§47 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
37-жаттығу №1, №2.
44
Жарық кванттары
туралы. Планк
гипотезасы.Планк
формуласы.
1
§48 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
38-жаттығу,№2, №3
45
Фотоэффект
құбылысы.Эйнштейн
формуласы.Фотоэффект
құбылысын техникада
пайдалану.
1
§50 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
39-жаттығу№2, №3
46
Рентген сәулелері
1
§51 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
40-жаттығу №1, №2
47
Радиоактивтілік
1
§52 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
41-жаттығу №1, №2
48
Резерфорд
тәжірибесі.Атомның
құрамы.Атомның
моделі.
1
§53 Дайындық
сұрақтарына жауаптар
49
Бақылау жұмысы №5.
Атом құрылысы.
Атомдық құбылыстар
1
7 Тараудың қорытындысын
қайталау
Атом ядросы (9 сағат)
50
Атом ядросының
құрамы.Ядролық ӛзара
әрекеттесу.Ядролық
күштер.Физикалық
шамалардың ядролық
физикада
1
§55,56 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
43-жаттығу№2 , №3.
44-жаттығу №1.
95
21 – кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
қолданылатын ӛлшем
бірліктері.
51
Массалар
ақауы.Ядроның
байланыс
энергиясы.Радиоактивті
сәулеленудің
табиғаты.Радиоактивті
ыдырау заңы.
1
§56,57,58,59 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
45-жаттығу№3,47-
жаттығу№1, №2.
52
Ауыр ядролардың
бӛлінуі.Тізбекті
реакция.Ядролық
реактордың жұмыс
принципі.Атом электр
станциялары
1
§59,60 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
48-жаттығу№1, №2.
53
Термоядролық
реакциялар.(Күн мен
жұлдыздардың
энергиясы; радиактивтi
изотоптар; радиактивтi
изотоптарды қолдану)*
Радиоактивті
сәулелерден қорғану.
1
§61,62,63 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
49-жаттығу№1, №2.
3.5
Практикалық
жұмыстар: Жартылай
ыдырау периодын
есептеу.
1
№1165 №1169 №1171. №6
бақылау жұмысына
дайындық
3.6
Бақылау жұмысы
№6.Атом ядросы
1
8 Тараудың қорытындысын
қайталау
Кесте 22 – 11 сыныптың күнтізбелік-тақырыптық жоспары
р\с Сабақ
реті
Сабақтың
тақырыбы
Сағат
саны
Ӛтілу
мерзімі
Үй тапсырмалары
ІІ. Атомдық физика (8 сағат)
1
2
3
4
5
6
1
44
Сызықтық
спекторлар.
Атомның ядролық
1
Атом ядросы, атом,
электрон, протон
дайындық сұрақтарына
96
22 – кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
6
үлгісі. Резерфорд
жауаптар
тәжірибесі.
2
45
Бор постулаттары.
Сутегі атомы
үшін Бор
теориясы. Бор
моделі және
ұқсастық
қағидасы.
1
Жиілік, толқын
ұзындығы, энерг., Бор
постулаттарыдайындық
сұрақтарына жауаптар
3
46
№5 з.ж. «Сәуле
шығарудың тұтас
және сызықтық
спектрлерін
бақылау»
1
Жұмыстың теориясын
қарастыру
4
47
Франк-Герц
тәжірибесі.
1
§7.5. Дайындық
сұрақтарына жауаптар
5
48
Де Бройль
толқындары.
1
§7.6. Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
№31.3, №31.4, №31.5
есептер.
6
49
Анықталмағандық
қатынастары.
Толқындық
функция
1
§7.7, §7.8 Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
№32.3, №32.4 есептер.
7
50
Лазер. Голография 1
§7.9 Дайындық
сұрақтарына жауаптар
8
51
Сызықтық емес
оптика. Есептер
шығару
1
§7.10Дайындық
сұрақтарына жауаптар
ІІІ. Атом ядросының физикасы (9 сағат)
52 3.1
Атом ядросы.
Ядроның
нуклондық моделі.
Ядродағы нуклон-
дардың байланыс
энергиясы.
1
Атом ядросы, нуклондар,
байл.энерг., масса ақауы
дайындық сұрақтарына
жауаптар, №33.2,
№33.3,№34.2, №34.3, №35.5,
№35.6 есептер.
53 3.2
Табиғи
радиоактивтілік.
Радиоактивті
ыдырау заңы.
1
Атом энергиясы,
радиоактивтілік, жартылай
ыдырау периодыдайындық
сұрақтарына жауаптар,
97
22 – кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
6
№36.4, №36.5, №36.6,
№36.7, №37.4, №37.5
есептер.
54 3.3
Иондаушы
сәулелерді тіркеу
әдістері. Ядролық
реакциялар.
Жасанды
радиоактивтілік.
1
Иондалған сәуле шығару,
радиоактивтілікдайындық
сұрақтарына жауаптар,
№38.3, №38.4, №38.5
есептер.
55 3.4
№6 з.ж. «Дайын
фотосуреттер
бойынша
бӛлшектердің
ӛзара әрекеттесуін
зерттеу».
1
Жұмыстың теориясын
қарастыру
56 3.5
Ауыр ядролардың
бӛлінуі. Тізбекті
ядролық
реакциялар.
1
Нейтрон,
радиактивтілікдайындық
сұрақтарына жауаптар,
№38.3, №39.2, №39.3
есептер.
57 3.6
Ядролық реактор.
Ядролық
энергетика.
1
Радиация,
энергиядайындық
сұрақтарына жауаптар,
№40.2, №40.3 есептер.
58 3.7
Термоядролық
реакциялар.
1
§8.11. Дайындық
сұрақтарына жауаптар,
№41.2, №41.3 есептер.
59 3.8
Радиоактивті
сәулелердің
биологиялық
әсері. Радиациядан
қорғану.
1
Радиоактивтілікдайындық
сұрақтарына жауаптар
60 3.9
Тарауды қайталау 1
8 Тараудың қорытындысын
қайталау
IV. Элементар бӛлшектер (6 сағат)
61 4.1
Ғарыштық
сәулелер
1
Жұлдыз, галакт.дайындық
сұрақтарына жауаптар
62 4.2
Ядролық күштер.
1
Атом ядросы дайындық
сұрақтарына жауаптар
63 4.3
Атомнан
кварктарға дейін.
1
Элементар бӛлш.дайындық
сұрақтарына жауаптар
98
22 – кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
6
64 4.4
Қазіргі заманғы
әлемнің ғылыми
бейнесі.
1
Планета ауытқу
құбылысыдайындық
сұрақтарына жауаптар
65 4.5
Элементар
бӛлшектердің
проблемасы.
1
Элем.бӛлшектердайындық
сұрақтарына жауаптар
66 4.6
Радиоактивті
ыдырауды
компьютерлік
модельдеу.
1
Кӛрсетілген жоспар бойынша кейбір тақырыптарды түсіндіруде
компьютерлік моделдеуді қолдануды қарастырайық.
1) Атомныңалғашқыүлгілерінің бірін Дж. Томсон ұсынды. Бұл үлгіде атом
радиусы ~10
−10
м) оң зарядталған шар ретінде қарастырылады. Шардың ішінде
тепе-теңдік
жағдайының
маңында
электрондар
тербеліп
тұрады.
Электрондардың теріс зарядтарының қосындысы шарға біркелкі таралған
оң зарядты теңестіреді, сондықтан тұтас алғанда атом электрлік
бейтарап бӛлшек болады. Кейінгі зерттеулер бұл модельдің дұрыс емес екенін
кӛрсетті, сондықтан Томсон моделі қазір тек тарихи тұрғыдан қарастырылады.
Сурет 16 – Томсон моделінің монитордағы кескіні
99
2) Атомның ішінде электр зарядтарының орналасу тәртібін анықтау үшін
1911 жылы Резерфорд ӛзінің шекірттері Г. Гейгер және Э . Марсденмен
бірге альфа-бӛлшектер шоғын ӛте жұқа алтын фольгадан ӛткізіп, бірнеше
тәжірибелер жасады. Осы тәжірибелерді зерделеу нәтижесінде атомның
ядролық, басқаша айтсақ, планетарлық моделі ӛмірге келді.
Сурет 17 – Резерфорд тәжірибесінің монитордағы кескіні
Тәжірибенің нәтижесінде альфа-бӛлшектердің басым кӛпшілігі фольгадан
ӛткенде алғашқы бағыттан aуытқымайтыны (φ≈1-2°) анықталды. Бұл нәтиже,
негізінен, Томсон моделіне сүйеніп жасалған есептеулермен дәл келді. Бірақ,
альфа-бӛлшектердің мардымсыз аз бӛлігі 90°-тан артық бұрышқа ауытқитыны,
яғни олар фольгаға соғылып, кері бағытта ұшатыны таңдандырды. Сегіз мыңға
жуық бӛлшектердің біреуі ғана осындай үлкен бұрышқа ауытқиды екен! Мұны
Томсон моделі негізінде түсіндіру тіпті мүмкін болмады.
Тәжірибеде алынған нәтижелерді зерделей отырып, Резерфорд ӛз моделін
ұсынды. Ол атомның оң заряды оның ортасында орналасқан радиусы шамамен
10
−15
м ӛте аз кӛлемге жинақталған деген қорытындыға келді. Бұл орталық
бӛлшекті Резерфорд ядро деп атады. Атомның массасы түгел дерлік ядрода
шоғырланған. Ядроны айнала әртүрлі орбиталармен электрондар қозғалып
жүреді. Еңшеткі электрон орбитасының радиусы атомның радиусына тең,
R
a
≈10
−10
м. Бұл үлгі Күн жүйесінің құрылымына ұқсайтын болғандықтан, оны
атомның планетарлық моделідеп те атайды. Модель бойынша атом кӛлемінің
басым кӛпшілік бӛлігі "бос" болып шығады, ядроның радиусы
атомныңрадиусынан 100 000 есе кіші. Орбиталардағы электрондардың теріс
зарядтарының қосындысы ядроның оң зарядына тең, атом электрлік бейтарап.
100
Атомның ішіндегі бос кеңістік "ӛте үлкен". Сондықтан, фольга арқылы
ӛткенде альфа-бӛлшектерінің кӛбі ядродан алыс ӛтеді де, шашырамайды.
Электрондар альфа-бӛлшектен 8 мың еседей жеңіл болғандықтан,
оның қозғалыс траекториясын ӛзгерте алмайды. Тек ядроға тікелей қарсы келіп
қалған альфа-бӛлшектер ғана онымен әсерлесіп, кері ұшады. Мұндай
бӛлшектер саны ядро радиусының атом радиусына қатынасымен анықталады.
Жоғарыда біз тәжірибеге тек сапалық талдау жүргіздік. Резерфорд
сонымен қатар ӛз моделінің және Томсон моделінің негізінде
есептеу жұмыстарын жүргізді, олардың нәтижесі Резерфорд үлгісінің
дұрыстығын кӛрсетті. Бірақ классикалық физика тұрғысынан мұндай атомның
орнықты болуы мүмкін емес. Бұдан бұрын айтылғандай, зарядталған бӛлшек
үдемелі қозғалса, міндетті түрде сәулеленуі (электромагниттік толқындар
шығаруы) керек. Бұл сәулеленудің жиілігі электронның ядро маңында айналу
жиілігіне тең болуы тиіс. Электрон ядроны айнала дӛңгелек орбитамен
қозғалса, оның центрге тартқыш үдеуі бар. Олай болса, электрон сәуле шығара
отырып, ӛз энергиясын азайтуы тиіс. Энергияның (орбиталық жылдамдықтың)
азаюы электронның ядроға кулон күшінің әсерінен біртіндеп жақындап, ақыры
оған құлап түсуіне әкеп соғады. Бұған бар болғаны 10
−8
с-ка тең уақыт кетеді
екен және классикалық теория бойынша мұндай атомның сәулелену спектрі
тұтас болу керек, ал шын мәнінде атомдық спектрдің сызықтық болатынын
алдыңғы тақырыпта айтып кеттік.
Сайып келгенде, бұл жерде классикалық физиканың заңдары жүрмейтін
болып шықты. Тіпті жоғарыда әңгіме болған атомның планетарлық моделі, дәл
айтқанда ол бар болғаны нағыз атомның механикалық үлгісі екеніне біртіндеп
кӛзіміз жетеді.
3) Н. Бор 1913 жылы ӛзінің әйгілі постулаттарын ұсынды, олар
классикалық физикада қалыптасқан кӛзқарастарға қайшы келеді. Бордың
бірінші постулаты. Атомда электрондар қозғалатын стационар орбиталар бар.
Стационар орбитадағы атомдар сәуле шығармайды. Бордың екінші постулаты.
Электрон энергиясы Е
n
стационар орбитадан энергиясы Е
m
стационар орбитаға
ауысқанда, энергия кванты жұтылады не шығарылады. Ол энергия мына түрде
анықталады:
hν=E
n
– E
m
101
Сурет 18 – Атомдардың энерия деңгейлерінің монитордағы кескіні
Атомдардың энергетикалық күйлерін кӛрнекті түрде сипаттау үшін
энегетикалық диаграммалар қолданылады (сурет 16). Атомның әрбір
энергиясының мәніне сәйкес күйі горизонталь сызықпен бейнеленеді, бұл
сызықты энергетикалық деңгей деп аталады. Энергетикалық деңгейлер
тӛменнен жоғары қарай орналасады, яғни энергиясы ең аз деңгей басқалардың
бәрінен тӛмен жатады.
4) Ядролық реакциялардың ішінде ауыр ядролардың, әсіресе уран
ядроларының сыртқы қоздырғыштың әсерінен бӛлінуінің маңызы зор. Ӛйткені
атом ядросында ғаламат энергия қоры жинақталған. Ядроның ішкі энергиясын
екі жолмен, яғни ауыр ядролардың бӛліну реакциясымен және жеңіл ядроларды
синтездеу реакцияларын жүзеге асыру арқылы бӛліп алуға болады.
102
Сурет 19 – Бӛліну реакциясының монитордағы кескіні
Уран ядросының бӛлінуі ядроның тыныштық массасы бӛліну кезінде
пайда болатын жарықшақтардың тыныштық массаларының қосындысынан
артық болғандықтан ғана жүзеге асады. Тыныштық массасының кемуіне балама
болатын энергия бӛлініп шығады. Толық масса сақталады, ӛйткені үлкен
жылдамдықпен (υ=10
7
м/c)қозғалатын жарықшақтардың массасы олардың
тыныштық массаларынан артық болады. Ауыр ядроларда нейтрондар саны
артық болғандықтан, ядроның бӛлінуі кезінде жарықшақтармен қабаттаса
нейтрондардың да бӛлініп шығуының ашылуы іргелі жаңалық болды.
Әр ядро ыдырағанда 2 немесе 3 нейтрон бӛлініп шығады. Уран-235-тің
бӛліну реакциясын жазайық:
ядро, яғни бұл тұрақсыз изотоп.
немесе
мұндағы
– қозған құрама
Ӛзім жетекшілік еткен 4 курс студенттері педагогикалық практикада 9
және 11 сыныптарда атомдық және ядролық физика мәселелерін оқыту
барысында құбылыстар мен процестерді аудиовизуалды техникалық оқыту
құралын кеңінен қолданды. Сондай-ақ атомдық және ядролық физика
құбылыстары
мен
процестерін
компьютерлік
моделдеуге
арналған
практикалық жұмыстарды ӛткізді.
103
Достарыңызбен бөлісу: |