջերմաստիճանն անհամեմատ իջել է, էլեկտրոնների շարժման արագությունը նվազել է, և միջուկներն սկսել են դրանք «բռնել»՝ առաջացնելով ջրածնի և հելիումի ատոմներ, որոնցից և հետագայում առաջացել է Տիեզերքի ամբողջ նյութը: Տիեզերքի ընդարձակման հետ նյութը, լույսն ու ճառագայթման այլ տեսակներ ավելի ու ավելի նոսրացել են: Մեծ պայթյունից մոտավորապես միլիարդ տարի անց գազի հսկա ամպերն սկսել են սեղմվել իրենց կենտրոնների շուրջը, և այդպիսի յուրաքանչյուր ամպ վերածվել է գալակտիկայի:

Տիեզերքը ներկայումս էլ շարունակում է ընդարձակվել, և գալակտիկաներն ավելի ու ավելի են հեռանում իրարից: Եթե Տիեզերքի նյութն այնքան շատ լինի, որ նրա ձգողության ուժը բավարարի ի վերջո կասեցնելու ընդարձակումը, ապա այդ ուժը  գալակտիկաներին կստիպի վերստին սեղմվել և մոտենալ իրար այնքան ժամանակ, մինչև գոյություն ունեցող ամեն ինչ սեղմվի և պարփակվի մեկ կետում: Դա Մեծ պայթյունի հակառակ գործողությունն է և կոչվում է Մեծ ճայթյուն: Իսկ եթե Տիեզերքի նյութը չբավարարի այդ գործողությանը, ապա այն կշարունակի ընդարձակվել, և միլիարդավոր տարիներ հետո աստղերը կծախսեն իրենց ամբողջ միջուկային վառելանյութն ու ի վերջո կհանգչեն:

Տիեզերագիտության պատմությունից

Դեռևս Միջագետքի և Եգիպտոսի քաղաքակրթություններն իրենց պատկերացումներն ունեին Տիեզերքի մասին, սակայն Տիեզերքի կառուցվածքի վերաբերյալ քիչ թե շատ գիտական տեսությունները ծնվել են Հին Հունաստանում: Առավել տարածված էր Պյութագորաս-Արիստոտել-Պտղոմեոսի տեսությունը, որի համաձայն` ժամանակի մեջ սկիզբ չունեցող Տիեզերքի կենտրոնում գտնվում էր Երկիրը,  նրա շուրջն ուղեծրերով պտտվում էին մոլորակներն ու Արեգակը, իսկ Տիեզերքի ամենաեզրին գտնվում էին նույնպես Երկրի շուրջը պտտվող աստղերը: Ավելի քիչ կողմնակիցներ ուներ անվերջ և բնակելի բազմաթիվ աշխարհներով Տիեզերքի մասին Դեմոկրիտի ուսմունքը: 

Հարյուրամյակների ընթացքում երկնային մարմինների դիտարկումները, աստղադիտական տեխնիկայի զարգացումը Կոպեռնիկոսին, ապա նաև Նյուտոնին հնարավորություն տվեցին ստեղծելու արեգակնակենտրոն Տիեզերքի մոդելը, որի համաձայն` Երկիրն ու մոլորակները պտտվում են Արեգակի շուրջը:

Աստղագիտության հետագա զարգացումը հանգեցրեց Ծիր Կաթինի, այլ գալակտիկաների և մնացուկային (ռելիկտային) ճառագայթման հայտնագործմանը: Տարածության մեջ գալակտիկաների բաշխման ճշգրիտ հետազոտությունների և նրանց սպեկտրների ուսումնասիրությունների հիման վրա կազմավորվեց ժամանակակից տիեզերագիտությունը: 

1929 թ-ին ամերիկացի աստղագետ Էդվին Հաբլը բացահայտեց, որ գալակտիկաները հեռանում են միմյանցից, և Տիեզերքն ընդարձակվում է: Այդ հայտնագործությունը, որն անվանեցին Հաբլի օրենք, դարձավ Մեծ պայթյունի տեսության հիմքը: 1988թ-ին անգլիացի ֆիզիկոս Ստեֆըն Հոքինգը իր «Ժամանակի համառոտ պատմությունը» գրքում հրապարակեց Տիեզերքի մասին մի տեսություն, որտեղ նա պնդում է, որ մեր Տիեզերքը և նրա նման անթիվ այլ տիեզերքներ` բոլորը միասին, կազմում են վիթխարի Գերտիեզերքի ընդամենը մի մասը:

Կան նաև վարկածներ այն մասին, թե Տիեզերքն առաջացել է բոլորովին այլ կերպ, և Մեծ պայթյուն ընդհանրապես չի եղել:

 Գալակտիկաներ

Մութ գիշերներին պարզ ու աստղալից երկնքում երևում է լայն, թույլ առկայծող մի շերտ՝ աստղերի բազմություն, որն ասես գոտևորում է ողջ երկնակամարը: Այդ շերտը հիշեցնում է թափված կաթի կամ հարդի հետք, և այդ պատճառով դեռ հնում այն անվանել են Ծիր Կաթին (Կաթնծիր) կամ Հարդագողի ճանապարհ: 

Դա մեր Գալակտիկան է, որի անդամներն են Արեգակն ու գիշերային երկնքում երևացող բոլոր աստղերը: Այդ աստղային ընտանիքը կազմված է մոտ 100 մլրդ աստղերից, գազից ու փոշուց: Բացի մեր Գալակտիկայից, գոյություն ունեն նաև բազմաթիվ այլ գալակտիկաներ, որոնք ցրված են ողջ Տիեզերքում:

Եթե մենք կարողանայինք մեր Գալակտիկան դիտել հեռավոր Տիեզերքից, ապա կտեսնեինք միջին մասում համեմատաբար հաստ, իսկ եզրերում՝ պարուրաձև թևքերով հարթ, սկավառակաձև մի գոյացություն:

Գալակտիկայի աստղերի միջև գտնվում են գազի և փոշու հսկայական ամպեր: Դրանցից որոշները վառ լուսարձակում են, մյուսները մութ են:

Ծիր Կաթին

Ծիր Կաթինը, ինչպես ասացինք, մեր Գալակտիկան է: Եթե պարզկա գիշերով հեռադիտակով կամ ոչ մեծ աստղադիտակով նայեք Ծիր Կաթինի ձգվող լույսի մշուշոտ շերտին, ապա կտեսնեք, որ այդ լույսը բխում է հսկայական քանակությամբ թույլ լուսարձակող առանձին աստղերից:

Ծիր Կաթինը գոտևորում է ողջ երկինքը: Երկրագնդի որ մասից էլ դիտեք, Ծիր Կաթինի մի մասն անպայման կտեսնեք: Հյուսիսում այն անցնում է Կառավար, Կասիոպեա, Կարապ համաստեղություններով: Ծիր Կաթինի մութ տեղամասերը գազի ու փոշու ամպեր են, որոնք փակում են ավելի հեռավոր աստղերից եկող լույսի ճանապարհը: Այդ ամպերից ամենամեծը Հարավային Խաչ համաստեղությունում գտնվող Ածխի Պարկն է: 

Գալակտիկայի տեսակները

Գալակտիկաներն իրենց արտաքին տեսքով բաժանվում են 3 հիմնական դասերի՝ պարուրաձև, էլիպսաձև և անկանոն:

Մեր Գալակտիկան պարուրաձև գալակտիկա է, տրամագիծը 100 հզ. լուսատարի է (1 լուսատարին հավասար է 9,5.1012 կմ. դա այն տարածությունն է, որ լույսն անցնում է 1 տարում): Բազմաթիվ մեծ գալակտիկաներ ունեն շատ գեղեցիկ պարուրաձև տեսք:

Էլիպսաձև գալակտիկաներն աստղերից կազմված թանձր գնդեր են: Անկանոն գալակտիկաները որևէ որոշակի տեսք չունեն:

Շատ գալակտիկաներ հզոր ռադիոճառագայթման աղբյուրներ են, որոնք կարելի է գրանցել միայն ռադիոաստղադիտակներով: Տիեզերական տարածության մեջ գալակտիկաները խմբված են առանձին խմբերի ու կույտերի մեջ: Մեր Գալակտիկան գտնվում է Տեղական խումբ կոչվող կույտում:

Այլ գալակտիկաներ

Անզեն աչքով Երկրից կարելի է դիտել միայն 3՝ Մագելանի մեծ ու փոքր ամպեր և Անդրոմեդայի գալակտիկաները:

Երկրին ամենամոտը Մագելանի մեծ և փոքր ամպերն են: Դրանք աստղերից կազմված ամպեր են, որոնք երևում են միայն Հարավային կիսագնդից: Երկրից մինչև Մագելանի ամպերը եղած հեռավորությունը մոտ 180 հզ. լուսատարի է: Մեր՝ Տեղական խմբի ամենամեծ գալակտիկան Անդրոմեդայի գալակտիկան է: Այն անզեն աչքով երևում է մշուշաբծի տեսքով: Անդրոմեդան 130 հզ. լուսատարի տրամագծով պարուրաձև գալակտիկա է, որը մեզանից հեռու է ավելի քան 2 մլն լուսատարի: Գալակտիկաները նշանակվում են այդ նպատակով ստեղծված տարբեր կատալոգների (ցուցակներ) հերթական համարներով: 

Քվազարներ կամ բաբախիչներ

Քվազարը (քվազի-աստղային ռադիոաղբյուր) ռադիոճառագայթներ արձակող աստղանման գոյացություն է, բայց ոչ աստղ: Յուրաքանչյուր քվազար շրջապատված է գալակտիկայով: Ամենահեռավոր քվազարները մեզանից հեռու են ավելի քան 10 մլրդ լուսատարի: Քվազարներն աչքի են ընկնում իրենց արտասովոր փայլով, այնպես որ դրանց կողքին խամրում է նույնիսկ նրանց ծնող գալակտիկաների լույսը:

Զուգորդական միացում

Գործնական աշխատանք

A = 0,16Ա = Y               U1 = 4,8Վ
A1=0,2 = Y1                  U2 = 4,8Վ
A2=0,39 = Y2                U = 5

R1=U1/Y1                          R1 = 30օմ
R2=U/Y2                            R2 = 24օմ
R = R1*R2/R1+R2

R = 30*24/30=24 = 720/54=13,3 U (օմ)


Հաջորդական միացում 

Գործնական աշխատանք
y=0,5Ա

y=y1=y2=0,5Ա
u=5վ
u1=1,6 վ
u2=2,8վ
R=u/y=5y/0,5ա=10(օմ)
R1=u1/y=1,6վ/0,5Ա=3,2(օմ)
R2=u2/y=2,8/0,5=5,6(օմ)
R1+R2=R=3,2+5,6=8,8(օմ)

Լավարատոր աշխատանք 11.10.2017

Հաղորդիչի դիմադրության չափումն ամպերաչափի և վոլտաչափի միջոցով։

Աշխատանքի նպատակը․ կառուցել հոսանքի ուժի կախումը հաղորդիչի ծայրերին կիրառված լարումից պատկերող գրաֆիկը։ Գրաֆիկի միջոցով որոշել հաղորդիչի դիմադրությունը։

Անհրաժեշտ պարագաներ․ հոսանքի աղբյուր (գալվանական տարրերի կամ կուտակիչների մարտկոց), հետազոտվող հաղորդիչ (նիկելինե կամ կոնստանտե հաղորդալարի փաթույթ), ռեոստատ, ամպերաչափ, վոլտաչափ, բանալի և միացնող հաղորդալալրեր։

Փորձի կատարման ընթացքը։ 

1. Հավաքեք նկարում պատկերված էլեկտրական շղթան։ Հիշեք, որ ամպերաչափը միացվում է հետազոտվող հաղորդչին հաջորդաբար, իսկ ոլտաչափը ՝ զուգահետ։ 

2. Ռեոստատի միջոցով հետազոտվող հաղորդչում կարգավորեք էլեկտրա տարբեր կան հոսանքը։ Սողնակի յուրաքանչյուր դիրքում չափեք հոսանքի ուժի և լարման արժեքները։ Չափումները կրկնեք սողնակի 4 կամ 5 տարբեր դիրքերի համար։

3. Չափման արդյունքները գրանցեք աղյուսակում։

4. Չափման արդյունքների հիման վրա կաուցեք հոսանքի ուժի կախումը լարումից պատկերոող գրաֆիկը։ Ընտրելով համապատսխան մասշտաբ՝ աբոցիսների առանցքի վրա տեղադրեք լարման, օրդինատների առանցքի վրա ՝ հոսանքի ուժի արժեքները։

5. Յուրաքանչյուր չափման տվյալներով հաշվեք հաղորդչի դիմադրությունը՝ օգտվելով  Օհմի օրենքից։

6. Հաշվեք հաղորդչի դիմադրության՝ ստացված արժեքների թվաբանական միջինը։

7. Հաշվումների արդյունքները գրանցեք աղյուսակում։
R1+R2+R3/3