«Атомдық және ядролық физика» курсының қҧрылымы және

45 
- әлеуметтік-экономикалық, мәдени даярлық: Қазақстанның қазіргі заман 
тарихы, философия, экономикалық теорияның негіздері, тіршілік қауіпсіздігі 
негіздері, ӛзін-ӛзі тану, дінтану, дене тәрбиесі. 
- ғылыми-теориялық даярлық: механика, молекулалық физика, электр және 
магнетизм, оптика, атомдық және ядролық физика, теориялық физика, 
астрономия, математикалық талдау, физика тарихы. 
- 
психологиялық-педагогикалық даярлық: педагогика, психология, 
оқушылардың физиологиялық дамуы, білім берудегі менеджмент, инклюзивті 
білім беру, тәрбие жұмысының теориясы мен әдістемесі, мектепте және ЖОО 
физикалық білім берудің заманауи проблемалары. 
- кәсіптік-педагогикалық (әдістемелік) даярлық: физиканы оқыту 
әдістемесі, мектеп физика курсының ғылыми негіздері, физикадан стандартты 
емес есептерді шығару әдістері, физиканы оқыту әдістемесі бойынша 
практикум, физиканы бейіндік және саралап оқыту, бағалаудың ӛлшемдік 
технологиялары, физиканы оқытудың жаңа технологиялары, ақпараттық- 
коммункациялық технологиялар. 
Жалпы физика курсының соңғы бӛлімі болып саналатын «Атомдық және 
ядролық физика» курсында микроәлем туралы ілімнің негізгі мәселелері 
қарастырылады. Бұл ілімді игеру әдістемелік тұрғыдан әрқашанда біршама 
қиындықтар туғызып отырды, ӛйткені осы әрекеттің нәтижесінде классикалық 
физиканың негізгі түсініктері мен қағидалары туралы ұғымдарды қайта қарау 
арқылы жаңа түсініктер мен заңдылықтарды енгізуге тура келеді. Әрине ол 
үшін Ньютон және Лагранж механикасы, Максвелл мен Лоренцтің электр- 
магниттік теориясы туралы терең білім қажет. Сонымен бірге микроәлемнің 
күрделі құбылыстарының басым кӛпшілігі кванттық механиканың аппаратына 
жүгіну арқылы түсіндіріледі. 
Атомдық және ядролық физика кӛптеген тәжірибелерден алынатын 
ядролық реакциялар нәтижесінде бір химиялық элементтің ядросы басқа 
химиялық элемент ядросына айналатынын анықтайды. 
Атом туралы ілім ерте заманнан-ақ басталған болатын. Гректің атақты 
философтары Левкипп (б.д.д. 500 жыл бұрын), Анаксаго (б.д.д. 500-428жж.), 
Эмпедокл (б.д.д. 492-432жж.), Демокрит (б.д.д. 460-370жж.), Эпикур (б.д.д. 341-
270жж.) дененің атомдық құрылысын дамытты. 
Әсіресе, бұл салада Демокриттің қосқан үлесі ӛте зор, яғни ол әлем бос 
кеңістіктен және шексіз кӛптеген бӛлінбейтін бӛлшектерден, материядан, 
атомнан тұрады деген ойға келді. Демокриттің айтуы бойынша атомнан 
тұратын барлық дененің бір-бірінен ӛзгешелігі олардың формасы мен таралуы 
және орналасуында. Дене атомдардың ӛзара қосылу немесе ыдырау 
нәтижесінде байқалады. Олар сырттан тосын табиғи күштер әсер етпей-ақ, 
атомдардың ӛз ішіндегі күштер нәтижесінде де қозғала алады. Демокриттің 
атом туралы кӛзқарасы – материалистік болып табылады. Бірақ оның 
кӛзқарасында да елеулі кемшіліктер кездеседі, ол – бос кеңістіктің 
болатындығы туралы. Бұл пікірді ертедегі гректің ұлы ойшыл ғалымы 
Аристотель (б.д.д. 384-322жж.) қуаттамады. Ол материя үздіксіз болса, онда 

46 
бос кеңістіктің болатындығына қарсы болды, сонымен қатар бӛлінбейтін 
атомдардың болуын да теріске шығарды. 
Сонымен, ерте ғасырдың ӛзінде-ақ материя туралы екі түрлі кӛзқарас 
пайда болды: бірі материяның үздіксіздігі (бӛлінбейтіндігі), ал екіншісі 
материяның бӛлінетіндігі. Ғалымдар арасындағы бұл қарама-қарсы пікірлер 
бірнеше ғасырға созылды. Осылайша, кӛптеген жылдар ӛткеннен кейін 
ғылымдағы теріс пікірлерден кейін, физика ғылымы қайта дами бастады. 
Физика кӛптеген қиындықтарды ӛткеріп, диалектиканың табиғи түсінігінің 
негізіне сүйене отырып, осы қиындықтарды жеңді. Олай болса, материя үздіксіз 
(тұтас) және бӛлінетін (атомдар) болып келеді. 
Кӛп жылдардан кейін атомистикалық кӛзқарасты ойшыл Лукреций Кар 
(б.д.д. 95-55жж.) біршама дамытты. Ол, атом – материяның ӛте ұсақ бӛлшегі 
екендігі туралы ой тастады. Осыдан кейін барып, атом туралы ғылыми 
кӛзқарастар кӛптеген ғасырларға дейін тоқтап қалды. 
Орта ғасырдағы ойшылдар мен ғалымдарда атомистикалық даму болмады, 
оған діни кӛзқарастың дамуы кедергі болды. Сонымен қатар, сол кездерде: 
алхимия, астрология, магия сияқты т.б. жалған ғылымдар үстемдік жасап, оның 
дамуына жол бермеді. 
ХVII-XVIII ғасырларда ғана атомистика басқа ғылымдар сияқты біршама 
ғылыми жетістіктерге жете бастады. Ӛйткені сол аралықтарда экономика, 
техника және ғылымның басқа да салаларының күрт даму процестерінің жалпы 
қозғалыстары пайда болды. Бірақ бұл аралықта атомистикадағы жаңалықтар 
тәжірибе жүзінде (эксперимент бойынша) қарастырылмады. Сол кездегі 
Галилей, Декард сияқты атақты ғалымдар да, атомистердің саясатын 
жақтамады. Бірақ Декарттың еңбектері, ғылыми кӛзқарастары, материяның 
шексіздігі, оның ұсақ бӛлшектерден тұратындығы жағына келгенде, ойлары 
атомистіктерге қарағанда басым екендігін аңғартады. Декарт бос кеңістіктің 
болатындығына келіспеді. Ал, Декарттың осы кӛзқарасына Ньютон келіспеді. 
Солай бола тұра Ньютонның механикадағы «бүкіләлемдік тартылыс заңы» 
атомистиканың дамуына әсерін тигізді. Оның кӛзқарасы бойынша, денелер 
арасындағы тартылыс күші бос аралық арқылы әсер етуі мүмкін деген ойға 
келеді. 
Атом туралы ғылымның дамуына ағылшын химигі Р.Бойлю (1627- 
1691жж.), ағылшын физигі Р.Гук (1635-1703жж.) және голландық физик 
Х.Гюйгенс (1629-1695 жж.) еңбектерінің үлкен әсері тиді. 
Орыстың ұлы ғалымы Д.И.Менделеевтің (1834-1907жж.), зерттеулері 
нәтижесінде атом туралы ӛте үлкен жаңалықтар ашылып, атомистикалық 
ғылым саласы толықтырылды. Ол химиялық элементтерді аралық жүйеде 
орналастыру заңдылығын ашты. 
Атомистикалық ілімнің үлкен жетістіктерінің бірі – атомның электрлік 
құрылымы. Атомның электрлік құрылымы, корпускулалық теорияларға 
негізделген. Осыған негізделіп заттың электрлік теориясы дамыды. Англияның 
кӛрнекті ғалымы М.Фарадей (1781-1867жж.) сұйық арқылы электр тогының 
ӛтуін зерттей келіп, сол сұйықтан ӛткен электр мӛлшеріне, электродтан 

47 
бӛлінген зат мӛлшері тығыз байланысты екендігін анықтады. Неміс физигі 
Г.Гельмгольц (1821-1894жж.) осы нәтижелерді талдау арқылы мынадай 
қорытындыға келді: егер электролит ертіндісі арқылы электр тогы ӛтетін болса, 
онда ол арқылы тасымалданатын бір валентті зат атомының электр заряды бір 
қалыпта болып қалады, ал атом екі валентті немесе үш валентті болса, онда 
тасымалданатын электр зарядының мӛлшері екі-үш есе артады. Мұндай 
зарядталған атомдар немесе атомдар тобы жаңа термин бойынша иондар деп 
аталады. Осыған байланысты Гельмгольц электр зарядының да атомдық 
құрылымы болады деген қорытындыға келді. Яғни, теріс таңбалы бӛлшегін – 
электрон деп атады, ол атоммен еркін түрде байланыста болады, ал оң таңбалы 
бӛлігінің атоммен байланысы еркін түрде байқалмайды. 
XІX ғасырдың басында материалдардың қасиеттерін нақты түсінуге 
алғашқы қадамдар жасалды. Мұндай қадамды алғаш химия жасап, содан соң 
физика жалғастырды. Теориялық химия материалдарды ӛңдеудің тиімдірек 
әдістерін жасауға үлесін қосып қана қоймай, практикалық мәселелерді шешуге 
де, ӛте кӛп пайдасын тигізді. Белгілі физик (1791 - 1867) Майкл Фарадей алмас 
болаттың қасиеттерін зерттеуде химиялық талдау әдісін қолданды. Содан кейін 
атақты орыс металлургы (1799 - 1851) Аносов Павел Петрович алмас болаттың 
құрылымын зерттеуде (1831 жылы) микроскопты қолданушылардың алғашқы 
қатарында болды. Ол алмас әшекейлерінің болат құрылымына және оның 
механикалық қасиеттеріне байланысты екендігін байқады. Кейіннен ағылшын 
геологы Генри Сорбидің (1908 – 1826) еңбектерінде әр түрлі минералдар мен 
металдар құрылымын оптикалық микроскоптың кӛмегімен талдау кеңінен 
қолданылды [72]. 
Электронның тәжірибе жүзінде дәлелденуінен электрондық теорияның 
негізі құрылды. Ағылшын физигі Д.Д. Томсон электрон массасын, ал Милликен 
оның зарядын анықтады. Электрондық теорияның одан әрі дамуы ӛте тиімді 
болды. Одан әрі атомның молекулалық құрылымының электрондық теориясы 
жасалды. 
Д.Д.Томсон атом құрылымының моделін ұсынды. Оның ұсынысы 
бойынша атом оң зарядты біртұтас шар, оның ішкі жағында теріс зарядты 
электрон орналасқан. Электрон – оң зарядты шармен электр күші арқылы 
байланысып тұрады деп түсіндірді. Шын мәнінде бұл модель тәжірибе жүзінде 
зерттелмеген еді. Томсон электронның тыныштық массасын ғана анықтады. 
Негізінде, электрон массасы қозғалыс жылдамдығына байланысты ӛзгереді. 
1886 жылы француз физигі Анри Беккерель (1852-1905жж.) радиоактивтік 
құбылысты ашты, бірақ ол кӛп жылдар бойы оның түсінігін таппады Алғаш бұл 
еш мәні жоқ құбылыс сияқты болып кӛрінді, ал шын мәнінде ол атом 
ғасырының жаңа дәуірлеу кезеңі екенін ешкім байқамады. Ғалымдар 
радиоактивтілікті зерттей келіп, атом қыртысының терең қабаттарына дейін ӛте 
алды. Осы құбылысты француз физигі П.Кюри (1859-1906жж.) және Мария 
Складовская-Кюри (1867-1934жж.), сонымен қатар кӛрнекті ағылшын ғалымы 
Э.Резерфорд 
(1871-1937жж.) 
сияқты 
ғалымдар 
зерттей 
келіп,
радиоактивтіліктің себептерін және оның негізгі қасиеттерін анықтады. 

48 
Сонымен қатар, кӛптеген ауыр химиялық элементтердің (уран, радий, радон, 
торий және т.б.) кӛзге кӛрінбей ұдайы альфа, бета және гамма сәулелерін 
шығарып тұратындығын анықтады. Альфа, бета және гамма сәулелерінің 
ашылуы, атомды зерттеуші ғалымдарға күшті құрал болды. Резерфорд әртүрлі 
химиялық элементтердің атомдарын жылдам альфа бӛлшектерімен атқылау 
нәтижесінде мынадай қорытындыларға келді: біріншіден, атомдардың барлық 
оң зарядтарын иемделетін бӛлігі кішкене кӛлемге шоғырланады, оның диаметрі 
10

13
см 
. Екіншіден, оң зарядталған атом бӛлігінің массасы, сол атом массасына 
шамалас болатындығын дәлелдеді. Атомның осы бӛлігі, атом ӛлшемінен 
жүздеген мың есе аз болады. Резерфорд атомның осы оң зарядты бӛлігін – атом 
ядросы деп атады. Осының негізінде 1911 жылы атомның ядролық моделін 
Э.Резерфорд ұсынған болатын, яғни ядролық модель – альфа бӛлшектердің 
металл 
қабыршақтарында 
шашырайтындықтарын 
жақсы 
түсіндіреді. 
Сондықтан да ядролық физика осы Резерфорд моделінен басталады деп 
есептеуге болады. Ядролық модель Күн жүйесіне ұқсас. Күн жүйесінде 
планеталарға күннің тарту күші әсер етеді, ал ядро нуклондарының арасында, 
кулондық немесе гравитациялық күштерден басқа ерекше белгілі қашықтықта 
( 
2 

10

15
м 
) дейін әсер ететін ядролық күш болатынын түсіндіреді. 
Резерфорд альфа бӛлшектермен жасаған тәжірибелерін жалғастыра 
отырып, азот ядросынан және басқа да заттардан ыдырау кезінде, одан оң 
зарядты, массасы сутек атом ядросына тең бӛлшек ұшып шығатынын анықтап, 
бұл сутек атомы ядросына тең «протон» деп атады. Осы протонның ашылуы 
атом ядросының протон-электрондық моделін ұсынуға мүмкіндік берді. 
Боте мен Беккер кейбір жеңіл элементтерді (

 
) алфа бӛлшектермен 
атқылағанда протонның орнына заттарда нашар жұтылатын бӛлшектер ұшып 
шығатынын байқады. Ерлі-зайыпты Кюрилер бұл бӛлшектің жеңіл ядромен 
әсерлесу кезінде ядролардан тебілетінін анықтады. Импульс пен энергияның 
сақталу заңдарына сүйеніп зерттеу нәтижесінде Чедвик осы бӛлшектің массасы 
протон массасына жуық екенін анықтады. Бұл бӛлшек затта нашар жұтылу 
үшін электр бейтарап болу керек. Осы массасы протон массасына жуық электр 
бейтарап бӛлшек «нейтрон» (оның ӛмір сүру уақыты


жүктеу/скачать 1.75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: