Сборник материалов VIІІ международной научной конференции студентов и молодых ученых «Наука и образование 2013»


ИССЛЕДОВАНИЕ СОЗДАНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ В



Pdf көрінісі
бет34/89
Дата03.03.2017
өлшемі15,22 Mb.
#7263
1   ...   30   31   32   33   34   35   36   37   ...   89

ИССЛЕДОВАНИЕ СОЗДАНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ В 

ОПАЛОВЫХ МАТРИЦАХ С ПОМОЩЬЮ КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОГРАММ 

 

Примбекова М.М., 

m.primbekova@rambler.ru

 

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана  

Научный руководитель – М. Мырзахмет 

 

Предсказательное 



моделирование 

– 

это 



необходимый 

инструмент 

для 

нанотехнологий.  Моделирование  в  нанотехнологиях  позволяет  не  только  значительно 



сократить  расходы  на  дорогостоящие  экспериментальные  исследования  и  измерения,  но 

зачастую получить данные, которые вообще невозможно получить экспериментально.  

Компьютерное  моделирование  процессов  синтеза  наноразмерных  частиц  и 

наноразмерных  пленок  достаточно  широко  используется  для  детального  понимания 

сущности  нерегулярных  процессов  зарождения  и  роста  наноструктур.  При  этом  результат 

состоит не только в более подробном исследовании прежде изученных процессов и структур 

(случайные блуждания, линейные молекулы полимеров, металлические кластеры, оксидные 

покрытия), но также обеспечивает и более глубокое проникновение в явления, которые было 

бы невозможно понять с использованием традиционных методов. 

Компьютерное  моделирование  является  незаменимым  при  оптимизации  различных 

наноструктур  и  наноматериалов  под  заданное  приложение,  позволяя  рассчитывать  

характеристики объектов-кандидатов без необходимости их реального синтеза, что зачастую 

является дорогостоящей задачей. 


233 

Моделируя физические, химические, составные и другие процессы, можно не только 

добиться необходимых характеристик системы, но и получить новые соединения, структуры 

и свойства. 

Сегодня  большое  внимание  уделяется  разработке  моделей,  позволяющих 

прогнозировать новые свойства материалов. Для создания новых материалов с требуемыми 

свойствами  важным  направлением  является  изучение  наноразмерной  структуры  вещества. 

При условии доступности вычислительных ресурсов достаточной мощности моделирование 

даѐт  исследователю  то,  что  часто  невозможно  в  эксперименте.  При  современных 

компьютерных  ресурсах  прямые  предсказательные  расчеты  свойств  таких  материалов  в 

реальных  временных  и  пространственных  масштабах  невыполнимы.  Вместо  этого 

используется  многомасштабный  подход,  в  котором  моделирование  и  расчеты  на  каждом 

уровне масштаба выполняются с использованием методов и приближений, соответствующих 

данному  масштабу,  а  результаты  моделирования  структуры  и  свойств  материала  на  более 

низком  уровне  передаются  в  качестве  входных  данных  на  следующий  более  высокий 

уровень. 

По  оценке  известного  американского  физика  Джона  Арчибальда  Уилера  (John 

Archibald  Wheeler,  1911–2008),  примерно  одна  треть  ВВП  США  непосредственно  основана 

на достижениях квантовой механики. Это и не удивительно, если учесть, что на этой науке 

построена  практически  вся  электроника,  нанотехнологии,  лазерные  технологии,  атомная 

промышленность, новые химические материалы и препараты и т.п. 

Успешное  развитие  указанных  отраслей  невозможно  без  проведения  подробных 

расчетов квантовых систем, таких как наноструктуры, сложные химические и биологические 

молекулы,  новые  лекарства  и  т.п.  Однако,  несмотря  на  впечатляющие  успехи  в  изучении 

фундаментальных 

законов 


природы, 

полномасштабное 

моделирование 

сложноорганизованных  квантовых  систем  все  еще  остается  практически  неосуществимой 

задачей. 

Основная  проблема,  возникающая  при  синтезе  любых  нанокластеров  -  высокая  и 

непропорциональная  чувствительность  свойств  конечного  продукта  к  условиям  синтеза. 

Экспериментальная проверка всех возможных наборов условий дорога и часто невозможна. 

Поэтому  основную  роль  при  подборе  условий  играет  математическое  и  компьютерное 

моделирование.  На  современном  уровне  развития  вычислительных  возможностей 

компьютерное  моделирование  в  данной  области  материаловедения  часто  быстрее, 

эффективней и понятней эксперимента. Образование нанокластеров проходит, как правило, в 

неравновесных  условиях  и  очень  быстро,  и  этим  отличается  от  обычного  химического 

синтеза.  Каждая  нанокластерная  система  и  установка  для  ее  синтеза  уникальны  и  требуют 

своих  методов  моделирования  или  существенной  адаптации  широко  распространенных 

методов.  Поэтому  важно  развивать  модели  и  методы  описания  образования  и  поведения 

нанокластров  в  комплексе,  пытаясь  обобщить  и  построить  единую  базу  для  такого 

моделирования. 

Один из современных эффективных методов анализа научных данных компьютерная 

визуализация  этих  данных,  которую  принято  называть  научной  визуализацией.  Этот  метод 

состоит в том, что исходным анализируемым данным ставят в соответствие то или иное их 

статическое или динамическое, пассивное или интерактивное графическое изображение. Его 

визуально  анализируют,  а  результаты  анализа  интерпретируют  по  отношению  к  исходным 

данным. При этом исходные данные могут быть различной природы. Различны могут быть и 

сами задачи анализа исходных данных, и используемые графические изображения. Научная 

визуализация, которая начиналась с простой визуализации функциональных зависимостей в 

виде  графиков  и  карт  изолиний,  сегодня  использует  сложные  методы  объемной 

визуализации  физических  полей  и  компьютерной  анимации  глобальных  изменений  во 

Вселенной. Научную визуализацию применяют в различных разделах физики, медицинских 

исследованиях,  геологии,  метеорологии и  других  областях.  Исследование  и  моделирование 

наноструктур требует визуализации атомов, пространственного распределения электронной 


234 

плотности  и  молекулярных  орбиталей  в  этих  структурах.  Актуальна  также  визуализация 

различных скалярных и векторных полей наноструктур. В настоящее время работы в области 

научной визуализации наноструктур активно ведут как в России, так и за рубежом.  

Целью  моей  работы  является  исследование  структуры,  свойств  и  устойчивости 

нанокластеров, образующихся в порах опаловых матриц.  

В  данный  момент  нами  выполнены  ряд  расчетов  нанокластеров  сульфата  калия  в 

порах опаловых матриц с помощью квантовохимических программных пакетов ПРИРОДА и 

CASH.  Как  известно,  опалы  являются  перспективным  материалом  для  создания  фотонных 

кристаллов и разнообразных нанокомпозитов.  

Мы  планируем  получить  оптимальные  модели  нанокластеров  и  оптимальные 

варианты алгоритмов строения нанокластеров. 

Ожидается,  квантово-механическое  моделирование  даст  информацию  для 

направленного синтеза монодисперсных нанокластеров, фиксированного размера и состава, 

что  позволит  выйти  на  принципиально  новый  уровень  при  их  использовании  в  сенсорах  и 

устройствах оптоэлектроники. 

 

Список использованных источников 

 

1.

 



 II Всероссийская конференция «Многомасштабное моделирование процессов и структур 

в нанотехнологиях». Сборник тезисов докладов. М.: МИФИ, 2009. 492 с. 

2.

 

Зеленцов С.В. Высокоскоростные вычисления в квантовой химии. Учебно-методический 



материал  по  программе  повышения  квалификации  «Новые  материалы  электроники  и 

оптоэлектроники  для  информационно-телекоммуникационных  систем».  Нижний  Новгород, 

2006, 46с. 

3.

 



«Российские нанотехнологии», № 5-6, 2010 г. 

 

 



УДК 541.64:544.725,  544.421.032.4 

 

РАЗРАБОТКА ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ ЯЧЕЙКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 



АНИЗОТРОПНЫХ ТРЕКОВЫХ МЕМБРАН  

Сайфулин М.М., Колобердин М.В., Сайко В.В., Нарбеков С.К.  

saifulin_m@hotmail.com 

Лаборатория инженерного профиля ЕНУ им. Л.Н.Гумилева, Астана 

Научные руководители  - М.Здоровец, А. Машенцева  

 

Недавние  достижения  в  технике  травления  треков  тяжелых  заряженных  частиц  в 

полимерах позволяют регулировать форму пор в трековых мембранах (ТМ) (рисунок 1) [1].  

 

 



Рисунок 1 – Возможные формы пор в трековых мембранах 

 

Взамен  цилиндрических  либо  сужающихся  к  центру  конических  («песочные  часы») 



каналов могут быть получены веретенообразные или бутылкообразные поры с различными 

соотношениями  размеров  участков  пор  разного  диаметра  [2].  Таким  образом,  могут  быть 

изготовлены  ТМ  с  тонкими  селективными  слоями.  По  сравнению  с  обычными  ТМ  новые 

модифицированные  структуры  с  «профилированными»  порами  не  только  обладают  более 

высокой  удельной  производительностью,  но  и  могут  быть  интересны  с  позиции  их 

применения  в  темплатной  синтезе  упорядоченных  массивов  наноструктур,  разработке 

сверхчувствительных сенсоров и элементов наноэлектроники [3]. 


235 

Особую популярность среди исследователей-нанотехнологов снискали конусообразные 

ТМ, размер кончиков пор которых обычно не превышает 50-60  нм, а ширина основания  – 

порядка  1-2  мкм.  Благодаря  своим  селективным  свойствам  таких  наноканалов  ТМ  вполне 

заслуженно  стали  называться  «искусственными  клетками»,  так  как  полностью  имитируют 

уникальные свойства клеток живых организмов. 

Анализ  литературных  данных  показал,  что  наиболее  часто  используемой  является 

техника  одностороннего  кондуктометрического  травления  [4].  Согласно  данному  методу, 

пленка  герметизируется  в  ячейке  так,  чтобы  с  одной  ее  стороны  находился  раствор 

травления  (состав  раствора  определяется  химической  структурой  полимера),  а  с  другой 

стороны  –  деионизированная  вода  или  «стоп-раствор»  (чаще  всего  это  смесь  слабой 

органической  кислоты  и  хлорида  калия,  который  добавляют  для  повышения 

электропроводности  раствора).    Таким  образом,  можно  получать  конусные  поры  в  самом 

широком диапазоне соотношений их минимальных и максимальных диаметров.  

Угол  при  вершине  конуса  в  этом  методе  можно  варьировать  условиями  травления 

(например,  добавлением  в  раствор  травления  спиртов  (увеличивается  скорость  травления). 

Однако необходимо отметить, что реализовать этот метод на практике чрезвычайно трудно, 

так  как  значительно  усложняется  конструкция  травильной  ванны,  которая  должна 

обеспечить  односторонний  контакт  пленки  с  травителем  и  вследствие  неоднородности 

толщины  и  структуры  пленки  при  ее  травлении  поры  вскрываются  не  одновременно,  что 

приводит  к  появлению  большого  количества  тупиковых  пор,  а  при  увеличении  времени 

травления, обеспечивающего вскрытие всех треков, – к большой дисперсии диаметров пор.  

Данная  техника  одностороннего  травления  получила  широкое  распространение  при 

использовании  полимерных  пленок,  облученных  единичным  ионом  (single-pore).  В  этом 

случае удается избежать всех указанных выше трудностей.  

В  рамках  проекта  «Опытно-конструкторская  разработка  устройства  для  получения 

модифицированных материалов на основе трековых мембран», выполняемого по программе 

«Развитие  университетской  науки,  ориентированной  на  инновационный  результат»,  нами 

сконструировано  опытное  устройство  для  получения  АТМ,  получены  и  исследованы 

несколько серий опытных образцов.  

На  рисунке  2  представлена  схема  устройства  для  получения  АТМ.  Данная  установка 

включает  следующие  рабочие  элементы:  1  –  Ячейка  (емкость  для  раствора,  2  шт.).  2  – 

Полимерная пленка (разделяющая две среды). 3 – Электрод (2 шт.). 4 – Раствор щелочи. 5 – 

Раствор  нейтрализатора  (стоп-агента).  6  –  Источник  питания  7  –  Преобразователь  ток-

напряжение. 8 – Аналогово-цифровой преобразователь. 9 – Компьютер. 

 

 



 

Рисунок 2 – Принципиальная схема устройства для получения АТМ 



236 

 

Контроль  технологического  процесса  осуществляли  при  помощи  программы 



«ТРАВЛЕНИЕV6»  предназначенной  для  регистрации  процесса  травления  пленки, 

посредством  преобразования  аналогового  сигнала  платой  ввода  PCI-6014,  полученного  с 

преобразователя  «ток-напряжение»  и  его  последующей  обработки.  Изменение  тока  в  цепи 

между  электродами,  помещенными  в  растворы,  пропорционально  изменению  уровня 

аналогового  сигнала.  Запись  данных  регистрации  процесса  травления  осуществляется  в 

файл, указанный в диалоговом окне программы. По умолчанию (если имя файла не указано) 

запись  данных  осуществляется  в  файл:  c:\измерение_1.txt.  Запись  осуществляется  через 

определенный установленный интервал времени. 

Однако использование одностадийной методики травления для мультипоровых ТМ как 

упоминалось  выше  является  затруднительным,  в  связи  с  чем  нами  была  адаптирована 

двухстадийная  методика  получения  АТМ,  включающая  следующие  последовательные 

операции [5]: 

1.  Одностороннее  травление  с  кондуктометрическим  контролем  процесса  (до  момента 

достижения breakthrough point (точки прорыва). 

2. Выдержка мембраны в растворе нейтрализации и промывка в деионизированной воде. 

3. Двустороннее травление в ячейке слабоконцентрированными растворами травления.  

4. Выдержка мембраны в растворе нейтрализации и промывка в деионизированной воде и 

высушивание в течение 10-12 часов. 

5.  Анализ  структуры  треков  (методами  растровой  электронной  микроскопии  и  методом 

реплик). 

В качестве растворов травления  на первой стадии использовали водный и спиртовой 

(10%  об)  растворы  9  М  NaOН.  Все  эксперименты  проводили  с  мембранами  из 

полиэтилентерефтлата  (ПЭТФ)  с  плотность  2,2∙10

6

  пор/см



2

.  Продолжительность  первой 

стадии  варьировали  в  интервале  60-180  минут,  второй  стадии  (3,0  М  раствор  гидроокиси 

натрия) – 20-60 минут. 

Для  примера  на  рисунке  3  приведены  хроноамперометрические  кривые  травления  в 

разработанной  нами  ячейке.  Для  представленных  данных  продолжительность  первой  и 

второй  стадий  составила  180  и  40  минут  (рисунок  3а)  и  180  и  60  минут  (рисунок  3б) 

соответственно. 

 

0

0,1



0,2

0,3


0

50

100



150

200


250

время травления, мин

I, 

м

кА



стадия 1

стадия 2


 

0

0,1



0,2

0,3


0

50

100



150

200


250

время травления, мин

I, 

м

кА



стадия 1

стадия 2


 

а 

б 



 

Рисунок 3 – Характеристические кривые двухстадийной методики получения АТМ с 

продолжительностью травления: 180/40 минут 180/60 минут. 

 


237 

Всего  подобным  образом  было  получено  более  120  образцов  АТМ  с  различным 

соотношением диаметров основания и кончика трека.  

Для оценки кинетики растравливания основания конуса трека  с использованием РЭМ 

были  определены  диаметры  пор  (Таблица  2).  Эта  величина  в  дальнейшем  будет  нами 

использована  при  определении  диаметра  кончика  конусообразного  трека  методом 

кондуктометрии. 

 

 



 

 

 



Стадия 1 – 180 минут 

Стадия 2 – 20 минут 

 

 

 



 

Стадия 2 – 40 минут 

Стадия 2 – 60 минут 

 

Рисунок 4 – Микрофотографии поверхности лицевой и изнаночной сторон для серии 



образцов с продолжительностью травления на 1-ой стадии равной 180 мин 

 

Таблица 2 – Изменение диаметров оснований АТМ по данным РЭМ. 



 

Стадия 1 

9М NaOH/ стоп раствор 

Стадия 2 

3,0 M NaOH / 3,0 M NaOH 

Время 


травл., мин 

Диаметр 


пор, мкм 

Диаметр пор, мкм 

20 мин 

30 мин 


40 мин 

60 мин 


60 

0,358±0,012* 

0,3508±0,001 

0,3594±0,003  0,3618±0,009  0,4074±0,007 

90 

0,4896±0,027 



0,459±0,024 

0,494±0,019  0,5198±0,008  0,5494±0,019 

120 

1,08±0,044 



1,18±0,048 

1,19±0,047 

1,212±0,028 

1,212±0,053 

180 

1,177±0,028 



1,034±0,017 

1,318±0,03 



1,338±0,248 

*Примечание: данные представлены с учетом стандартного отклонения для пяти измерений.  

 

Также весьма важным аспектом является анализ формы треков. Техника приготовления 



сколов путем УФ-декструкции образцов ТМ эффективна лишь для изотропных форм треков, 

при асимметричных треках использование РЭМ становится затруднительным, так как из-за 

своих малых размеров кончики треков «стираются» при подготовке сколов (рисунок 5).  

 

 



 

 

60/60 



90/60 

120/60 


 

238 

Рисунок 5 – Микрофотографии боковых сколов АТМ с продолжительностью второй 

стадии 30 минут 

 

Альтернативным  решением  методу  сколов  является  метод  реплик,  согласно  которому 



форма трека является шаблоном для осаждения металла и может быть легко визуализирована 

после  растворения  полимерной  матрицы.  Для  серии  образцов  с  различным  временем 

травления на первой стадии и одинаковым временем травления на второй (30 минут) в треки 

мембран  в  электрохимической  ячейки  в  потенциостатическом  режиме  при  внешнем 

напряжении  1,0  В  была  осаждена  медь.  С  обратной  стороны  реплики  для  упрочнения 

массива  конических  наноструктур  наращивали  массивную  подложку  толщиной  10-15  мкм, 

после  чего  полимерный  темплат  растворяли  в  9,0  М  растворе  гидроокиси  натрия  и  без 

предварительной пробоподготовки исследовали на РЭМ. 

Метод  темплейтного  синтеза  позволяет  очень  достоверно  определять  форму  каналов 

АТМ.  Для  примера  на  рисунке  6  представлены  РЭМ  снимки  АТМ,  полученных  по 

двухстадийной технике с продолжительностью второй стадии 30 минут. 

 

 



 

 

 



60/30 

90/30 


120/30 

180/30 


 

Рисунок 6 – Микрофотографии массивов конических наноструктур меди, полученных 

осаждением в каналы АТМ с продолжительностью второй стадии 30 минут 

 

Как  видно  из  представленных  графических  данных  режимы  травления  60/30  и  90/30 



позволяют получать АТМ высотой меньшей, чем толщина пленки. Так высота конусов для 

режима 90/30 составила порядка 5-6 мкм, тогда как толщина пленки изначально составляла 

12,03  мкм.  Возможность  получать  реплики  меньшей  высоты,  чем  толщина  исходной 

полимерной  пленки,  может  быть  использована  в  дальнейшем  для  направленного  синтеза 

массивов упорядоченных наноструктур металлов.  В свою очередь, режим 180/30 позволяет 

получить треки длиной равной толщине пленки, при этом размерность кончиков конусов не 

превышает 100 нм, а диаметр оснований порядка 1,3 мкм.  

Таким  образом  нами  была  усовершенствована  технология  получения  АТМ  на 

устройстве  для  получения  модифицированных  материалов  на  основе  трековых  мембран. 

Использование  слабоконцентрированных  растворов  травления  на  второй  стадии  позволяет 

получать конусообразные реплики с одинаковой геометрией и равной высотой. 

 

Список использованных источников 



 

1.

 



Li  N.,  Yu  S.,  Harrell  C.Ch.  et  al.  Conical  nanopore  membranes.  preparation  and  transport 

properties. // Anal. Chem. – 2004. – Vol. 76. – P. 2025-2030. 

2.

 

Scopece, P., Baker,  L.A., Ugo, P., Martin, C.R. Conical  nanopore membranes:  solvent  shaping 



of nanopores. // Nanotechnology – 2006. Vol. 17. – P. 3951-3956. 

3.

 



Sexton  L.T.,  Horne  L.P.,  Martin  C.R.  Developing  synthetic  conical  nanopores  for  biosensing 

applications. // Molecular Biosystems. – 2007. – Vol. 3. – P. 667-685. 

4.

 

Oganessian  V.R.,  Trofimov  V.V.,  Vetter  J.  Conductometric  determination  of  single  pores  in 



polyethylene terephthalate irradiated by heavy ions. // Radiation Measurements. – 2003. –  Vol.37. 

– P. 609 – 612. 



239 

5.

 



Green  E.C.  Steele  S.A.,  Gowen  B.G.  et  al.  Biosensing  with  multiple  functionalized  conical 

nanotubes. // Centre science journal. – 2010. – Vol.5. – P.32-37. 

 

 

ӘОЖ.  378.016.02:004.9(574) 



АУЫЛШАРУАШЫЛЫҒЫ ЖАҒДАЙЫНА ОРАЙ ОҢТҤСТІК ҚАЗАҚСТАН 

ОБЛЫСЫНДАҒЫ  КҤННІҢ ТҤСУ СӘУЛЕСІН КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬДЕУ  

 

Сарыбай М.Ә., 

Aldeshov_s@mail.ru

 

М.Әуезов атындағы Оңтҥстік Қазақстан мемлекеттік университеті, Шымкент 

Ғылыми жетекшілер - С.Е. Алдешов, Ә.Қ.Бҥркіт  

 

Ғылыми  –  техникалық  ҥдерістің  ӛркендеген  заманында  ауылшаруашылығы  жҧмыстары 



ҥшін  Оңтҥстік  Қазақстан  облысына  кҥннің  тҥсу  сәулесін  компьютерлік  модельдеу  аса 

маңызды  жҧмыстардың  бірі  болып  табылады.  Ӛйткені,  уақытты  ӛлшеу  ерекше  мәнге  ие 

болып  отыр  және  ол  тәуліктегі  уақыттың  секундтың  миллиардтан  бір  ҥлесіндей  дәлдікке 

дейін жеткізетін қазіргі әдістерін талап етеді. Осы заманғы уақыт қызметі осындай дәлдікпен 

қамтамасыз  ететін  молекулалық  және  атомдық  сағаттармен  жабдықталған.  Кҥннің  жылдық 

кӛрінерлік  қозғалысы  уақыттың  қысқа  және  ҧзақ  аралықтарындағы  әр  тҥрлі  есептеу 

жҥйелерімен байланысты болып жатады. Шымкент уақыты – бҧл 6 сағаттық белдеуде тҧрған 

Қазақстан  Республикасы  астанасының  жергілікті  уақытымен  есептелінеді.  Уақытқа 

байланысты  кҥннің  траекториясын  есептеп  табудың  негізгі  мақсаты,  есептеу  нәтижелерін 

казіргі  заманда  актуалды  мәселесі  болып  табылатын  қайта  тіктелетін  энергия  кӛздері 

қҧрылғыларында қолдану мҥмкіншілік береді. 

 

1-сурет.  Күн. 

 

 

Кҥннің  жыл  бойындағы  қозғалысын  ежелгі  астрономдар  сол  кездің ӛзінде-ақ  білген. 

Бірақ  бҧл  бақыланатын қҧбылысқа Жердің Кҥнді  айнала қозғалатыны анықталғаннан кейін 

ғана дҧрыс тҥсінік береді. Кҥннің эклиптика бойымен ӛтетін кӛрінерлік қозғалысы – Жердің 

Кҥнді айнала шынайы қозғалысының кӛрінісі [1]. 

 

Сайып  келгенде,  кҥннiң  қозғалысы  және  ауа  райының  ӛзгерiсiнiң  ҥлгiсi  кҥн  электр 



станцияларының  оптикалық  жҥйенi  жҧмысының  ҥлгiсiмен  қатты  байланған.  Судың 

математикалық  және  жҧмыс  ҥлгiлерiнiң  қҧрастыруы  кҥннiң  қозғалысының  ең  маңызды 

заңдылықтарының нақты және толық есепке алуы және кезең сияқты жобалық ӛңдеулердiң 

судың  орналастырылуды  ауданның  климаттық  мiнездемелерi  ҥшiн  ҥлкен  мәндi  алады,  сол 

сияқты суды пайдалануды кезеңде [2]. 


240 

Кҥн радиацияның тҥзуiн тҥсудi бiр қалыптылық кӛк кҥмбезi бойынша кҥннiң қозғалысымен, 

және  климаттық  факторлармен  шартталған.  Актиноӛлшегiш  бақылауларды  статистикалық 

деректердi  ӛңдеудiң  жанында  кӛкжиектiң  ҥстiнде  кҥннiң  биiктiгiнiң  аралығында  байланыс 

айқын  бақылап  отырады  және  кҥн  радиацияның  тҥзуi  деңгеймен  формуламен  жақсы 

суреттеледi. 

1-шi суретте таңдаулы координаталар жҥйесi ҥшiн кҥннiң қозғалысының ҥлгiсiн саламыз

 

 

 



 

 

 

 



    Кҥннiң  тәулiктiк  орын  ауыстыруы  белгiлi  жай  айнала  ӛз  ӛсiнiң  жерiн  айналумен 

шақырған. Одан тысқары кӛрнектi қозғалыстың тағы бiр тҥрi бар болады - орбита бойынша 

бiр айналымды iске асыруды уақытты эллиптиялық траектория, j бойынша кҥн жердi айналу 

айнала бiр жылға тең. Зерттеулердегi "Зимнему\" \ға уақыты "летнего\" \ декреттiк уақыттың 

қабылданған  есеп  жҥйесiндегi  шын  тҥс  қайтаның  шабуылы,  сонымен  бiрге  сағаттың 

нҧсқағышының аудармасы жердi орбитаның эллипеностьсi, жер сутоктерiнiң ҧзақтығындағы 

кҥннiң  септеуi,  айырмашылығының  кҥндiзгi  бҧрыштың  ӛзгеруi  жылдың  iшiнде,  кезде 

ӛткелде есепке алуға керек [3]. 

Эклиптика  бойынша  жылыса.  Кҥн  кҥн  мен  тҥн  теңелуi  аспан  экватор  екi  рет нҥктеге  кесiп 

ӛтедi  -  21  наурыз  және  23  қыркҥйек.  Солтҥстiк  және  оңтҥстiк  септеулерде  максимумдарға 

жетедi  21  шiлде  және  22  желтоқсандарға  сәйкес  келетiн  нҥктелер,  яғни  жазғы  және  қысқы 

кҥн  тоқырауға.  Сайып  келгенде,  аспан  сала  бойынша  кҥннiң  траекториясы,  тҧйықталған 

қисық  болып  табылмағанында  емес,  жолақ  шектерiндегi  саланың  бҥйiрлеу  бет  орайтын 

ӛзiндiк сфералық спиральнi болғанында - 5 5 Smax. 

Жазғы  жарты  жылдық  iшiнде,  21  наурыздан  23  қыркҥйекке  дейiн,  0-шi  S,  және  кҥн  аспан 

жартылай  ауқымға  экватордың  жазықтығы,  Северндерге  жоғары  болады.  Қысқы  жарты 

жылдық  iшiнде,  23  қыркҥйектен  21  наурызға  дейiн,  0нiң  5i,  және  кҥн  экватордың 

жазықтығы, оңтҥстiк аспан жартылай ауқымда тӛменде болады [4]. 

Есептеудiң  Хс,  Г,  басы  декарттық  координаталар  жҥйесiн  енгiземiз  кҥннiң  ортасына 

орналастырамыз,  Хс  Уе  жазықтық  (2-шi  сурет)  жердi  орбитаның  жазықтығымен  қатар 

қолданамыз. 

 


241 

 

 



 

 

 



Жердi  орбита  дәлдiкпен  бiздiң  мақсаттарлар  ҥшiн  жеткiлiктi  тӛңiрек  санауға  болады,  бҧл 

орбита  бойынша  жердi  қозғалыс  бiр  қалыптымыз.  Рды  орбитада  жердi  бҧрыштық 

координатаны кӛктемдегi  кҥн мен тҥн теңелуiнiң кҥнiне жердi жағдайынан санаймыз. Егер 

жылдың  кҥндерi  мен  арқылы  (и=1  )  I  қаңтардың  нӛмiрлеуiн  басқа  қабылданып  белгiлесе, 

онда орбитада жердiң сонда бҧрыштық координаталары кӛктемдегi  кҥн мен тҥн теңелуiнiң 

кҥнi ив=81ге сәйкес келетiнi анық р бҧрыш менiң 2-шi 365 кҥнде толық мерзiмiмдi жҥгiредi 

IV  жеке  вектор.  Солтҥстiкке  оңтҥстiк  полюс  бағытталған  таңдаулы  бiздiң  кҥн  декарттық 

координаталар жҥйесiмiздегi жердiң айналу ӛстерi таңбалаушы жағдай 

Бҧл  компоненттер  уақытында  бҧлжымайды,  және  N-шы  векторымен  және  2-шi  бiлiгiмен 

аралығында  5  т-шi  бҧрыш  тҧрақты  болып  қалады:  §,  =  23  27  \.  Ӛз  қозғалысындағы  N-шы 

вектордың  кҥн  мен  тҥн  теңелуi  және  кҥн  тоқырауының  кҥндерiнде  параллел  жазықтығын 

болып қалады ма? Zc. 

Жер  S,  бенетiн  бағыт  вектор,  керiсiнше,  ҥнемi  ӛз  бағыты,  және  оның  компоненттерiн 

ӛзгертедi сияқты болады 



Қолданған әдебиеттер тізімі 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   30   31   32   33   34   35   36   37   ...   89




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет